1、生物分离工程的特点;

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1、1、生物分离工程的特点;①成分复杂,固液分离困难;②浓度低,分离能耗大③收率低;④易失活;⑤不稳定性。2、精制产品分离纯化一般流程1.胞外产品:发酵液〜预处理〜口的产物尽量进液相一-固液分离一收集液相后—提取与精制2.胞内产品:发酵液一预处理一除杂、改变液和性质一固一液分离〜收集细胞或菌体一细胞破碎一目的产物进液相一固一液分离一收集液相一后提取与精制3、生物悬浮液的特性:①悬浮物颗粒小,比重与液相相差不大;②固体粒子可压缩性大;③粘度大,含有蛋白质、多糖等胶体物质,大多为非牛顿型流体。改性的目的:降低滤饼比阻,提高过滤与分离的速率。4、凝聚:指在电解质作用下,由于胶粒间双电层排斥电位的降

2、低,而使胶体体系不稳定的现彖。凝聚作用机理:加入电解质一电解质屮的高价阳离子一对胶体周围离子的影响一双电层电位I一胶体稳定性I一发生凝聚5、阳离子对带负电荷的发酵液胶体粒子凝聚能力的次序为:A13+〉Fe3+>H+〉Ca2+>Mg2+〉K+>Na+>Li+6、絮凝:指在某些高分子絮凝剂存在下,基于桥架作用,使胶粒形成较人絮凝团的过程。7、错流过滤(Cross-FlowFiltration)乂称切向流过滤,是一种维持恒压下高速过滤的技术。其操作特点是使悬浮液在过滤介质表面作切向流动,利用流动的剪切作用将过滤介质表面的固体(滤饼)移走。8、珠磨法细胞破碎率叮用一级反应动力学表示:间歇操作:l

3、n[l/(l-^]=^连续操作:ln[l/(l-^]=#r其中t^V/F式中:7?—破碎率(g/g)I反应速率常数(1/s)广一破碎时间(s)t—平均停留吋间(s)—破碎室悬浮液体积(L)1进料速率(L/s)9、高压匀浆法破碎的动力学方程1叩/(1-/?)]=笃砒的破碎常数。悬浮液通过匀浆器的次数。/「操作压力。a—微生物种类常数,对于酵母菌a值可取2.210、简述采用多种破碎方法相结合提高破碎率的原理化学法与酶法取决于细胞壁膜的化学组成,机械法取决于细胞结构的机械强度,而化学组成又决定了结构的机械强度,组成的变化必然影响到强度的差异,这就是化学法与机械法相结合的原理。11•沉淀的作用一

4、是浓缩,通过沉淀目的产物由液相变成固相,浓缩倍数可达几十倍至数百倍;二是纯化,通过沉淀固液分相后,除去留在液相(如果目的产物是固相)或沉积在固相小(口的产物留在液相)的朵质。12、盐析法具有如下特点:(1)成木低,不需要什么特别昂贵的设备;(2)操作简单、安全;(3)对许多生物活性物质具有稳定作用。(4)存在产品与杂质的共沉作用,因而它只能作为初步纯化。13、盐析原理。蛋白质在高盐浓度下发生盐析,这是因为当屮性盐浓度增加至一定程度时,蛋白质表面电荷被大量中和(亲水基团被大量中性盐离了所包围),水分了离开蛋白质的周围,暴露出疏水区域,疏水区域间的相互作用,使蛋白质分子相互聚集而沉淀。14、

5、Cohn方程式^=/3—Kj»wS—蛋白质的溶解度(g/L)I—离子强度mi—i离子的摩尔浓度(mol/L)Zi_i离了所带的电荷数(即离了的价数)B-盐析常数,与盐的种类无关KS—盐析常数,与温度和pH无关15、朋与盐种类的关系对于阴离子,含高价阴离子的盐,效果比低价的好。常用阴离子的盐析效果排列如下:柠檬酸盐〉P043->S042->CH3C00->Cl->N03->SCN-o对于阳离子,一般地高价阳离子(如Mg2+、Ca2+)不如低价阳离子,常用一价阳离子的盐析效果排列如下:NH4+>K+>Na+o而常用盐析剂盐析效呆的排列顺序为:N&H2PO4>(NH4)2S04>Na2S04

6、>MgS04>NaCl16、有机溶剂法沉淀原理一般水溶液加入有机溶剂水溶液的介电常数I一溶质分子(蛋白质)之间静电引力t-溶质的溶解度I。有机溶剂沉淀法具有如卜•特点:①不同溶质的沉淀所要求的有机溶剂浓度不同,这是有机溶剂分步沉淀的基础。其分辨能力比盐析法高。②溶剂容易蒸发除去,因此适合于制备食品用蛋口质。③有机溶剂密度低,与沉淀物密度差大,过滤和离心分离都较容易。④容易使某些生物大分了变性失活。⑤有机溶剂易燃易爆,操作常需在低温下进行。]7、非离子多聚物沉淀法原理.沉淀作用是多聚物与大分子发生共沉作用的结果。与有机溶剂相似,使大分子的水化度降低,促使大分子沉淀多聚物与大分子Z间以氢键相

7、结合形成复合物.PEG沉淀法特点(1)操作条件温和,变性失活少。(2)具有极高的沉淀效果,用量较少,PEG浓度一般为10%左右。(3)沉淀后多聚物较易除去,对后继分离影响较小。18、膜分离技术的特点1)处理效率高,设备易放大;(2)适合于热敏物质分离;(3)失活较少;(4)无相变过程,省能;(5)在分离、浓缩的同时可达到部分纯化;(6)可达较高回收率;(7)系统可密闭,避免外来污染;(8)不外加化学物质,减少环境污染;(9)不适合于

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