响固液分离的因素巅体等常用的固液分离方法主要是讨造和离心

项目八 发展产物的分离与精制 153

1.影响固液分离的因素 巅体等，常用的固液分离方法主要是讨造和离心。 物质的液相，分离除去固体悬浮物。如细胞、粥凭、细胞碎肯，兼白很的沉庭和它们的絮

大多数微生物发酵液都属于非牛顿型液体，其流变物性与许多国素有关。液分离较困6，主要取决于菌体大小和形状以及培养条件。

(1)发酵液中各种悬洋粒子越小,分离难度越大,费用越高，因此应先用预处理的各种不段来增大粒子体积，才能获得澄清的滤液。

(2)发酵液的黏度一般固液分离的速度通常与黏度成反比，黏度越大。固液分离越困

6、影响发酵液黏度的因素主要有，

①菌体种类和浓度不同，其黏度有很大差别。

不同的培养基组分和用量也会影响黏度，如用黄豆饼粉，花生饼粉作氮源，用淀粉作碳源会使黏度增大。发酵液中未用完的培养基较多或发酵后期用油作消沫到也会使过滤困难,③发酵液中蛋白质、核酸大量存在，会使黏度明显增大，通常细胞破碎或细胞自溶后，室内的蛋白质、核酸、酶等大量释放，此时发酵液黏度就会明显增大。一般来说发酵进人菌丝自溶阶段，抗生素产量才能达到高峰，为保证过滤工序的顺利进行，必须正确选择发酵终点和放罐时间.

④染菌的发酵液黏度也会增高。

(3)其他因素除上述两个因素外，发酵液的pH、温度和加热时间也会影响固液分离。

2.设备

(1)板框压滤机这是目前较常用的一种过滤设备，在发酵工业中广泛用于培养基制备过程中的过滤及霉菌、放线菌、酵母菌和细菌等多种发酵液的固液分离。板框压滤机的过滤面积大,能耐受较高压力差，故对不同过滤特性的发酵液适应性强，同时还具有结构简单、造价软低、动力消耗少等优点。这种设备的主要缺点是不能连续操作，设备笨重，劳动强度大,非生产的辅助时间(包括解、卸饼、洗布、重新压紧板框等)长，生产效率低。自

动板框过滤机是一种较新型的压滤设备,它使板框的拆 助滤剂层

装,滤渣的去除和滤布的清洗等操作都能自动进行，大大缩短了非生产的辅助时间，并减轻了劳动强度。

(2)真空鼓式过滤机对于大规模发酵工业生产，真

空鼓式过滤机是常用的过滤设备之一。真空鼓式过滤机能 提饼

连续操作，并能实现自动控制，但是压差小，主要适用于菌丝较粗的真菌发酵液的过滤。其基本原理是普通的真空过滤介质一

吸能。操作过程分为四个阶段:吸滤、洗涤、吸洗液、刮 刮下的错饼

除固形物。而对菌体较细或黏稠的发酵液，则需在转鼓面上预铺一层50~60mm厚的助滤剂，在鼓面缓慢移动时，

利用过滤机上的一把特殊的刮刀将滤饼连同极薄的一层助 刮刀

能剂(约百分之几毫厚)一起刮去，使过滤面积不断更 图8-2 预辅助滤剂层的鼓式

新，以维持正常的过滤速度。如图8-2所示。 过滤机的滤饼去除装置

(3)离心分离机离心分离是借助离心机旋转所产生

的离心力作用，促使不同大小、不同密度的粒子分离的技术，离心分离法速度快，效率高，操作时卫生条件好，占地面积小,能自动化、连续化和序控制，适合于大规模的分离过程，但是设备投资费用高、能耗也较高。

工业生产中，用于固液分离的低速离心机可分为两种类型:过滤式和沉降式。过滤式离心设备(即篮式离心机)，转鼓壁上开有均匀密集的小孔，鼓内壁贴放过滤介质(滤布)，在

项县八发现产他的分离与结车

B超声放破辞超声被破碎的机理 155

卫产提高于扫一20kHz的超声波可以使(1)撞击破碎利用冷冻使有弹性美心装碎的细胞转变成刚性、易碎的球体。进摆击撞击板，从而使冻结的细胞破碎，其结构加图8-5所示，

2.物理法

(1)渗透压冲击法渗透压冲击法是

波为服和的一种物理法、适用于易于破碎 图8-5推击破碎器的结构小量

前细胞、如动物细胞和革兰阴性菌，将细胞放在高渗透压的溶液中，由于渗透压的作用.盖内的水分便向外渗出，细胞失水收缩，达到平衡后，将介质快速稀释或将细胞转人低渗的水威缓冲液中，由于渗透压的突然变化，胞外的水分迅速渗人胞内。引起细胞快速膨塞面破裂、渗透压冲击法仅对较脆弱的细胞壁或者细胞壁预先用酶处理，强度减弱时才适合.

(2)冻结融化法将细胞放在低温下(15℃)冷冻，然后在室温中融化.如此反复多次，就能使细胞壁破裂。冻结-融化破裂细胞的原理在于，一方面能使细胞膜的硫水键结构破裂，从而增加细胞的亲水性能，另一方面，冷冻时胞内水结晶使细胞内外溶液浓度发生变化，引起细胞突然膨胀而破裂。对于细胞壁较薄的菌体，可采用此法，但通常破碎率较低，即使反复多次也不能提高效率。此外，还可能引起某些对冷冻敏感的蛋白质发生变性,

3.化学法

采用化学法处理微生物细胞，可以溶解细胞或抽胞内成分。常用酸、碱、表面活性剂和有机溶剂等化学试剂处理。

用酸处理可以使蛋白质水解成游离氨基酸，通常采用6mol/LHCI处理;用碱和表面活性剂处理细胞，可以溶解除去细胞壁上的脂类物质或使某些组分从细胞内渗漏出来。

有机溶剂可采用丁醇、丙酮、氯仿等，这些脂性有机溶剂能够溶解细胞壁的磷脂层，使细胞结构破坏，从而将胞内产物抽提出来。

化学法容易引起活性物质的失活破坏，因此根据生化物质的稳定性来选择合适的化学试剂和操作条件是非常重要的。另外，化学试剂的加人，常会给产物的纯化带来困难，并影响目的产物的纯度。

4.酶解法

利用溶解细胞壁的酶处理菌体细胞，使细胞壁受到部分或完全破坏后，再利用渗透压冲击等方法破坏细胞膜，进一步增大胞内产物的通透性，酶解方法可以在细胞悬浮液中加人特定的酶，也可以利用菌体自溶作用。(二)浓缩技术

浓缩过程在发酵产品提取纯化过程中都会使用。浓缩的目的是将低溶质浓度的溶液通过除去溶剂变为高质浓度的溶液。用于有机酸、氨酶剂、抗生素等发酵工业产品的取分离过程。

发酵工业中常用的浓缩方法有发缩法、冷冻浓法以及吸收浓缩法等。、发酵产物分离技术

提取的目的是除去与目标产物理化性能有很大差异的物质，使产物缩，并明显提高产品