优化发酵液过滤特性的方法浅析

guolvfenlitech6

2020-11-28 环球过滤分离技术网  guolvfenlitech6

微生物发酵液的特性可归纳为：

1. 发酵产物浓度较低，,悬浮液中大部分是水；

2. 悬浮物颗粒小, 相对密度与液相相差不大；

3. 固体粒子可压缩性大;

4. 液相粘度大, 大多为非牛顿型流体；

    5. 性质不稳定, 随时间变化, 如易受空气氧化、微生物污染、蛋白酶水解等作用的影响。

   这此特性使得发酵液的过滤与分离相当困难，通过对发酵液进行适当的预处理，即可改善其流体性能，降低滤饼比阻，提高过滤与分离的速率。


改善发酵液过滤特性的方法
1
调pH
    pH直接影响发酵液中的某些物质的电离度和电荷性质，如将pH调节到等电点时，蛋白质、氨基酸等两性物质溶解度最小。利用酸性来调节发酵液pH值使之达到等电点, 可除去蛋白质等酸性两性物质。 在膜过滤中, 发酵液中的大分子物质易与膜发生吸附, 通过调整 pH值改变易吸附分子的电荷性质, 即可减少堵塞和污染。 此外, 细胞、细胞碎片及某些胶体物质等在某个pH值下也可能趋于絮凝而成为较大颗粒, 有利于过滤的进行。

2
热处理

    升高温度可有效降低液体粘度，因为它能使蛋白凝聚，减少发酵液粘度，适合于氨基酸发酵。



3
电解质处理

    发酵液属于胶体悬浮液，向发酵液中加入某种电解质，在电解质中异电离子作用下，胶粒的双电层电位降低，使胶体体系不稳定，胶体粒子相互碰撞产生凝聚现象，降低发酵液粘度。



4
加絮凝剂

    絮凝剂是一种能溶于水的高分子聚合物，成长链状，它们通过静电引力、范德华引力或氢键的作用，强烈的吸附在胶粒的表面，产生絮凝作用，降低发酵液粘度。



5
加助滤剂
    助滤剂是一种不可压缩的多孔微粒, 它能使滤饼疏松, 滤速增大。 这是因为使用助滤剂后, 悬浮液中大量的细微胶体粒子被吸附到助滤剂的表面上, 从而改变了滤饼结构, 它的可压缩性下降了, 过滤阻力降低了。常用的助滤剂有硅藻土、纤维素、石棉粉、珍珠岩、白土、炭粒、淀粉等, 其中最常用的是硅藻土。

    助滤剂的使用方法有两种:一种是在过滤介质表面预涂助滤剂，另一种是直接加入发酵液, 也可两种方法同时兼用。 对于第二种使用方法, 使用时需要一个带搅拌器的混合槽, 充分搅拌混合均匀，防止分层沉淀。



6
加入反应剂
    加入反应剂和某此可溶性盐类发生反应生成不溶性沉淀,  如    CaSO4, AIPO4等。 生成的沉淀能防止菌丝体粘结, 使菌丝具有块状结构, 沉淀本身可作为助滤剂, 并且能使胶状物和悬浮物凝固, 从而改善过滤性能。 如在新生霉素发酵液中加入氯化钙和磷酸钠, 生成的磷酸钙沉淀可充当助滤剂, 另一方面可使某些蛋白质凝固。 又如环丝氨酸发酵液用氧化钙和磷酸处理, 生成磷酸钙沉淀, 能使悬浮物凝固,多余的磷酸根离子还能除去钙、镁离子, 并且在发酵液中不会引入其他阳离子, 以免影响环丝氨酸的离子交换吸附。
来源于：毛忠贵《生物工业下游技术》，侵权告删www.guolvfenlitech.com