發(fā)酵液過濾的方法有哪些

發(fā)酵工業(yè)中用于改善發(fā)酵液過濾性能的方法通常有：等電點(diǎn)、

蛋白

質(zhì)變性、吸附、凝聚和絮凝、加入助濾劑、直接在發(fā)酵液中形成填充-凝固劑、酶解作用。

（1）過濾助劑

助濾劑是一種不可壓縮的多孔微粒，它能使濾餅疏松，濾速增大。

改變發(fā)酵液過濾特性的主要方法有哪些

發(fā)酵工業(yè)用于改善發(fā)酵液濾性能通：等電點(diǎn)、 蛋白 質(zhì)變性、吸附、凝聚絮凝、加入助濾劑、直接發(fā)酵液形填充-凝固劑、酶解作用 （1）濾助劑 助濾劑種壓縮孔微粒能使濾餅疏松濾速增

發(fā)酵液預(yù)處理的方法有哪些

發(fā)酵液預(yù)處理的主要方法 1 加水稀釋法和加熱法加水稀釋法能降低液體粘度，但會增加懸浮液的體積，加大后繼過程的處理任務(wù)。而且，單從過濾操作看，稀釋后過濾速率提高的百分比必須大于加水比才能認(rèn)為有效，即若加水一倍，則稀釋后液體的粘度必須下降50％以上才能有效提高過濾速率。加熱是發(fā)酵液預(yù)處理最簡單最常用的方法。加熱可有效降低液體粘度，提高過濾速率。同時(shí)，在適當(dāng)溫度和受熱時(shí)間下可使蛋白質(zhì)凝聚，形成較大顆粒的凝聚物，進(jìn)一步改善了發(fā)酵液的過濾特性。對于粘度較高的發(fā)酵液，稀釋或者加熱可以降低發(fā)酵液黏度，有利于輸送和過濾等后續(xù)[2] 操作。史鵬等 的研究比較了熱處理和酸處理兩種方法對HA 分子量降低的影響。 2 離心法國內(nèi)在這方面的報(bào)道,主要反映了高速離心能耗大、設(shè)備昂貴，因而得不到推廣應(yīng)用。國內(nèi)有些廠家仿效國外的做法,采用高速蝶片式噴嘴離心機(jī)分離菌體,雖對谷氨酸菌體的[3]除去有一定效果,但對菌絲較輕細(xì)的肌苷菌體至今未取得滿意的結(jié)果且設(shè)備價(jià)格昂貴。 3 絮凝和凝聚及混凝方法[4] 絮凝預(yù)處理能顯著加快發(fā)酵液中固體顆粒的沉降，提高過濾速度。李凡鋒等 處理 1， 3-丙二醇發(fā)酵液后，其中絮凝樣的濾餅濕基、干基重量分別比對照樣增加了41.13%、 51.88%。[1] 江龍法等 采用殼聚糖作為絮凝劑對 L- 乳酸發(fā)酵液進(jìn)行預(yù)處理,取得了較好的結(jié)果。[5]江龍法等

膜分離技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)

膜是具有選擇性分離功能的材料，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、濃縮的過程稱作膜分離。它與傳統(tǒng)過濾的不同在于，膜可以在分子范圍內(nèi)進(jìn)行分離，并且這過程是一種物理過程，不需發(fā)生相的變化和添加助劑。膜的孔徑一般為微米級，依據(jù)其孔徑的不同（或稱為截留分子量），可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜，根據(jù)材料的不同，可分為無機(jī)膜和有機(jī)膜，無機(jī)膜主要是陶瓷膜和金屬膜，其過濾精度較低，選擇性較小。有機(jī)膜是由高分子材料做成的，如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。

微濾（MF）又稱微孔過濾，它屬于精密過濾，其基本原理是篩孔分離過程。微濾膜的材質(zhì)分為有機(jī)和無機(jī)兩大類，有機(jī)聚合物有醋酸纖維素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。無機(jī)膜材料有陶瓷和金屬等。鑒于微孔濾膜的分離特征，微孔濾膜的應(yīng)用范圍主要是從氣相和液相中截留微粒、細(xì)菌以及其他污染物，以達(dá)到凈化、分離、濃縮的目的。

對于微濾而言，膜的截留特性是以膜的孔徑來表征，通?？讖椒秶?.1～1微米，故微濾膜能對大直徑的菌體、懸浮固體等進(jìn)行分離?？勺鳛橐话懔弦旱某吻?、保安過濾、空氣除菌。

超濾（UF）

是介于微濾和納濾之間的一種膜過程，膜孔徑在0.05um至1nm之間。超濾是一種能夠?qū)⑷芤哼M(jìn)行凈化、分離、濃縮的膜分離技術(shù)，超濾過程通?？梢岳斫獬膳c膜孔徑大小相關(guān)的篩分過程。以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力，以超濾膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當(dāng)水流過膜表面時(shí)，只允許水及比膜孔徑小的小分子物質(zhì)通過，達(dá)到溶液的凈化、分離、濃縮的目的。

對于超濾而言，膜的截留特性是以對標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)物的截留分子量來表征，通常截留分子量范圍在1000～300000，故超濾膜能對大分子有機(jī)物（如蛋白質(zhì)、細(xì)菌）、膠體、懸浮固體等進(jìn)行分離，廣泛應(yīng)用于料液的澄清、大分子有機(jī)物的分離純化、除熱源。

納濾（NF）

是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術(shù)， 其截留分子量在80～1000的范圍內(nèi)，孔徑為幾納米，因此稱納濾?；诩{濾分離技術(shù)的優(yōu)越特性，其在制藥、生物化工、 食品工業(yè)等諸多領(lǐng)域顯示出廣闊的應(yīng)用前景。

對于納濾而言，膜的截留特性是以對標(biāo)準(zhǔn)NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率來表征，通常截留率范圍在60～90%，相應(yīng)截留分子量范圍在100～1000，故納濾膜能對小分子有機(jī)物等與水、無機(jī)鹽進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)脫鹽與濃縮的同時(shí)進(jìn)行。

反滲透（RO）

是利用反滲透膜只能透過溶劑（通常是水）而截留離子物質(zhì)或小分子物質(zhì)的選擇透過性，以膜兩側(cè)靜壓為推動力，而實(shí)現(xiàn)的對液體混合物分離的膜過程。反滲透是膜分離技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，因具有產(chǎn)水水質(zhì)高、運(yùn)行成本低、無污染、操作方便運(yùn)行可靠等諸多優(yōu)點(diǎn) ，而成為海水和苦咸水淡化，以及純水制備的最節(jié)能、最簡便的技術(shù).已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、電子、化工、食品、海水淡化等諸多行業(yè)。反滲透技術(shù)已成為現(xiàn)代工業(yè)中首選的水處理技術(shù)。

反滲透的截留對象是所有的離子，僅讓水透過膜，對NaCl的截留率在98%以上，出水為無離子水。反滲透法能夠去除可溶性的金屬鹽、有機(jī)物、細(xì)菌、膠體粒子、發(fā)熱物質(zhì)，也即能截留所有的離子，在生產(chǎn)純凈水、軟化水、無離子水、產(chǎn)品濃縮、廢水處理方面反滲透膜已經(jīng)應(yīng)用廣泛，如垃圾滲濾液的處理。

工藝原理

膜分離的基本工藝原理是較為簡單的。在過濾過程中料液通過泵的加壓，料液以一定流速沿著濾膜的表面流過，大于膜截留分子量的物質(zhì)分子不透過膜流回料罐，小于膜截留分子量的物質(zhì)或分子透過膜，形成透析液。故膜系統(tǒng)都有兩個(gè)出口，一是回流液（濃縮液）出口，另一是透析液出口。在單位時(shí)間（Hr）單位膜面積（m2）透析液流出的量（L）稱為膜通量（LMH），即過濾速度。影響膜通量的因素有：溫度、壓力、固含量（TDS）、離子濃度、黏度等。

由于膜分離過程是一種純物理過程，具有無相變化，節(jié)能、體積小、可拆分等特點(diǎn)，使膜廣泛應(yīng)用在發(fā)酵、制藥、植物提取、化工、水處理工藝過程及環(huán)保行業(yè)中。對不同組成的有機(jī)物，根據(jù)有機(jī)物的分子量，選擇不同的膜，選擇合適的膜工藝，從而達(dá)到最好的膜通量和截留率，進(jìn)而提高生產(chǎn)收率、減少投資規(guī)模和運(yùn)行成本。

系統(tǒng)應(yīng)用澄清純化技術(shù)

——超/微濾膜系統(tǒng)

澄清純化分離所采用的膜主要是超/微濾膜，由于其所能截留的物質(zhì)直徑大小分布范圍廣，被廣泛應(yīng)用于固液分離、大小分子物質(zhì)的分離、脫除色素、產(chǎn)品提純、油水分離等工藝過程中。

超/微濾膜分離可取代傳統(tǒng)工藝中的自然沉降、板框過濾、真空轉(zhuǎn)鼓、離心機(jī)分離、溶媒萃取、樹脂提純、活性炭脫色等工藝過程。

澄清純化技術(shù)可采用的膜分離組件主要有：陶瓷膜、平板膜、不銹鋼膜、中空纖維膜、卷式膜、管式膜。

采用膜分離澄清純化的優(yōu)點(diǎn)：

濃縮提純技術(shù)

——納濾膜系統(tǒng)

膜分離技術(shù)在濃縮提純工藝上主要采用截留分子量在100～1000Dal的納濾膜。納濾膜的主要特點(diǎn)是對二價(jià)離子、功能性糖類、小分子色素、多肽等物質(zhì)的截留性能高于98%，而對一些單價(jià)離子、小分子酸堿、醇等有30～50%的透過性能，常被應(yīng)用于溶質(zhì)的分級、溶液中低分子物質(zhì)的洗脫和離子組分的調(diào)整、溶液體系的濃縮等物質(zhì)的分離、精制、濃縮工藝過程中。

納濾膜分離技術(shù)常被用于取代傳統(tǒng)工藝中的冷凍干燥、薄膜蒸發(fā)、離子交換除鹽、樹脂工藝濃縮、中和等工藝過程。

濃縮提純技術(shù)可采用的膜組件主要有：卷式膜、管式膜。

采用納濾膜分離技術(shù)濃縮提純的優(yōu)點(diǎn)：

行業(yè)應(yīng)用制藥行業(yè)

●生物發(fā)酵液過濾除菌及下游分離純化精制

●樹脂解析液的濃縮及解析劑回收

●農(nóng)藥水劑、粉劑的生產(chǎn)應(yīng)用

●中藥浸提液過濾除雜及濃縮

●中藥浸膏生產(chǎn)應(yīng)用

●合成藥、原料藥、中間體等的脫鹽濃縮

●結(jié)晶母液回收

食品行業(yè)

●乳清廢水處理

●乳制品生產(chǎn)加工應(yīng)用

●果汁澄清脫色

●食品添加劑純化濃縮

●茶飲料澄清濃縮

●啤酒、葡萄酒、黃酒的精制加工

●天然色素提取液的除雜及濃縮

●氨基酸發(fā)酵液過濾澄清及精制

染料化工和助劑

水溶性染料反應(yīng)液的脫鹽濃縮

●染料鹽析母液廢水回收

淀粉糖品

●糖液分離純化及濃縮

●果葡糖漿色普分離純化

●糖醇色普分離純化

●單糖、低聚糖及多糖的分離純化及濃縮

環(huán)保及領(lǐng)域

●紡織、染整、印染廢水處理及回用

●電鍍工業(yè)廢水零排放及資源回收

●礦山及冶金廢水處理回收

●淀粉廢水處理

●造紙廢水木質(zhì)素回收及廢水處理

●電泳漆廢水涂料回收

●酸、堿廢水處理回收

●市政污水的處理及回用

●洗車水、桑拿水、游泳池水、洗浴廢水等循環(huán)處理

●工業(yè)生產(chǎn)所用的各類軟化水、純水、超純水制備

生物技術(shù)

●生物蛋白、多肽、酶制劑等酵液過濾澄清及精制

工藝流程操作

①接通電源，確保泵在運(yùn)行過程中是正轉(zhuǎn)；

②參數(shù)設(shè)定，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求的溫度和壓力，設(shè)置最高的工作壓力和溫度；

③膜的準(zhǔn)備工作，膜在投入使用前必須進(jìn)行清洗，使膜達(dá)到最佳的工作狀態(tài)；

④膜分離；

⑤膜清洗，膜在處理完物料后，受到一定污染，應(yīng)進(jìn)行一定清洗。

清洗

無機(jī)膜清洗：用1%HNO3溶液循環(huán)清洗15min，打開濾液閥門，讓濾液回到循環(huán)罐內(nèi)，讓其繼續(xù)清洗15min，之后用自來水系統(tǒng)清洗至中性；

有機(jī)膜清洗：用1%na5p3o10+0.5%edta+0.2%sds+naoh調(diào)PH11.0，清洗45min，之后用純凈水洗至中性。

保存

若膜不使用超過3天，要用1%甲醛溶液將膜封存，冬季用20%甘油將膜封存。

膜系統(tǒng)圖

1、陶瓷膜系統(tǒng)（生物發(fā)酵液過濾除菌、中藥植提浸提液過濾除雜）

2、卷式膜系統(tǒng)（流體的過濾除雜精制及濃縮）

3、中空膜系統(tǒng)（水處理行業(yè)預(yù)處理）

技術(shù)介紹

超過濾是一種薄膜分離技術(shù)。就是在一定的壓力下(壓力為0.07～0.7MPa，最高不超過1.05MPa)，水在膜面上流動，水與溶解鹽類和其他電解質(zhì)是微小的顆粒，能夠滲透超濾膜，而相對分子質(zhì)量大的顆粒和膠體物質(zhì)就被超濾膜所阻擋，從而使水中的部分微粒得到分離的技術(shù)。

超濾膜的孔徑是數(shù)十至幾百埃、介于反滲透與微孔膜之間。超濾膜的孔徑是由一定相對分子質(zhì)量的物質(zhì)進(jìn)行截留試驗(yàn)測定的，并以相對分子質(zhì)量的數(shù)值來表示。在水處理中，應(yīng)用超濾膜來除去水中的懸浮物質(zhì)和膠體物質(zhì)。在醫(yī)藥工業(yè)上超濾膜的應(yīng)用也十分廣泛。

超過濾膜受到污染或結(jié)垢時(shí)，一般采用雙氧水或次氯酸鈉溶液來清洗。不能通過反洗來清洗膜面。超過濾最高運(yùn)行溫度為45℃，pH=1.5～13.0。超過濾是去除水中有機(jī)物質(zhì)的一項(xiàng)措施，也可以去除微量膠體物、生物體以及樹脂碎末等。超過濾常置于除鹽系統(tǒng)之后，或置于反滲透裝置之前來保護(hù)反滲透膜。

世韓超濾膜組件中所用的膜材料一般有：二醋酸纖維(CA)，三醋酸纖維(CTA)，氰乙基醋酸纖維(CN-CA)，聚砜(PS)，磺化聚砜(SPS)，聚砜酰胺(PSA)，還有酚酞側(cè)基聚芳砜(PDC)，聚偏氟乙烯(PVDF)，聚丙烯腈(PAN)，聚酰亞胺(PI)，甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈共聚物(MMA-AN)及纖維素等。其中以醋酸纖維素(CA)、聚砜(PS)、聚丙烯腈(PAN)、聚醚砜(POS)等已廣為應(yīng)用。此外，還有動態(tài)形成的超濾膜。

膜技術(shù)是膜分離技術(shù)的簡稱，是仿生物學(xué)膜，通過人工材料（膜材料）實(shí)現(xiàn)不同介質(zhì)分離的技術(shù)，分離的過程多由壓力、濃度差、電勢差等因素驅(qū)動。按照分離精度的不同，壓力驅(qū)動膜又可以分為微濾（MF）膜、超濾（UF）膜、納濾（NF）膜和反滲透（RO）膜等等。

膜技術(shù)廣泛用于環(huán)境、能源、電子、醫(yī)藥等各個(gè)方面，近二十年來，由于膜技術(shù)可以去除常規(guī)處理工藝難以去除的水污染物，在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用越發(fā)受到各國重視，不同種類的膜技術(shù)分別應(yīng)用于不同的細(xì)分領(lǐng)域，主要下游包括市政污水處理及再生、自來水處理、工業(yè)水回用、海水淡化、家用凈水器等。

膜技術(shù)圖譜

發(fā)酵液中的雜質(zhì)蛋白是如何去除的，主要方法有哪些

發(fā)酵液原漿粘度高摻雜了很多雜質(zhì)，比如懸浮顆粒高價(jià)無機(jī)離子和雜質(zhì)蛋白等基本上都不是所需要的最終產(chǎn)物，有效產(chǎn)物濃度含量低所以在中間段就應(yīng)該用技術(shù)手段進(jìn)行預(yù)處理分離雜質(zhì)濃縮成品含量，祛除雜質(zhì)提高半成品原液的純度來提高生產(chǎn)效率和生產(chǎn)難度

發(fā)酵液中去除高價(jià)無機(jī)離子和雜質(zhì)蛋白的手段主要是添加絮凝劑絮凝沉淀過濾

原漿預(yù)處理大致處理方法為: 凝聚-調(diào)溫-調(diào)節(jié)PH-除雜

1)凝聚和絮凝

2)加熱

3)調(diào)節(jié)懸浮液ph值

4)去除雜蛋白質(zhì)

5)去除高價(jià)無機(jī)離子

6)加入助濾劑和反應(yīng)劑。

富一陽光為你解答，希望對你有幫助

影響微濾和超濾膜水通量的因素有哪些

膜通量是膜分離過程中重要的一項(xiàng)工藝參數(shù)，是指單位時(shí)間內(nèi)通過單位膜面積上的流體量，影響膜通量的因素主要有四點(diǎn)：

1.壓力：在超濾中膜兩側(cè)壓力差△P對通量和截留率的影響，在超濾中，壓力升高引起膜面濃縮升高，則透過膜的溶質(zhì)也增大，因而截留率減小。

2.濃度：當(dāng)以微濾過濾菌體時(shí)，通量與濃度的關(guān)系不同于超濾，在谷氨基酸發(fā)酵液的微濾中：開始通量下降很快，可能是由于膜面的污染；然后通量變化較小，可能由于管狀收縮效應(yīng)引起通量的增加和濃度增大引起的降低互相對消，最后通量急劇降低。

3.流速：根據(jù)濃差極化，凝膠層模型，流速較大，可使通量增大。對于超濾，通常在略低于極限通量的條件下操作。雖然增大流速可以加大通量，但需考慮：只有當(dāng)通量為濃差極化控制時(shí)，增大流速才會使通量增加；增大流速會使膜兩側(cè)壓力差減小，因?yàn)榱鹘?jīng)通道的壓力將增大；增大流速，使剪切力增加，對某些蛋白質(zhì)不利；動力消耗增加。

4.溫度：在超濾或微濾中，一般來說，溫度升高都會導(dǎo)致通量增大，因?yàn)闇囟壬呤拐扯冉档秃蛿U(kuò)散系數(shù)增大。所以操作溫度的選擇原則是：在不影響料液和膜的穩(wěn)定范圍內(nèi)，盡量選擇較高的溫度。由于水的粘度每升高1℃，約降低2.5%，所以，一般可認(rèn)為，每升高1℃，通量約增加3%。