2．降低滤液黏度μ
• 黏度愈低，过滤阻力愈小。加热、去杂蛋白、絮凝、 调PH、选择合适的放罐时间。
3．降低悬浮液中悬浮固体的浓度
• 过滤速度与获得滤饼体积成反比。因此应尽可能降低 培养基配料浓度（如玉米粉、豆饼粉的浓度）。
4. 对发酵液进行预处理，改善滤液性质。
发酵液的固液分离分类和处理要求
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3.2.6 过滤介质选择
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非均相物系由分散相和连续相组成
分散相： 分散物质。在非均相物系中，处于分散状 态的物质。 连续相： 分散介质。包围着分散物质而处于连续状 态的流体。
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非均相物系的分离原理：
根据两相物理性质(如密度等)的不同而进行的分离。
非均相物系分离的理论基础：
涤纶 145
138 0.04-0.08
耐磨
良 优 优
滤液 澄清度
12
滤饼过滤
深层过滤
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• 3.2.3 过滤理论： • 过滤速率 ：dQ/dt = A△p/μL(Rm+Rc)
3.2.4 影响过滤的因素 1）推动力
悬浮液自身压强差、重力
悬浮液的—外加压力
过滤介质的—抽真空
2）悬浮液的性质（发酵液的黏度） 3）过滤阻力：
介质阻力：一般过滤初较明显 滤饼阻力:滤饼厚度：随过滤进行而增加； 滤饼特性：颗粒形状、大小。
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过滤介质-织物介质
• 又称滤布，应用最广泛，包括由棉、麻等天然纤维滤布 和合成纤维滤布。
• 其过滤性能受许多因素的影响，其中最重要的是纤维的 特性、编织纹法和线型。
最高温度 ℃
密度 (kg／m3)
吸水率％
棉
92
155
16-22
尼纶 10现分离，必须使分散相和连续相之间发生相对 运动。因此，非均相物系的分离操作遵循流体力学的 基本规律。
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非均相物系的分离方法：
由于非均相物的两相间的密度等物理特性差异较大， 因此常采用机械方法进行分离。按两相运动方式的不 同，机械分离大致分为沉降和过滤两种操作。
均相物系的分离：
通常先造成一个两相物系，再用机械分离的方法分 离，如蒸馏，萃取等。
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发酵液的分离非常困难，最常用的固液分 离方法是过滤和离心。 • 体积较大的颗粒—过滤 • 体积较小的颗粒（1-10μm）离心 • 体积再小 发酵液预处理后再过滤或离心
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3.2 非均相物系的分离
• 依据机理分为：
• 深层过滤：硅藻土、活性炭（ 固体＜1g/L）
• 滤饼过滤：常压、减压、加压（ 固体＞ 1g/L） • 当悬浮液通过滤布时，固体颗粒被滤布阻拦而逐
渐形成滤饼（滤渣）。在滤饼过滤中，当滤饼至一定 厚度时即起主要的过滤作用。适合于固体含量大于 1g/L的悬浮液的过滤分离。
发酵液的固液分离分类和处理要求
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3.1 概述
自然界的混合物分为两大类：
均相物系(honogeneous system): 均相混合物。物系内部
各处均匀且无相界面。如溶液和混合气体都是均相物系。
非均相物系(non-honogeneous system): 非均相混合物。
物系内部有隔开不同相的界面存在，且界面两侧的物料性质有 显著差异。如：悬浮液、乳浊液、泡沫液属于液态非均相物系， 含尘气体、含雾气体属于气态非均相物系。
发酵液的固液分离分类和处理 要求
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上节课的主要内容
发酵液的预处理
• 凝聚
• 絮凝
• 加热
• 调pH
• 高价无机离子的去除
• 杂蛋白质的去除 发酵液的固液分离分类和处理要求
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常见的固液分离方法
• 过滤 filtration • 离心 Centrifugation • 膜分离 membrane separation • 双水相萃取 ATPS • 扩张床吸附 EBA
• 过滤介质起过滤作用，还是滤饼的支撑物。应具有足够 的机械强度和尽可能小的流动阻力。
合理选择过滤介质：
• 过滤介质所能截留的固体粒子大小：通常以过滤介质的 孔径表示。常用的过滤介质中，纤维滤布所能截留的最 小粒子约10μm，硅藻土为lμm，超滤膜可小于0.5μm。
• 过滤介质的透过性：是指在一定的压力差下，单位时间 单位过滤面积上通过滤液的体积量，它取决于过滤介质 上毛细孔径的大小及数目。
（4）培养基成分：如用黄豆粉、花生粉作氮源， 淀粉作碳源，粘度都会升高。
（5）某些染菌发酵液，如染细菌，则粘度会增 大。
（6）发酵过程的不正常处理，如大量过剩的培 养基和消沫油加入，都会使粘度增大。
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3.2.5 过滤速度的强化
1．降低滤饼比阻力
• 一切能够降低滤饼比阻力的方法：如添加电解质、絮 凝剂、凝固剂助滤剂等。
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过滤操作是借助于过滤介质，在一定的压力差ΔP 作用下，使悬浮液中的液体通过介质的孔道，而 固体颗粒被截留在介质上，从而实现固液分离的 单元操作。
–过滤介质filter medium : 过滤采用的多孔物质； –滤浆filter pulp : 所处理的悬浮液； –滤液filtrate : 通过多孔通道的液体； –滤饼或滤渣 filter cake:被截留的固体物质。
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滤浆(slurry)： 原悬浮液。
滤饼(filter cake)： 截留的固体物质。
过滤介质(filtering medium)： 多孔物质。
滤液(filterate)： 通过多孔通道的液体。
过滤操作示意图 (滤饼过滤)
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• 3.2.2 分类：
大多情况下，过滤阻力主要取决于滤饼阻力。
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4）影响发酵液固液分离的其它因素
• （1）发酵液中悬浮离子的大小
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（2）菌体的种类和浓度（重要因素），通常丝 状菌、动物或植物细胞悬浮液粘度较大，浓度 增大，粘度也提高。
（3）培养液中蛋白质、核酸大量存在：通常细 胞破碎或细胞自溶后粘度增大。因此细胞破碎 的程度应控制，发酵放罐时间要适宜。