生物分離工程-發(fā)酵液預(yù)處理和固液分離

生物分離工程-發(fā)酵液預(yù)處理和固液分離匯報(bào)人：AA2024-01-25發(fā)酵液預(yù)處理固液分離方法過(guò)濾技術(shù)在固液分離中應(yīng)用沉降技術(shù)在固液分離中應(yīng)用離心技術(shù)在固液分離中應(yīng)用其他固液分離方法及新技術(shù)展望目錄01發(fā)酵液預(yù)處理通過(guò)去除發(fā)酵液中的雜質(zhì)和有害物質(zhì)，提高后續(xù)分離純化過(guò)程中產(chǎn)品的純度和質(zhì)量。提高產(chǎn)品質(zhì)量保護(hù)設(shè)備優(yōu)化工藝減少雜質(zhì)對(duì)設(shè)備的磨損和腐蝕，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。調(diào)整發(fā)酵液的pH值、濃度等參數(shù)，使其更適合后續(xù)的分離純化操作。030201預(yù)處理目的通過(guò)濾布、濾紙等過(guò)濾材料去除發(fā)酵液中的固體顆粒和懸浮物。過(guò)濾利用離心力將發(fā)酵液中的固體顆粒和懸浮物分離出來(lái)。離心使用活性炭、硅膠等吸附劑吸附發(fā)酵液中的色素、異味等雜質(zhì)。吸附去除雜質(zhì)根據(jù)發(fā)酵液的pH值，適量加入酸或堿進(jìn)行調(diào)整，使其達(dá)到后續(xù)操作所需的pH范圍。加酸或加堿使用緩沖溶液穩(wěn)定發(fā)酵液的pH值，避免在后續(xù)操作中因pH值波動(dòng)而影響產(chǎn)品質(zhì)量。緩沖溶液調(diào)整pH值濃縮通過(guò)蒸發(fā)、膜分離等方法將發(fā)酵液中的水分去除，提高有效成分的濃度。稀釋向發(fā)酵液中加入適量溶劑或水，降低有效成分的濃度，以便于后續(xù)操作。濃縮與稀釋02固液分離方法利用過(guò)濾介質(zhì)（如濾紙、濾布、燒結(jié)金屬等）的孔隙，使液體通過(guò)而固體顆粒被截留，從而實(shí)現(xiàn)固液分離。過(guò)濾原理根據(jù)過(guò)濾推動(dòng)力不同，可分為重力過(guò)濾、加壓過(guò)濾和真空過(guò)濾等。過(guò)濾類型板框壓濾機(jī)、葉濾機(jī)、轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾機(jī)等。過(guò)濾設(shè)備過(guò)濾法利用固體顆粒與液體的密度差異，在重力作用下使固體顆粒自然沉降，從而實(shí)現(xiàn)固液分離。沉降原理根據(jù)操作方式不同，可分為間歇式沉降和連續(xù)式沉降。沉降類型沉降槽、濃縮機(jī)等。沉降設(shè)備沉降法

離心法離心原理利用離心力場(chǎng)的作用，使固體顆粒與液體產(chǎn)生不同的徑向速度，從而實(shí)現(xiàn)固液分離。離心類型根據(jù)離心機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理不同，可分為過(guò)濾式離心機(jī)、沉降式離心機(jī)和分離式離心機(jī)等。離心設(shè)備三足式離心機(jī)、臥式刮刀卸料離心機(jī)、碟片式分離機(jī)等。萃取法01利用溶質(zhì)在互不相溶的溶劑里溶解度的不同，用一種溶劑把溶質(zhì)從它與另一種溶劑所組成的溶液里提取出來(lái)。電滲析法02在外加直流電場(chǎng)作用下，利用離子交換膜對(duì)溶液中離子的選擇透過(guò)性，使溶液中陰、陽(yáng)離子發(fā)生離子遷移，分別通過(guò)陰、陽(yáng)離子交換膜而達(dá)到除鹽或濃縮的目的。膜分離法03利用膜的選擇性分離實(shí)現(xiàn)料液的不同組分的分離、純化、濃縮的過(guò)程。其他方法03過(guò)濾技術(shù)在固液分離中應(yīng)用利用多孔介質(zhì)（濾料）攔截固體顆粒，實(shí)現(xiàn)固液分離的過(guò)程。板框壓濾機(jī)、真空過(guò)濾機(jī)、葉濾機(jī)等。過(guò)濾原理及設(shè)備過(guò)濾設(shè)備過(guò)濾原理濾餅形成固體顆粒在過(guò)濾介質(zhì)上逐漸堆積形成濾餅的過(guò)程。濾餅特性濾餅的厚度、密度、滲透率等特性影響過(guò)濾效果。濾餅形成與特性溫度控制溫度影響濾液粘度和固體顆粒的聚集狀態(tài)，需根據(jù)物料性質(zhì)調(diào)整溫度。操作壓力適當(dāng)提高操作壓力可增大過(guò)濾速率，但需注意設(shè)備耐壓能力。過(guò)濾介質(zhì)選擇根據(jù)固體顆粒大小和形狀選擇合適的過(guò)濾介質(zhì)，提高過(guò)濾效率。過(guò)濾操作條件優(yōu)化03交叉流過(guò)濾技術(shù)使料液與過(guò)濾介質(zhì)呈交叉流動(dòng)，降低濾餅厚度，提高過(guò)濾速度。01膜過(guò)濾技術(shù)利用微孔膜作為過(guò)濾介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)高精度固液分離，如微濾、超濾等。02動(dòng)態(tài)過(guò)濾技術(shù)在過(guò)濾過(guò)程中引入振動(dòng)、攪拌等動(dòng)態(tài)因素，防止濾餅堵塞，提高過(guò)濾效率。新型過(guò)濾技術(shù)04沉降技術(shù)在固液分離中應(yīng)用利用重力作用使懸浮顆粒在液體中沉降，實(shí)現(xiàn)固液分離。沉降原理包括沉淀池、濃縮池、澄清池等。沉降設(shè)備沉降原理及設(shè)備自由沉降與區(qū)域沉降自由沉降顆粒在無(wú)限大液體中自由沉降，不受其他顆粒影響。區(qū)域沉降顆粒在有限區(qū)域內(nèi)沉降，受到其他顆粒和邊界影響。顆粒性質(zhì)顆粒大小、形狀、密度等。液體性質(zhì)液體密度、粘度、表面張力等。操作條件溫度、壓力、pH值等。影響沉降效果因素123通過(guò)添加絮凝劑使懸浮顆粒聚集成較大顆粒，加快沉降速度。添加絮凝劑調(diào)整液體密度、粘度等性質(zhì)，提高沉降效果。改變液體性質(zhì)如斜板沉淀池、高效濃縮機(jī)等，提高沉降效率。采用高效沉降設(shè)備強(qiáng)化沉降技術(shù)05離心技術(shù)在固液分離中應(yīng)用利用離心力場(chǎng)使懸浮液中的固相與液相分離。當(dāng)懸浮液在離心機(jī)中高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于固相和液相的密度差異，固相受到的離心力大于液相，從而被甩向器壁形成沉渣，而液相則留在中心部位，實(shí)現(xiàn)固液分離。離心原理主要包括離心機(jī)、轉(zhuǎn)鼓、螺旋輸送器等。其中，離心機(jī)是核心設(shè)備，根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作原理可分為過(guò)濾式、沉降式和分離式三類。離心設(shè)備離心原理及設(shè)備適用于含固量較少、粒度較細(xì)的懸浮液。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、分離效果好等優(yōu)點(diǎn)，但易堵塞濾網(wǎng)，需定期清洗。過(guò)濾式離心機(jī)適用于含固量較高、粒度較粗的懸浮液。具有處理量大、連續(xù)操作、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)物料適應(yīng)性差，分離效果受物料性質(zhì)影響較大。沉降式離心機(jī)綜合了過(guò)濾式和沉降式的優(yōu)點(diǎn)，適用于各種不同類型的懸浮液。具有分離效果好、操作靈活、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價(jià)高。分離式離心機(jī)不同類型離心機(jī)特點(diǎn)比較轉(zhuǎn)速越高，離心力越大，分離效果越好。但過(guò)高的轉(zhuǎn)速可能導(dǎo)致設(shè)備振動(dòng)、噪音增大等問(wèn)題。轉(zhuǎn)速溫度對(duì)物料粘度和密度有影響，進(jìn)而影響離心效果。一般來(lái)說(shuō)，溫度升高會(huì)降低物料粘度和密度差，有利于固液分離。溫度物料的粒度、密度、粘度等性質(zhì)對(duì)離心效果有很大影響。粒度越細(xì)、密度差越小、粘度越大，分離難度越大。物料性質(zhì)操作條件對(duì)離心效果影響設(shè)備大型化隨著工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，對(duì)離心機(jī)的處理能力提出了更高要求。未來(lái)離心機(jī)將向大型化方向發(fā)展，提高單機(jī)處理能力和生產(chǎn)效率。智能化引入先進(jìn)的控制技術(shù)和傳感器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)離心機(jī)的自動(dòng)化和智能化操作，提高操作精度和效率。綠色環(huán)保針對(duì)離心過(guò)程中產(chǎn)生的噪音、振動(dòng)和廢渣等問(wèn)題，加強(qiáng)環(huán)保措施和技術(shù)創(chuàng)新，降低對(duì)環(huán)境的影響。離心技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)06其他固液分離方法及新技術(shù)展望電泳法利用電場(chǎng)力使帶電顆粒在電場(chǎng)中移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)固液分離。該方法適用于微小顆粒和生物大分子的分離。電滲析法通過(guò)電場(chǎng)作用下的離子遷移和滲透現(xiàn)象，將溶液中的離子與固體顆粒分離。此方法常用于處理含鹽溶液和廢水處理。電場(chǎng)作用下固液分離方法VS利用磁場(chǎng)對(duì)磁性顆粒的吸引力，將磁性固體顆粒從液體中分離出來(lái)。該方法廣泛應(yīng)用于礦物分選、廢水處理等領(lǐng)域。高梯度磁選法通過(guò)產(chǎn)生高梯度磁場(chǎng)，增強(qiáng)對(duì)磁性顆粒的捕獲能力，提高固液分離效率。此方法適用于處理含有弱磁性顆粒的溶液。磁選法磁場(chǎng)作用下固液分離方法利用微孔濾膜截留固體顆粒，實(shí)現(xiàn)固液分離。微濾膜具有孔徑均勻、過(guò)濾精度高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域。采用超濾膜技術(shù)，通過(guò)膜表面的微孔結(jié)構(gòu)對(duì)溶液中的大分子物質(zhì)進(jìn)行截留，達(dá)到固液分離的目的。超濾膜在廢水處理、蛋白質(zhì)分離等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。微濾膜超濾膜膜分離技術(shù)在固液分離中應(yīng)用利用超聲波的空化效應(yīng)和機(jī)械振動(dòng)作用，強(qiáng)化固液界面的相互