發(fā)酵產(chǎn)物的分離提取-沉淀與離心

第二節(jié)沉淀與離心一、沉淀定義：通過改變條件或加入某種試劑，使發(fā)酵產(chǎn)物離開溶液，生成不溶性顆粒而沉降析出的過程。沉淀法（1）鹽酸鹽法；（2）等電點(diǎn)沉淀法；（3）溶劑抽提法；（AA和抗生素）（4）金屬鹽法等。酶制劑提取鹽析法——用一定濃度的中性鹽使酶從發(fā)酵液中析出；影響鹽析的各種因素

無機(jī)鹽的加入量蛋白質(zhì)的濃度溫度pH操作方式有機(jī)溶劑法——利用酶蛋白在有機(jī)溶液中的溶解度不同，使目的酶蛋白和其他雜蛋白分開，并濃縮，故此法可以使酶分級提純。有機(jī)溶劑的種類和用量溫度pH中性鹽濃度時(shí)間影響有機(jī)溶劑提取酶的因素二、離心作用：液-液、固-液、液-液-固分離的常用手段離心分離離心沉降離心過濾（一）離心沉降原理式中：u——粒子的運(yùn)動(dòng)速度d——粒子直徑

ρs、

ρ——粒子、流體密度g——重力加速度

μ——連續(xù)流體的黏度球形粒子沉降：FgFf球形顆粒沉降的受力情況在離心力場中：式中：ω——旋轉(zhuǎn)角速度，rad/s

r——粒子離轉(zhuǎn)軸中心的距離

f——離心分離因數(shù)f<3000

常速離心機(jī)f=30000-50000

中速離心機(jī)f>50000

高速離心f>2×105

超高速離心機(jī)

（二）離心沉降設(shè)備①瓶式離心機(jī)②管式離心機(jī)③多室式離心機(jī)④碟式離心機(jī)⑤螺旋卸料沉降離心機(jī)1.管式離心機(jī)待處理的物料在一定壓力（3×104Pa左右）下由進(jìn)料管經(jīng)底部空心軸進(jìn)入鼓內(nèi)，靠擋板分布于鼓的四周，并使料液迅速達(dá)到與轉(zhuǎn)鼓相同的角速度。轉(zhuǎn)鼓帶動(dòng)物料高速旋轉(zhuǎn)，在離心力下，懸浮液沿轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁向上流動(dòng)的，料液在離心力場的作用下因其密度差的存在而分離。澄清后的液相流動(dòng)到轉(zhuǎn)鼓上部的排液口排出。比重大的固體微粒逐漸沉積在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)壁形成沉渣層，達(dá)到一定數(shù)量后，停機(jī)人工清除。2.碟片式離心機(jī)顆粒在分離空間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)路線當(dāng)懸浮液在動(dòng)壓頭的作用下，經(jīng)中心管流入高速旋轉(zhuǎn)的碟片之間的間隙時(shí)，便產(chǎn)生了慣性離心力。其中密度較大的固體顆粒在離心力作用下向上層碟片的下表面運(yùn)動(dòng)，而后在離心力作用下被向外甩出，沿碟片下表面向轉(zhuǎn)子外圍下滑。而液體則由于密度小，在后續(xù)液體的推動(dòng)下沿著碟片的隙道向轉(zhuǎn)子中心流動(dòng)，然后沿中心軸上升，從套管中排出，達(dá)到分離的目的。碟片式離心機(jī)類型人工排渣的碟片離心機(jī)——適用于固體顆粒含量很少的懸浮液。噴嘴排渣的碟片離心機(jī)——適用于固體顆粒含量較多的懸浮液。活門（活塞）排渣的碟片離心機(jī)——可用于酶制劑，疫苗和胰島素等生產(chǎn)中分離物的澄清。3.沉降式螺旋卸料離心機(jī)原理：利用離心沉降原理分離懸浮液的設(shè)備作用：完成固液相有密度差的懸浮液的固相脫水，液相澄清，粒度分級，濃縮等工藝過程。（三）離心過濾一、離心過濾的原理

離心過濾是將料液送入有孔的轉(zhuǎn)鼓并利用離心力場進(jìn)行過濾的過程，以離心力為推動(dòng)力完成過濾。兼有離心和過濾的雙重作用。濾餅離心過濾機(jī)工作原理圖濾網(wǎng)濾餅形成濾餅壓緊濾餅壓干離心過濾

基本參數(shù)選擇 顆粒d,固液

差,

基本型號固體物濃度 亞型 產(chǎn)物熱穩(wěn)定性 低溫離心 流量Q,規(guī)模 規(guī)格、臺數(shù) 氣溶膠,活cell密封滅菌設(shè)計(jì)（四）離心機(jī)的選擇與使用離心機(jī)的選擇鹽析法（1）定義

在高濃度中性鹽存在的情況下，隨著中性鹽的濃度增加，欲分離蛋白質(zhì)在水溶液中的溶解度會(huì)降低并沉淀析出的現(xiàn)象。（2）鹽析法機(jī)理（1）鹽離子與蛋白質(zhì)分子爭奪水分子，降低了用于溶解蛋白質(zhì)的有效水量，減弱了蛋白質(zhì)的水合程度，破壞了蛋白質(zhì)表面的水化膜，導(dǎo)致蛋白質(zhì)溶解度下降。（2）鹽離子電荷的中和作用，靜電斥力降低