2022年医学专题—第六章--细胞破碎与料液分离设备..ppt

第三篇第三篇 产物产物(chnw)(chnw)(chnw)(chnw)分离设备分离设备第一页，共六十六页。第六章第六章 细胞破碎与料液分离细胞破碎与料液分离(fnl)(fnl)(fnl)(fnl)设备设备 微生物代谢产物大多分泌到胞外，如大多数小分子代谢物、微生物代谢产物大多分泌到胞外，如大多数小分子代谢物、微生物代谢产物大多分泌到胞外，如大多数小分子代谢物、微生物代谢产物大多分泌到胞外，如大多数小分子代谢物、部分酶蛋白等。但有些目标部分酶蛋白等。但有些目标部分酶蛋白等。但有些目标部分酶蛋白等。但有些目标(mbio)(mbio)产物如大多数酶蛋白、类脂和产物如大多数酶蛋白、类脂和产物如大多数酶蛋白、类脂和产物如大多数酶蛋白、类脂和部分抗生素等存在于胞内。要分离和提取此类产物，就必须进行部分抗生素等存在于胞内。要分离和提取此类产物，就必须进行部分抗生素等存在于胞内。要分离和提取此类产物，就必须进行部分抗生素等存在于胞内。要分离和提取此类产物，就必须进行细胞破碎细胞破碎细胞破碎细胞破碎，使目标产物转入液相，然后进行细胞碎片的，使目标产物转入液相，然后进行细胞碎片的，使目标产物转入液相，然后进行细胞碎片的，使目标产物转入液相，然后进行细胞碎片的分离分离分离分离。第二页，共六十六页。第一节第一节 细胞细胞(xbo)(xbo)破碎设备破碎设备细胞破碎的方法很多，一般按是否使用外加力分为细胞破碎的方法很多，一般按是否使用外加力分为细胞破碎的方法很多，一般按是否使用外加力分为细胞破碎的方法很多，一般按是否使用外加力分为机械法机械法机械法机械法和和和和非非非非机械法机械法机械法机械法两类。非机械法有酶溶法、化学法、物理法和干燥法等。两类。非机械法有酶溶法、化学法、物理法和干燥法等。两类。非机械法有酶溶法、化学法、物理法和干燥法等。两类。非机械法有酶溶法、化学法、物理法和干燥法等。在此我们对非机械法不作进一步讨论，下面介绍在此我们对非机械法不作进一步讨论，下面介绍在此我们对非机械法不作进一步讨论，下面介绍在此我们对非机械法不作进一步讨论，下面介绍(jisho)(jisho)一下机一下机一下机一下机械法中常用的械法中常用的械法中常用的械法中常用的细胞破碎设备细胞破碎设备细胞破碎设备细胞破碎设备。第三页，共六十六页。一、高速一、高速一、高速一、高速(o s)(o s)珠磨机珠磨机珠磨机珠磨机搅拌器的转速搅拌器的转速搅拌器的转速搅拌器的转速 700 70014501450转转转转/min/min流速流速流速流速 50 50500L/h500L/h细胞悬浮液浓度细胞悬浮液浓度细胞悬浮液浓度细胞悬浮液浓度(nngd)(nngd)3050%3050%（细胞湿重（细胞湿重（细胞湿重（细胞湿重/体积）体积）体积）体积）玻璃小珠装量玻璃小珠装量玻璃小珠装量玻璃小珠装量 7090%7090%玻璃珠直径玻璃珠直径玻璃珠直径玻璃珠直径 0.451mm 0.451mm第四页，共六十六页。二、高压二、高压(goy)(goy)匀浆器匀浆器高压匀浆器是用作细高压匀浆器是用作细胞破碎的较好的设备。胞破碎的较好的设备。它是由可产生高压的它是由可产生高压的正向排代泵和排出阀正向排代泵和排出阀组成。组成。细胞浆液通过止逆阀进细胞浆液通过止逆阀进入入(jnr)(jnr)泵内，利用泵内，利用高压使其在排出阀的小高压使其在排出阀的小孔冲击，并且高速撞击孔冲击，并且高速撞击在撞击环上。细胞在这在撞击环上。细胞在这一系列的高速运动中经一系列的高速运动中经历了剪切、碰撞以及高历了剪切、碰撞以及高压到常压的变化，从而压到常压的变化，从而造成细胞破裂。造成细胞破裂。第五页，共六十六页。三、超声波振荡器三、超声波振荡器三、超声波振荡器三、超声波振荡器当超声波在液体中传播时，当超声波在液体中传播时，液体中的某一小区域交替重液体中的某一小区域交替重复地产生巨大的压力和拉力。复地产生巨大的压力和拉力。由于拉力的作用，使液体拉由于拉力的作用，使液体拉伸而破裂，从而出现细小的伸而破裂，从而出现细小的空穴。这种空穴泡受到超声空穴。这种空穴泡受到超声波的迅速冲击而迅速闭合，波的迅速冲击而迅速闭合，从而产生一个极为强烈的冲从而产生一个极为强烈的冲击波压力，由它引起的粘滞击波压力，由它引起的粘滞性旋涡在悬浮性旋涡在悬浮(xunf)(xunf)细胞细胞上造成了剪切应力，促使细上造成了剪切应力，促使细胞内部液体发生流动，而使胞内部液体发生流动，而使细胞破碎。细胞破碎。槽槽 式式 探头探头(tn tu)直接插入介质式直接插入介质式 第六页，共六十六页。第二节第二节 固液分离固液分离(fnl)(fnl)(fnl)(fnl)设备设备固液分离的方法很多，生物工业中运用的方法有分离筛、重力沉降、浮固液分离的方法很多，生物工业中运用的方法有分离筛、重力沉降、浮固液分离的方法很多，生物工业中运用的方法有分离筛、重力沉降、浮固液分离的方法很多，生物工业中运用的方法有分离筛、重力沉降、浮选分离、离心分离和过滤等。其中最常用的主要是选分离、离心分离和过滤等。其中最常用的主要是选分离、离心分离和过滤等。其中最常用的主要是选分离、离心分离和过滤等。其中最常用的主要是过滤过滤过滤过滤和和和和离心分离离心分离离心分离离心分离。过滤过滤过滤过滤是迫使液体通过固体支撑物或过滤介质，把固体截留，从而达到是迫使液体通过固体支撑物或过滤介质，把固体截留，从而达到是迫使液体通过固体支撑物或过滤介质，把固体截留，从而达到是迫使液体通过固体支撑物或过滤介质，把固体截留，从而达到(d do)(d do)(d do)(d do)固液分离的目的。固液分离的目的。固液分离的目的。固液分离的目的。离心分离离心分离离心分离离心分离是利用惯性离心力和物质的沉降系数或浮力密度的不同而进行是利用惯性离心力和物质的沉降系数或浮力密度的不同而进行是利用惯性离心力和物质的沉降系数或浮力密度的不同而进行是利用惯性离心力和物质的沉降系数或浮力密度的不同而进行的分离、浓缩等操作。的分离、浓缩等操作。的分离、浓缩等操作。的分离、浓缩等操作。第七页，共六十六页。一、过滤一、过滤一、过滤一、过滤(gul)(gul)设备设备设备设备过滤又可分为澄清过滤和滤饼过滤两种。过滤又可分为澄清过滤和滤饼过滤两种。（1 1）澄清过滤澄清过滤 当悬浮液通过过滤介质时，固体颗粒被阻拦或吸附在滤层颗粒上，使滤当悬浮液通过过滤介质时，固体颗粒被阻拦或吸附在滤层颗粒上，使滤液得以澄清。液得以澄清。（2 2）滤饼过滤滤饼过滤 当悬浮液通过滤介质时，固体颗粒被介质阻拦而形成滤饼，当滤饼当悬浮液通过滤介质时，固体颗粒被介质阻拦而形成滤饼，当滤饼积至一定厚度时就起到过滤作用，此时即可获得澄清的滤液。积至一定厚度时就起到过滤作用，此时即可获得澄清的滤液。按照按照(nzho)(nzho)过滤推动力的差别，习惯上把过滤机分为过滤推动力的差别，习惯上把过滤机分为常压过滤机常压过滤机、加压过滤机加压过滤机和和真空过滤机真空过滤机三种。三种。第八页，共六十六页。（一）常压过滤机（一）常压过滤机（一）常压过滤机（一）常压过滤机啤酒麦芽汁中有大量啤酒麦芽汁中有大量的细小悬浮液以及破的细小悬浮液以及破碎的大麦皮壳。在啤碎的大麦皮壳。在啤酒厂麦芽糖化的过滤酒厂麦芽糖化的过滤(gul)(gul)仍采用这种仍采用这种压力差很小的平底筛压力差很小的平底筛过滤过滤(gul)(gul)机。机。第九页，共六十六页。（二）加压过滤机（二）加压过滤机（二）加压过滤机（二）加压过滤机1 1 1 1、板框压滤机、板框压滤机、板框压滤机、板框压滤机第十页，共六十六页。滤板滤板滤板滤板（分为（分为（分为（分为(fn wi)(fn wi)洗涤板、非洗涤板）洗涤板、非洗涤板）洗涤板、非洗涤板）洗涤板、非洗涤板）滤框滤框滤框滤框滤布（纸）滤布（纸）滤布（纸）滤布（纸）滤板和滤框的材质：滤板和滤框的材质：滤板和滤框的材质：滤板和滤框的材质：不锈钢铸铁硬橡胶塑料不锈钢铸铁硬橡胶塑料(slio)(slio)板框压滤机的操作压力：板框压滤机的操作压力：板框压滤机的操作压力：板框压滤机的操作压力：最大最大 10 x 10 10 x 105 5 Pa Pa（1MPa1MPa）通常通常 35 x 10 35 x 105 5 Pa Pa第十一页，共六十六页。自动自动自动自动(zdng)(zdng)板框压滤机板框压滤机板框压滤机板框压滤机第十二页，共六十六页。2 2 2 2硅藻土过滤机硅藻土过滤机硅藻土过滤机硅藻土过滤机 硅藻土是藻类硅藻的化石，是一种较纯的二氧化硅矿石。硅藻土过滤硅藻土是藻类硅藻的化石，是一种较纯的二氧化硅矿石。硅藻土过滤硅藻土是藻类硅藻的化石，是一种较纯的二氧化硅矿石。硅藻土过滤硅藻土是藻类硅藻的化石，是一种较纯的二氧化硅矿石。硅藻土过滤机被广泛用于啤酒生产中的冷凝固物地分离机被广泛用于啤酒生产中的冷凝固物地分离机被广泛用于啤酒生产中的冷凝固物地分离机被广泛用于啤酒生产中的冷凝固物地分离(fnl)(fnl)(fnl)(fnl)和成熟啤酒地过滤。和成熟啤酒地过滤。和成熟啤酒地过滤。和成熟啤酒地过滤。它还多用于葡萄酒、清酒及其他含有低浓度细微蛋白质胶体粒子悬浮液地它还多用于葡萄酒、清酒及其他含有低浓度细微蛋白质胶体粒子悬浮液地它还多用于葡萄酒、清酒及其他含有低浓度细微蛋白质胶体粒子悬浮液地它还多用于葡萄酒、清酒及其他含有低浓度细微蛋白质胶体粒子悬浮液地过滤。过滤。过滤。过滤。硅藻土过滤机型号很多，其设计的特点是体积小，过滤能力强，操作硅藻土过滤机型号很多，其设计的特点是体积小，过滤能力强，操作硅藻土过滤机型号很多，其设计的特点是体积小，过滤能力强，操作硅藻土过滤机型号很多，其设计的特点是体积小，过滤能力强，操作自动化。硅藻土过滤机一般分为三种类型：自动化。硅藻土过滤机一般分为三种类型：自动化。硅藻土过滤机一般分为三种类型：自动化。硅藻土过滤机一般分为三种类型：板框过滤机、叶片式过滤机板框过滤机、叶片式过滤机板框过滤机、叶片式过滤机板框过滤机、叶片式过滤机和和和和柱柱柱柱式过滤机式过滤机式过滤机式过滤机。第十三页，共六十六页。（1 1 1 1）板框式硅藻土过滤机）板框式硅藻土过滤机）板框式硅藻土过滤机）板框式硅藻土过滤机第十四页，共六十六页。（2 2 2 2）叶片）叶片）叶片）叶片(ypin)(ypin)(ypin)(ypin)式硅藻土过滤机式硅藻土过滤机式硅藻土过滤机式硅藻土过滤机 垂直垂直垂直垂直(chuzh)(chuzh)式硅藻土过滤机式硅藻土过滤机式硅藻土过滤机式硅藻土过滤机第十五页，共六十六页。水平水平水平水平(shupng)(shupng)叶式硅藻土过滤机叶式硅藻土过滤机叶式硅藻土过滤机叶式硅藻土过滤机 第十六页，共六十六页。（3 3 3 3）柱式硅藻土过滤机）柱式硅藻土过滤机）柱式硅藻土过滤机）柱式硅藻土过滤机第十七页，共六十六页。（三）真空（三）真空（三）真空（三）真空(zhnkng)(zhnkng)过滤机过滤机过滤机过滤机真空转鼓过滤机以大气与真空之间的压力真空转鼓过滤机以大气与真空之间的压力真空转鼓过滤机以大气与真空之间的压力真空转鼓过滤机以大气与真空之间的压力(yl)(yl)差作为过滤操作的推动力。差作为过滤操作的推动力。差作为过滤操作的推动力。差作为过滤操作的推动力。第十八页，共六十六页。第十九页，共六十六页。第二十页，共六十六页。第二十一页，共六十六页。过滤设备选用的基本原则过滤设备选用的基本原则过滤设备选用的基本原则过滤设备选用的基本原则 1 1 1 1根据物料的过滤性能，初步确定选择哪种推动力的设备；根据物料的过滤性能，初步确定选择哪种推动力的设备；根据物料的过滤性能，初步确定选择哪种推动力的设备；根据物料的过滤性能，初步确定选择哪种推动力的设备；2 2 2 2根据处理物料的化学性质，检查所选择的过滤机类型是否正确；根据处理物料的化学性质，检查所选择的过滤机类型是否正确；根据处理物料的化学性质，检查所选择的过滤机类型是否正确；根据处理物料