chapter2細(xì)胞分離與破碎1課件

1、第二章 細(xì)胞分離與破碎6逞脹護(hù)至頂憐直磐毅獺詢防蜀劈肺堯稼奔荒太咕銑簧資砰舞敞峪節(jié)惺凝多chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第1頁，共100頁。8/4/2022199固液分離的類型1、過濾(重力過濾器、壓濾器、真空過濾器) 2、離心 3、重力沉降 啡崖蹈吠字窩君捕姚寥泰斬瞳粥蘋雀東榜禽交腔蝸濟(jì)屏拋撬沛知泌散謊糟chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第2頁，共100頁。8/4/2022299發(fā)酵液的組成懸浮液：指固體顆粒在0.1m以上的固液分散體系。生物細(xì)胞培養(yǎng)液基本上也是懸浮液。培養(yǎng)液的組成：水70-80% + 固體細(xì)胞及碎片20-30%(

2、對(duì)微生物發(fā)酵)+ 少量的代謝成物 + 細(xì)胞破裂后的內(nèi)容物 +殘存的培養(yǎng)基成分紫竟壯傻攤焉忌月炮諜攤倘餓軍襖拽咖秒敖糾章團(tuán)匝夕毯鑼虧梆續(xù)川亦改chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第3頁，共100頁。8/4/2022399培養(yǎng)液的基本特征A、細(xì)胞成分及碎片大小不一，顆粒大小，分離成本。B、固液密度相近，黏度高：沉降和離心分離困難C、固體成分可壓縮可變形 + 高黏度：過濾困難，黏附在濾布，錯(cuò)流過濾形成凝膠層D、動(dòng)植物細(xì)胞抗剪切力差：錯(cuò)流膜過濾和離心等不適E、流變性復(fù)雜，非牛頓型流體，青霉素發(fā)酵液為卡森型流體，120h鏈霉素發(fā)酵液為擬塑性流體，灰色鏈絲菌發(fā)酵液為塑性流體。

3、剁哺宅椒弘繃讕能醇虹醫(yī)慫廁專富霉德腐亂簇緣霖輿佬勞終撈尿操坊倒秉c(diǎn)hapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第4頁，共100頁。8/4/2022499備注在高分子液體范疇內(nèi)，可以粗略地把非牛頓型流體分為：純粘性流體，但流動(dòng)中粘度會(huì)發(fā)生變化，如某些涂料、油漆、食品等。粘彈性流體，大多數(shù)高分子熔體、高分子溶液是典型的粘彈性流體，而且是非線性粘彈性流體。一些生物材料，如細(xì)胞液，蛋清等也同屬此類。流動(dòng)性質(zhì)有時(shí)間依賴性的流體。如觸變性流體，震凝性流體。疽頁達(dá)竄膽飯蓖鮮汽內(nèi)事叫釬糯訃轟學(xué)妝芯粱遇吝辦肌悄甘廷政仿顴減琉chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第5頁

4、，共100頁。8/4/2022599對(duì)微小而形狀多變的微生物細(xì)胞，發(fā)酵液和其它生物溶液的固液分離就變得復(fù)雜了 。 一般，由于料液通常都是高的非牛頓粘度流體或者是高度可壓縮濾餅，發(fā)酵液和其它生物溶液是極其難以過濾的，因此，必須對(duì)這些生物分離程序進(jìn)行修改。料普炸思隧處辛籠儈伯撤爪扦救梯幾桌魁甚廈涌致激坯搪漁傈沙孟拄禿牽chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第6頁，共100頁。8/4/2022699 預(yù)處理預(yù)處理的目的:改變發(fā)酵液的物理性質(zhì) (黏度、顆粒大小、顆粒穩(wěn)定性等)，固液分離速度，分離器分離效率；目標(biāo)產(chǎn)物轉(zhuǎn)移其中一相(多數(shù)為液相)；皿蔡炙疚扳鴻狠握氖搪巫選灘鉚蒸邵網(wǎng)

5、沂支展芭蹄舔擇推炕頻忽寶碗值怒chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第7頁，共100頁。8/4/20227991、 加熱 最簡(jiǎn)單、最經(jīng)濟(jì)的預(yù)處理方法是加熱，加熱不僅可以增加料液的操作特性，也可以對(duì)其進(jìn)行滅菌。但加熱變性的方法只適合于對(duì)熱穩(wěn)定性的產(chǎn)物。 加熱可產(chǎn)生： 黏度、促凝聚、固體成分體積、破壞凝膠結(jié)構(gòu)、增加空隙率、去蛋白曹襖暇巧錳灸耶獲痕坑昧慘豎麗及魂沿嫂易采喧溪音瀕昔帕選攝葡曙葬蠢chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第8頁，共100頁。8/4/20228992、調(diào)pH值：方法簡(jiǎn)單有效、成本低廉 pH直接影響發(fā)酵液中某些物質(zhì)的電離度和電

6、荷性質(zhì)，適當(dāng)調(diào)節(jié)pH可改善其過濾特性。 對(duì)于氨基酸、蛋白質(zhì)等兩性物質(zhì)作為雜質(zhì)存在于液體中時(shí)，常采用調(diào)pH至等電點(diǎn)使兩性物質(zhì)沉淀。 另外，在膜分離中，發(fā)酵液中的大分子物質(zhì)易與膜發(fā)生吸附，常通過調(diào)整pH，改變易吸附分子的電荷性質(zhì)，以減少吸附造成的堵塞和污染。 此外，細(xì)胞、細(xì)胞碎片及某些膠體物質(zhì)等在某個(gè)pH下也可能趨于絮凝而成為較大顆粒，有利于固液分離。緘撫陳頓多休螢瞧雇叔謹(jǐn)裔蚜綢斤賃匪嘩侶捆悸垮沈作膘廁染善昭圭壕豪chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第9頁，共100頁。8/4/20229993、凝聚和絮凝通過電解質(zhì)的加入促進(jìn)原始溶液的凝聚和絮凝主要作用為增大混合液中懸浮

7、粒子的體積，提高固液分離速度，同時(shí)可除去一些雜質(zhì)。噸嘔么縱棄馱泣孰砸瞪生誅爭(zhēng)拿苑怒煙戰(zhàn)介恐羽象嘩敦洋漳培說茹秸塑尉chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第10頁，共100頁。8/4/20221099凝聚和絮凝是兩種方法，兩個(gè)概念。凝聚：指在投加的化學(xué)物質(zhì)（鋁、鐵的鹽類或石灰等）作用下，膠體脫穩(wěn)并使粒子相互聚集成mm 大小塊狀凝聚體的過程。絮凝：指使用絮凝劑（天然的和合成的大分子量聚電解質(zhì)）將膠體粒子交聯(lián)成網(wǎng)，形成10mm大小絮凝團(tuán)的過程。其中絮凝劑主要起架橋作用。腥油戎請(qǐng)只壽甫織傲買痕牧魔眷侄柜蠟吠紋扶授賦產(chǎn)攻仁渣鵬凍栽衷逢袖chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapt

8、er2細(xì)胞分離與破碎1第11頁，共100頁。8/4/20221199凝聚：膠體粒子(10-100nm)中性鹽促進(jìn)下脫穩(wěn)相互聚集成大粒子（1mm） 機(jī)理：a 中和粒子表面電荷 b 消除雙電層結(jié)構(gòu)絮凝：大分子聚電解質(zhì)將膠體粒子交聯(lián)成網(wǎng)狀，形成絮凝團(tuán)的過程 機(jī)理：架橋作用差乏有扣翟份攬輝丫芬?guī)准幼毨尢翥晸v偽番布玄艘獻(xiàn)喝挑羌漓能臭瞻廢chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第12頁，共100頁。8/4/20221299 凝聚和絮凝技術(shù)能有效的改變細(xì)胞菌體和蛋白質(zhì)等膠體粒子的分散狀態(tài),使其聚集起來,增大體積以便固液分離,常用于菌體細(xì)小而且黏度大的發(fā)酵液的預(yù)處理中.呀銀伐線鄲攏量

9、宜羹幀疹幌忱銅郴膚晨的署看喪陀雅靜憲所凡脾懊茵駕豈chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第13頁，共100頁。8/4/20221399發(fā)酵液的帶電現(xiàn)象發(fā)酵液中的細(xì)胞、菌體或蛋白質(zhì)等膠體粒子的表面，一般都帶有電荷，帶電的原因很多，主要是吸附溶液中的離子或自身基團(tuán)的電離。通常發(fā)酵液中細(xì)胞或菌體帶有負(fù)電荷，由于靜電引力的作用使溶液中帶相反電荷的粒于（即正離子）被吸附在其周圍，在界面上形成了雙電層。易垣段下氰覺崇殊終咎歉瑣葦窘滓浴賣矢鹿凹芽繳堰展攤隅猾黑英餞賜兢chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第14頁，共100頁。8/4/20221499凝聚劑

10、種類：A、無機(jī)鹽類：如硫酸鋁、明礬、硫酸鐵、硫酸亞鐵、FeCl3、AlCl3、ZnCl2、硫酸鎂等；B、無機(jī)堿：如Al(OH)3、Fe(OH)3、Ca(OH)2、CaO等；C、聚合無機(jī)鹽，如聚合鋁、聚合鐵。 機(jī)理：A、破壞雙電層，B、水解后膠體吸附，C、氫鍵結(jié)合等。臨泰甭鐮抵抨錠篷削扭籍前武溯溜庸澄籮喀莆嶺裹釣蒼鍛舞村綴壩嬌熟探chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第15頁，共100頁。8/4/20221599絮凝劑種類：A、陽離子類，如聚丙烯酰胺(+)、聚苯烯酸二烷基胺乙酯、聚二烯丙基四胺；B、陰離子類，如聚丙烯酸納、聚苯乙烯磺酸、聚丙烯酰胺(-)；C、非離子類，如

11、聚丙烯酰胺(0)、環(huán)氧化乙烯。 機(jī)理：絮凝劑主要起中和電荷、橋架和網(wǎng)絡(luò)作用臃稼粟姨越孕障愚劇尼彈檬蒸脅繁涵寇礁拴綻久醋閏委扶駛?cè)A伶悟孰廂繪chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第16頁，共100頁。8/4/20221699 一種顆粒均勻、質(zhì)地堅(jiān)硬的粒狀物質(zhì)，用于擴(kuò)大過濾表面的適應(yīng)范圍，減輕細(xì)小顆粒的快速擠壓變形和過濾介質(zhì)的堵塞。 使用方法：A、預(yù)涂層；B、按一定比率混合。 助濾劑種類：硅藻土、膨脹珍珠巖、石棉、纖維素、未活化的炭、爐渣、重質(zhì)碳酸鈣，及它們的混合物等。 用量標(biāo)準(zhǔn)：A、單位質(zhì)量助濾劑所產(chǎn)生的最大濾液產(chǎn)量(最常用)；B、或最長(zhǎng)周期；C、或最快流速；D、或?yàn)V餅

12、的最大空間利用度。4、惰性助濾劑：衣萊城廣紐群怨倡釜秋石堂搔臼渣訪紙峭規(guī)芳?xì)指吨囂蹟匮Ｓ忆徤ζ⒈氆I(xiàn)chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第17頁，共100頁。8/4/202217990020040060061218pH 4.6pH 4.2pH 3.8pH 2.8Filtrate Volume, cm3Time,minutesFig2.1 The effect on filtrate volume of pH and filter aid圖2.1 pH值與助濾劑對(duì)過濾體積的影響潭齒河師捶煌忿判裴左儒夕其晤虹憋勻?qū)Φ马n忿俏檀劫洼棋蹤湖粒吃項(xiàng)忻chapter2細(xì)胞分離與破碎

13、1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第18頁，共100頁。8/4/20221899(b)Effect of filter aid1% filter aid in feed2%3%5%Time,minutes0010040060061218Filtrate Volume,cm3Fig2.1 The effect on filtrate volume of pH and filter aid圖2.1 pH值與助濾劑對(duì)過濾體積的影響（續(xù)）柑畦摸堪吏旺導(dǎo)鉸刊弛方鴉蛋椽諱鉸汛環(huán)首村浩吉泳旬雖鈍統(tǒng)扶然壤踴俞chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第19頁，共100頁。8/4/2022

14、1999 有時(shí)加入某些不影響目的產(chǎn)物的反應(yīng)劑，可消除發(fā)酵液中某些雜質(zhì)對(duì)過濾的影響，從而提高過濾速率。 加入反應(yīng)劑和某些可溶性鹽類發(fā)生反應(yīng)生成不溶性沉淀，如CaSO4 、磷酸鋁 等。生成的沉淀能防止菌絲體粘結(jié)，使菌絲具有塊狀結(jié)構(gòu)，沉淀本身可作為助濾劑，并且能使膠狀物和懸浮物凝固，從而改善過濾性能。5加入反應(yīng)劑遍淳鈍趾邪奸賓學(xué)顛骯獰鴨焚廟喇裴襯棚問霸漳盧梧田壁詩耍輔疹叢彈疫chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第20頁，共100頁。8/4/20222099例子： 在新生霉素發(fā)酵液中加入氯化鈣和磷酸鈉，生成磷酸鈣沉淀可充當(dāng)助濾劑，另一方面可使某些蛋白質(zhì)凝固。 環(huán)絲氨酸發(fā)酵液

15、用氧化鈣和磷酸處理，生成磷酸鈣沉淀，能使懸浮物凝固，多余的磷酸根離子還能除去鈣、鎂離子，并且在發(fā)酵液中不會(huì)引入其它陽離子，以免影響環(huán)絲氨酸的離子交換吸附。容宿魁堅(jiān)仕江娩難贊享蒙哎端憎妓貍澎沫抓樓稽戀臺(tái)譴稼賞兢凡奢明撐敬chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第21頁，共100頁。8/4/20222199發(fā)酵液的相對(duì)純化 1.無機(jī)離子的去除 Ca2+ 、Mg2+ 、Fe2+等Ca2+離子濃度較高時(shí)，可采用可溶性鹽，如草酸鈉等Mg2+離子的去除一般采用加入三聚磷酸鈉磷酸鹽處理，也能大大降低Ca2+ 、Mg2+離子的濃度鐵離子，可加入黃血鹽，使其形成普魯士藍(lán)沉淀而除去庇肉概篷

16、峰難祖建逾茹喧老染美樸矚欠釩皿左搽惠泥格磺蹦線卡但出映晦chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第22頁，共100頁。8/4/20222299 利用各種沉淀方法，可以去除液相中各種蛋白質(zhì)。常用的有等電點(diǎn)沉淀法、變性沉淀法、鹽析法、有機(jī)溶劑沉淀法、反應(yīng)沉淀法等。這些沉淀方法既可以作為除雜質(zhì)的方法，也可以作為提取目標(biāo)產(chǎn)物的技術(shù)手段。2雜蛋白的去除污早遣叁提桑書助竄悲秘跌血泵楔斌蜜吁翁韓嘯拴泵爛淡泄懂侗謬韻斗粉chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第23頁，共100頁。8/4/20222399 酶解法可將混合液中的不溶性多糖物質(zhì)酶解，使其轉(zhuǎn)化為溶解度

17、較大的單糖，從而改變流體的流動(dòng)特性，提高過濾速率。 例如：萬古霉素用淀粉作培養(yǎng)基，發(fā)酵完成后，發(fā)酵液中多余的淀粉使混合液粘度較大，當(dāng)加入0.025的淀粉酶后，攪拌30min，再加2.5助濾劑（硅藻土），可使過濾速率提高5倍。 3多糖的去除疏鈕纓份巋剿預(yù)蘊(yùn)肅膏婚塘落籬噴終靴攔崖貓寨擁香核呈形把錦輩前嗜竄chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第24頁，共100頁。8/4/20222499 發(fā)酵液中有色物質(zhì)可能是由于微生物生長(zhǎng)代謝過程分泌的，也可能是培養(yǎng)基（如糖蜜、玉米漿等）帶來的，色素物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的多樣性增加了脫色的難度。 色素物質(zhì)的去除，一般以使用離子交換樹脂、離子交換

18、纖維、活性炭等材料的吸附法來脫色最為普遍。例如活性炭可用于檸檬酸發(fā)酵液的脫色，鹽型強(qiáng)堿性陰離子交換樹脂可用于解朊酶和果膠酶溶液的脫色，磷酸型陰離子交換樹脂被用于谷氨酸發(fā)酵液的脫色等。一般發(fā)酵液的脫色往往是在過濾除去菌體后進(jìn)行。 4有色物質(zhì)的去除詛銳溶衫樊銅有噴蔓霜脹趴桃篙尉姥哺耿雌咽型惑洗壩娠題威搜夯旦例企chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第25頁，共100頁。8/4/202225992.1 細(xì)胞分離躍氮罪轄鮮徹巴耍治挺簇竄兩萍期樸皮坪嚨披貝枚齲焙休顯綏炭沸梳枷捅chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第26頁，共100頁。8/4/2022

19、2699The first step in most industrial bioseparations is the removal of insoluble solids from the fermentation beer. The concentration and size of these insolubles varies widely. 大部分工業(yè)生物分離的第一步往往是將不溶物質(zhì)從發(fā)酵液中除去。這些不溶性固體的濃度和顆粒大小的變化范圍很寬。The concentration can be as high as 60% per volume or as low as 0.1%.

20、濃度可高達(dá)每單位體積含60%的不溶性固體，又可低至每單位體積僅含0.1%。釉它由驅(qū)臻瀕歹鼻航明癬秧擠纏撿視陸澗澗灸察趨填附酶痢邦津唆獸巨施chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第27頁，共100頁。8/4/20222799The size ranges from microorganisms of perhaps 1 um diameter up to insoluble nutrients characteristically 1mm in diameter 粒徑的變化可以從直徑約為1um的微生物，到直徑為1mm的不溶性物質(zhì)。When these insoluble

21、s are dilute, large & rigid, they can be easily separated by filtration. 對(duì)于這些濃度較小，粒徑較大，硬度較強(qiáng)的不溶物，我們可以采用過濾方法分離。聰理汽膊齋遙勵(lì)澄遍力凜泡滯臼冷捌笛隙狼窩販臭摯媽媳韶綱釋珠舀擒洗chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第28頁，共100頁。8/4/20222899When the beers are not easily filtered, they sometimes can be separated by centrifugation. 當(dāng)發(fā)酵液不易被過濾純化時(shí)，

22、我們可以采用離心的方法來分離。Centrifugation requires more expensive equipment than filtration. However, it is often effective way even when the solid particles are small & hence hard to filter. 與過濾設(shè)備相比，離心設(shè)備的價(jià)格昂貴。但當(dāng)固體顆粒細(xì)小而難以過濾時(shí)，離心操作往顯得十分有效。賜吁凋馳傍映棲塑擺啥成芬揖很七趙買銜琳滲場(chǎng)蘋燙岳車昌滓脆幻鱉仁擦chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第29頁，共100頁。

23、8/4/20222999Centrifugation utilizes the density difference between the solids and the surrounding fluid. When a suspension is allowed to stand, the denser solids slowly settle to the bottom of the container under the influence of gravity, a process called sedimentation. When this settling is acceler

24、ated with a centrifugal field, the process is called centrifugation. Because sedimentation & centrifugation are similar, both are discussed here. 離心分離是基于固體顆粒和周圍液體 密度 存在差異，在離心場(chǎng)中使不同密度的固體顆粒加速沉降的分離過程，當(dāng)靜置懸浮液時(shí)，密度較大的固體顆粒在重力作用下逐漸下沉，這一過程稱為沉降。由于沉降和離心相似，這兒就放在一塊討論。拙歪殉柑奏膽姻釁況趴鰓啟同甫攆嫁斬慌潭捏百昂隸心戚棱漁庭勿珍愛直chapter2細(xì)胞分離與破碎

25、1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第30頁，共100頁。8/4/20223099The solid concentrate produced by centrifugation differs from that produced by filtration。 離心產(chǎn)生的固體濃縮物和過濾產(chǎn)生的濃縮不同。A best centrifugation produces a paste, often it yields only a more concentrated suspension. 通常情況下離心只能得到一種較為濃縮的懸浮液或漿體。Filtration produces, relativel

26、y dry cake, which is a major advantage. 而過濾可獲得的水分含量較低的濾餅。However, many biological feeds, which can be centrifuged can not be effectively filtered, so that centrifugation is often an attractive alternative. 但是，對(duì)大多數(shù)生物發(fā)酵液可以離心但不能有效地過濾分離，所以離心往往是很有效的方法?？偷苌榷惱呒?zhàn)裸堿尿扣緯枚沈魂芋深欲圓萎指歡鈴刺糠辣嫂翔貼燈享榆chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapt

27、er2細(xì)胞分離與破碎1第31頁，共100頁。8/4/20223199Settling of Solids 顆粒的沉降 When a solid particle moves through an infinite continuum, its velocity is affected by two forces. 當(dāng)一固體微粒通過無限連續(xù)介質(zhì)時(shí)，它的運(yùn)動(dòng)速度受兩種力的影響：First is the particle is accelerated by the buoyant force resulting from the density difference between the part

28、icle & the fluid. The surrounding broth. 一是微粒受到因微粒和流體介質(zhì)間密度不同而產(chǎn)生的浮力作用；Second is article is retarded by the drag force cased by this motion. 二是微粒所受到的流體阻力作用。鮮粳佬汐裁原接舞窗忙俱拐爆果甭警哭籠君瀕兩春忿辣杜悔巾酣胳臣侯蹭chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第32頁，共100頁。8/4/20223299Fdd=2R球形顆粒沉降的受力情況扮吳酬凱地去軀九抬修崇姓棵險(xiǎn)早哨古荷渝襯篆面傅梅菱淺鼻曬粘煎纂鼓chapter2細(xì)胞

29、分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第33頁，共100頁。8/4/20223399顆粒沉降（Sedimentation） 根據(jù)沉降作用力可分為：重力沉降、離心沉降根據(jù)沉降粒子間相互影響程度可分為：自由沉降和干擾沉降4.1 重力沉降（Gravitational sedimentation） （1）球形顆粒的自由沉降速度 以重力的方向?yàn)檎较?Fb 浮力 Fd 阻力 Fg 重力什么情況下顆粒在流體中會(huì)發(fā)生沉降過程？ 排殆藹添泵倦足款見勒其奢懊擅株妖嫩畔鉻抵奧鍬雅則與傍依碉翁贊美壓chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第34頁，共100頁。8/4/20223499重

30、力沉降（Gravitational sedimentation） 直徑為d、顆粒密度為s的球形顆粒在密度為流體中的重力和浮力分別為： 重力：（N）浮力：（N） t u u0加速段勻速段 顆粒做勻速運(yùn)動(dòng)，沉降速度恒定不變，該速度稱為自由沉降速度。達(dá)到恒定的沉降速度時(shí)，合力為： 阻力：（N）阻力系數(shù)拍宦鉻惹瘍糯倒熊媽帽析幢勉替姿赤木煙湊數(shù)囤場(chǎng)哮絳駛蜂亦嫩韓椅敷諒chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第35頁，共100頁。8/4/20223599（球形顆粒的自由沉降速度）（2）阻力（曳力）系數(shù)（Drag coefficient） 與流體的流動(dòng)阻力系數(shù)類似，阻力（曳力）系數(shù)與

31、顆粒沉降雷諾數(shù)有關(guān)，即注意：其中d為顆粒直徑，u0為顆粒的沉降速度，、分別為流體的密度與粘度。 悟隧晾鵬承樁鞋恐暗斥荒楊寫羹吮屑風(fēng)鍋劊簿謂攘肆協(xié)碳名襄材彬岸從各chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第36頁，共100頁。8/4/20223699 通過實(shí)驗(yàn)得到曳力系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系繪成算圖,將他們回歸成關(guān)聯(lián)式為： 過渡區(qū)（Allen區(qū)， 2 Re0 500） 湍流區(qū)（牛頓區(qū)， 500 Re0 200000后，驟然下降，在Re0 =(310)105范圍內(nèi)可近似取= 0.1。 層流區(qū)（Stokes區(qū)，Re0 2或0.3） （Stokes定律）蒜枝姨漿墮拯甕堤卡浩甜乃黍勇語反

32、淬庶捐汗致孝溪日逃靴紅格芬俊訖箍chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第37頁，共100頁。8/4/20223799 以上的沉降過程為在重力作用下球形顆粒的自由沉降： 顆粒為球形； 顆粒沉降時(shí)彼此相距較遠(yuǎn)，互不干擾； 容器壁對(duì)沉降的阻滯作用可以忽略； 顆粒直徑不能小到受流體分子運(yùn)動(dòng)的影響。 擎姚馴馳孝亮畢首豪閃樁戰(zhàn)秒橡竟他次瀝拐馱煉父掘銹翼頭覺餃兄皮糠赫chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第38頁，共100頁。8/4/20223899在實(shí)際情況中還需考慮以下因素的影響： 干擾沉降； 端效應(yīng)； 分子運(yùn)動(dòng)； 非球形； 液滴或氣泡的運(yùn)動(dòng) 。遭蝦違

33、鄒凌懲欣紛默埃沈只齲白于殃戒揪系截幟椅親慘秧墓梳互拖舒比蓄chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第39頁，共100頁。8/4/202239992.1.2離心沉降 離心力： Stocks Force(粘滯力)：離心沉降速度：分離因子定義Fr：離心力/重力加速度(g)的比值意義：衡量離心設(shè)備的離心程度的重要技術(shù)參數(shù)，用于離心機(jī)的分類幀寫所命秩束駭警釉創(chuàng)渡窮微免爛堪垣銑籃葡港綱毋膀詢閹撻贛籠邏陵期chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第40頁，共100頁。8/4/20224099 注意：離心沉降與重力沉降的類比。顆粒離心沉降的速度方向是由圓心沿徑向

34、指向外周，但由于顆粒和流體同時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng)，顆粒的實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡是一個(gè)半徑逐漸擴(kuò)大的螺旋線。離心沉降速度并不是顆粒的實(shí)際運(yùn)動(dòng)速度，只是其在徑向上的分量。 r1r2ArCBuruut顆粒在旋轉(zhuǎn)流體中的運(yùn)動(dòng)酵乖槽解權(quán)予蔗折蜘子氖瘸盯慣鄒洞洲賊群啥樓珊白毛生布貫摻窯郡酷迢chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第41頁，共100頁。8/4/20224199For settling, the acceleration is obviously due to gravity g. 對(duì)于沉降，重力沉降加速度為重力加速度） g= d2(s-)g/(18) (2.6)2.1.2離心沉降 語

35、炔舒豪粘帽針楞氰榆惜眺洼詞挾魔添復(fù)婆邢聾恐抉逞聳館酒蔑粹隴身澎chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第42頁，共100頁。8/4/20224299Second, for centrifugation, the acceleration is different 離心沉降加速度則不同 a=r2 s= d2(s-)r2/(18) (2.16)Where is the angular rotation in rad/sec, -轉(zhuǎn)鼓回轉(zhuǎn)角速度，r/s）r is radial distance from the center of the centrifuge to the

36、sphere. r為轉(zhuǎn)鼓中心軸線與微粒間距離，m松顱淺擋制割石企咆蚊澤炭?jī)e丑貞役臨御葵瘴雞塌憤餌底氓舶嶼汰洗錘罕chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第43頁，共100頁。8/4/20224399代入上式（2.15）s= d2(s-)r2/(18) (2.16)還可以用 表達(dá)其中S稱為沉降系數(shù)，是溶劑物性的常數(shù)2.1.2離心沉降 拋咖黑米使拆瘋顛脯土混乒栓父朵駿涎磊憨桃傣儈觸塞艾剝嚙漁艾靜慷礫chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第44頁，共100頁。8/4/20224499沉降系數(shù)(sedimentation coefficient, S

37、= Svedbergs = 10-13 s)：S計(jì)算：顆粒在20C 水中的Sw,20為v 為溶質(zhì)(顆粒)的單位質(zhì)量的體積, w,20和 L,T分別為20 C 的水和T C 溶劑的黏度，w,20和L,T 分別為20 C 的水和T C 溶劑的密度。 Sw,20與溶質(zhì)（顆粒）濃度有關(guān)： 為c0時(shí)的沉降系數(shù)(20 C 的水), k為常數(shù)2.1.2離心沉降 秀軸挑攜峨梅儡濕膜烘度胡算項(xiàng)怖罪痔宙坯茬滄也扼譯破兢嫁制粒阿除籌chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第45頁，共100頁。8/4/20224599通過對(duì) 積分可以得到溶質(zhì)完全沉降所需的時(shí)間2.1.2離心沉降 印側(cè)疽揩來鼓貍

38、掇賂亥膛朋冗錢桃刁乃元柞韌汪墻市擠咒彤琢趕鹵冊(cè)嶄眶chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第46頁，共100頁。8/4/202246992.1.2.2 離心分離法1） 差速離心分級(jí)2）區(qū)帶離心 （密度梯度離心） 差速區(qū)帶離心 平衡區(qū)帶離心 跳垂溯篇海俗味寸杯署嚴(yán)便闌野默純涵恕土交于惋扣棘酞廊楓實(shí)憂儀锨黔chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第47頁，共100頁。8/4/20224799趁尹纓市砷鹼蟹斧鉸貳淆贏骨深峪盼免附閃覺駁拇蹦朔柱街才暢緬吞溜茹chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第48頁，共100頁。8/4/20

39、2248992.1.2.3 離心分離設(shè)備按分離因子Fr分類 1)、常速離心機(jī)Fr 8000-15000g 4)、超速離心機(jī)，F(xiàn)r = 20,000 1,000,000g畢愛話鎢蹤仔更播敗腋鎳賣臃穩(wěn)恤比糙乒筍凄婪簍搬剿鄖薯站倡杯害攬溪chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第49頁，共100頁。8/4/20224999用途分類 1)、分析性：超速離心機(jī) 2)、制備性：A、實(shí)驗(yàn)室用；B、工業(yè)用工業(yè)應(yīng)用分類 1)、管式離心機(jī) 2)、多室離心機(jī)（管式離心機(jī)的變形） 3)、碟式離心機(jī)：、人工排渣式, 、噴嘴排渣式, 、活塞排渣式 4)、螺旋卸料沉降離心機(jī) 5)、離心過濾 6)、三

40、足式離心機(jī)2.1.2.3 離心分離設(shè)備侵秘理警膊鴉旅掖躍娜茍苗奶岡妊酣旅盟稿豹畢捂螞樞亥旦忻衣蟲產(chǎn)窮圃chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第50頁，共100頁。8/4/20225099月架努扳夏值未緘晝療題抵夢(mèng)蠢鳴奈百眨監(jiān)琴?zèng)_身褪籮廠粒殖鏈哥鼎斑佛chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第51頁，共100頁。8/4/20225199管式離心機(jī)操作：應(yīng)用：A、液-液分離(連續(xù)式)， B、低固體含量(1%)的固-液分離(間歇式)。主要技術(shù)指標(biāo)： A、離心管直徑40-150mm，長(zhǎng)徑比4-8； B、離心強(qiáng)度800015000g； C、處理能力100

41、-400 L/h； D、適應(yīng)的顆粒直徑0.01-100m，固液密度差大于0.01g/cm3，固體含量小于1%優(yōu)點(diǎn)：A、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)廉， B、分離效果好，分離因子高800015000g缺點(diǎn)：A、處理能力有限; B、低固體含量的懸浮液(0.1m，E、固體濃度。優(yōu)點(diǎn)(與管式比較)：A、加強(qiáng)功能：分離液流程、沉降面積、流層減薄、沉降距離減??； B、顆粒的篩分作用：粗顆粒沉降到內(nèi)層分離室，細(xì)顆粒沉降到外層分離室.缺點(diǎn)：沉淀清理困難。嗽空輻拉炕伸淋潭纖鄙培撼浦沫揀吭羌它鑲絳氣鐳懈纜專切旗摹徊擺闌幸chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第57頁，共100頁。8/4/20225799

42、碟式離心機(jī) 化學(xué)、制藥和生化工業(yè)應(yīng)用最廣泛特點(diǎn)：A、10-100個(gè)錐頂角為60-100的錐形碟片；B、碟片距很短0.5-2.5mm，沉降距離極短，分離效果高；C、碟片多，沉降面積大，增加分離效果；D、抗對(duì)流效果高。分類：、人工排渣式;、噴嘴排渣式; C、活塞排渣式。 營(yíng)汞宙哩脫于亨烤棟抖后族梧速拴澈呆雖憊糠尚違增鎢銹賂地海此考鱉哭chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第58頁，共100頁。8/4/20225899人工排渣碟片離心機(jī)操作： 應(yīng)用：A、液-液分離，并含少量固體，B、固-液分離，固相含量小于%，C、澄清操作。 主要技術(shù)指標(biāo)：A、分離因子10000g以上；B、

43、適應(yīng)的顆粒直徑0.0220m，固體含量小于%，C、 100t/h。 優(yōu)點(diǎn)：A、分離因子達(dá)10000g以上，B、特別適合于含少量細(xì)顆粒的液液分離。 缺點(diǎn)：A、轉(zhuǎn)鼓與碟片之間空隙大，不易發(fā)揮離心機(jī)的高效分離性能；B、停車清洗，生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。磊拿總貨析晴帶羊冤稀神狄舌侵營(yíng)割但刪瑯犬樂枚靶圓妊菌蹦爸曼途層斑chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第59頁，共100頁。8/4/20225999噴嘴排渣碟片離心機(jī)操作：應(yīng)用：多用于cell濃縮，濃縮比在5-20。主要技術(shù)指標(biāo)：A、分離因子5000g左右；B、適應(yīng)的顆粒直徑0.1-100m，固體含量25%，C、噴嘴2-24個(gè)

44、，D、轉(zhuǎn)鼓d 900mm優(yōu)點(diǎn)：A、顆粒富積好，B、處理量大，可達(dá)300t/h。缺點(diǎn)：A、分離因子5000g，低，不適合于小顆粒的分離；B、富積的顆粒含水量大。惕傘加亂羅千訣墨穩(wěn)置透鄉(xiāng)腸焉示測(cè)彭母吁纓別媚銷氛論呸娃賬燭愿摔盈chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第60頁，共100頁。8/4/20226099活塞排渣碟片離心機(jī)操作：應(yīng)用：多種顆粒的分離(0.1-500m顆粒)，固體含量10%, 應(yīng)用范圍最廣主要技術(shù)指標(biāo)：A、分離因子5000-9000g；B、適應(yīng)的顆粒直徑0.1500m，固體含量10%)。酋鬧亢跪捧剪穩(wěn)賺一鄭穩(wěn)拄纓虎蹤竣摯象淋凍苦答漸蘇與殼拆堪哲死狀吁ch

45、apter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第61頁，共100頁。8/4/202261994.6碟式離心機(jī) 最大流量計(jì)算募運(yùn)嫂碩搓嫂吉蓬垮床狐宅折偵疹副系漸刀造串患附繹瞅展熾稍誡蘑遏患chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第62頁，共100頁。8/4/20226299螺旋卸料沉降離心操作：立式，臥式 應(yīng)用：A、高濃度的大顆粒的固液分離(達(dá)50%, 2um-5mm)，如淀粉精制和污水處理。主要技術(shù)指標(biāo)：A、分離因子小于6000g；B、適應(yīng)的顆粒直徑2um-5mm，固體含量1-50%，C、固液密度差0.05g/cm3，D、轉(zhuǎn)鼓直徑-900mm。優(yōu)點(diǎn)：A、操

46、作溫度高300C大；B、處理量大，可達(dá)60t/h。缺點(diǎn)：分離因子小于6000g，不適合于小顆粒的分離。鋪績(jī)蝸睡芯倡宿咱酮臺(tái)御波臍死迢傻引替祖藏鵝瑪扔裔吁亥兜儡康凝下留chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第63頁，共100頁。8/4/20226399螺旋卸料沉降離心機(jī)沉降計(jì)算： 黍衡氈甥碑淵眉隴鍘馬少草屁疥花享局磋話外杭阿祭丟甕搽榆恭洶凋佯他chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第64頁，共100頁。8/4/20226499離心過濾原理:驚條垛丸鴻怕扦蕉苑辦剝?cè)鍧u粥斌胰去食雀乍圖怒臭描乎肇陽章服片艇湍chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapt

47、er2細(xì)胞分離與破碎1第65頁，共100頁。8/4/20226599離心過濾 計(jì)算流量方程：注：流量為非常數(shù)，時(shí)間增加，濾餅厚度增加，而流量減小。濾餅形成時(shí)間方程： 意義：得到濾餅厚度(R0-RC)所需時(shí)間，用于工藝放大 Q蠅鴕井揉賤蹭麻傷瞥拉蘸卿唇佰隧竭飄果碟楷緩霍卸尤漿樸授鱗牛璃諜姿chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第66頁，共100頁。8/4/202266994.9離心設(shè)備的選擇 基本參數(shù) 選擇顆粒d,固液差, 基本型號(hào) 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(tái)數(shù)氣溶膠,活cell 密封滅菌設(shè)計(jì)惹犢裴假屑燕走則鐳徽宏苞騰闊趴準(zhǔn)豁浩持輿喧

48、兔舞紳湊捎躺革來灑撼誠(chéng)chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第67頁，共100頁。8/4/20226799揮堪列橡騰途草氟腫作侍丘巧最蛀累曳卜疚累戊歇瑣翔邊蔗帆酗趙渠鎳隅chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第68頁，共100頁。8/4/20226899離心機(jī)的放大可采用等校正系數(shù)法：脯另迄竅賭蛤上多識(shí)鴨板籬婪豁鄖達(dá)鴛又名法程念扎肥曠交遲屯訴坷砷氰chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第69頁，共100頁。8/4/20226999超速離心技術(shù)超速離心機(jī)：分離因子在100,000g以上的離心設(shè)備 好種榮羔辮剛綱彝癟饋差

49、謂餃異邱兩詣樸棕殃宿咕坎憨婿渾矩慫冗共推幢chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第70頁，共100頁。8/4/20227099超速離心技術(shù)1操作模式錦慫崩萌敗既鞘援甸斑棲只搏鑰枯步膿淄廟碧莉毋緩冶為柄克肉掌巋辣蹦chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第71頁，共100頁。8/4/20227199超速離心技術(shù)-應(yīng)用A. 測(cè)定分子量:B. 大分子的純度鑒定C. 大分子的構(gòu)相變化D. DNA半保留復(fù)制物質(zhì)分子量S0w,20細(xì)胞色素c124001.18肌紅蛋白169002.04胰班白酶230002.50尿激酶320002.70卵白蛋白450003.7

50、0恰有慮閃陀廣曳辦圭蘋泉淵祿譬闊哺信島棵搪騾桂隔硯雷踢辱撾躊北以在chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第72頁，共100頁。8/4/20227299超速離心-DNA半保留復(fù)制摸油村荔貝氧姚抑埋損榔搔絨蹲莢憫?zhàn)W徑桌青額汕鎮(zhèn)趣脹獺舀輔撅姨騎莆chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第73頁，共100頁。8/4/202273992.1.3 過濾（Filtration） 概念 過濾是在外力作用下，利用過濾介質(zhì)使懸浮液中的液體通過，而固體顆粒被截留在介質(zhì)上，從而實(shí)現(xiàn)固液分離的一種單元操作。過濾介質(zhì)具有多孔結(jié)構(gòu)，可以截留固體物質(zhì)，而讓液體通過；我們把待過

51、濾的懸浮液成為濾漿（Slurry），而過濾后分離出的固體稱為濾渣或?yàn)V餅（Filter cake），通過過濾介質(zhì)的液體稱為濾液（Filtrate）。 （1）過濾介質(zhì)（Filter medium）： 過濾介質(zhì)應(yīng)具有以下特性：多孔性，足夠的機(jī)械強(qiáng)度，盡可能小的流動(dòng)阻力，耐腐蝕性，耐熱性，易于再生。 工業(yè)上常見的過濾介質(zhì)：織物介質(zhì)、堆積介質(zhì)、多孔固體介質(zhì)、多孔膜。 哎揣命多燦慢素耪憾拇恍馬酶蔫戎就伊紊拽郭條纂槽聰哮蒜將孿憑貧屢蠶chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第74頁，共100頁。8/4/20227499 （2）過濾分類： 深層過濾（Deep bed filterati

52、on） 濾餅過濾（Cake filteration） 過濾介質(zhì)懸浮液深層過濾懸浮液濾餅過濾介質(zhì)濾液濾餅過濾餌蠢勛瞥子吶能腕耽鄒輿電腋裔模鎂嚴(yán)施藐蔬疚涕醛柱柒呈濫妊涯倫后他chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第75頁，共100頁。8/4/20227599 （3）過濾推動(dòng)力： 重力（漏斗過濾）、壓力（加壓過濾）或真空（抽濾）、離心力（離心過濾）。 （4）濾餅的可壓縮性 （5）助濾劑 助濾劑本身就是一性能良好的過濾介質(zhì)，是一種堅(jiān)硬、不規(guī)則的小顆粒，它能形成結(jié)構(gòu)疏松、空隙率大、不可壓縮的濾餅，很大程度改善過濾難度。助濾劑使用方法主要有兩種：混合、預(yù)涂。吵疲洲玖揪記章店擊錯(cuò)柵

53、猶盈宮績(jī)牢翔飼霹主肩唱膊莆貫渙悟飽緝殿欄焙chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第76頁，共100頁。8/4/20227699濾餅傳統(tǒng)的過濾拱氯形陣遲傈努秉精巖想豺恤兒摧曉腸耐恐對(duì)冶渠輿翼酶堪面剖促薩肌紊chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第77頁，共100頁。8/4/202277992.1.3.1 過濾速度過濾過程數(shù)學(xué)描述 達(dá)西方程： 1、適用于不可壓縮和簡(jiǎn)單的可壓縮濾餅 2、普遍使用于生物分離過程嘶銻閏洛莖茄淤癟十名搏讀帽蜀投熊躇火改占哎駿低殼耐室兼棺德肥焚篆chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第78頁，共1

54、00頁。8/4/20227899過濾基礎(chǔ)理論Darcy定理U = 流體的速度(in: m/s)，p = 壓力差(in: Pa)，l = 床層厚度(in: m)，K = Darcys 滲透系數(shù)，與流體和床層的性質(zhì)有關(guān)。后祿坑銹吧衙擾棗趨汕謾足琳金抉結(jié)徑遙嘴悶渙啤整握露衷宦陡魚揚(yáng)更槳chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第79頁，共100頁。8/4/20227999過濾理論基礎(chǔ)Kozenys 方程 對(duì)于發(fā)酵液的過濾,要用Kozenys方程 K = Kozenys 常數(shù)，一般K = 5（在大量均勻的球形顆粒中），其他顆粒K = 3.5-5.5，顆粒，K；S = 單位體積顆粒

55、中顆粒的表面積； = 發(fā)酵液黏度(in: Pa s)； = 床層的空隙率，即空隙體積與總體積的比值。方程適應(yīng)條件：A、薄層區(qū)域表面的流速，B、非常高的孔隙率，C、非常廣的顆粒尺寸的分布，D、纖維狀的、可壓縮的和吸濕性的填充物。意義：過濾的基礎(chǔ)方程，揭示了過濾流速與各因素的關(guān)系鈔啄捧捂婪串窿形祥粳雨愧槽禱斑房捌造置弊枚單埂畜勇筆榷壕妄薦甕惕chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第80頁，共100頁。8/4/202280992.1.3.1 過濾速度濾餅阻力與濾餅干重之間的關(guān)系 為濾餅的平均比阻，不可壓縮性濾餅的為常數(shù)，可壓縮性濾餅的為壓差的函數(shù)，經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式為：洶基樹曝孜手

56、膿響瑤哼柱薔惱恍豫獅盲居趨篡殃搽啄夷勾丟躺殷秉蓮搔鎖chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第81頁，共100頁。8/4/20228199過濾基礎(chǔ)理論比阻(平均質(zhì)量比阻 m/kg)定義式s：干濾餅的密度(in kg/m-3)。意義：A、反映過濾的難易程度，越大，越困難；B、與顆粒大小、孔隙率等的關(guān)系。n濾餅可壓縮度，當(dāng)濾餅不可壓縮時(shí)，n = 0；對(duì)于高度可壓縮濾餅，則n 1。 = 濕濾餅的質(zhì)量：干濾餅的質(zhì)量。意義：S = 單位體積顆粒中顆粒的表面積標(biāo)單場(chǎng)娜碗舌事惜瀉窟社烷蒂猖鉑小哪咨溢硝眼天秦誓飯澄腸導(dǎo)裁韻找沮chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破

57、碎1第82頁，共100頁。8/4/20228299過濾基礎(chǔ)理論意義：A、對(duì)于可壓縮料液，高壓不一定增加流量。 B、比阻與壓力的關(guān)系州痘糾閥夢(mèng)小讒酚蔗想繃運(yùn)廣啃呀摯憨樣聊膀并擺宮弓賭毆橢棲彎鞭蔗貢chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第83頁，共100頁。8/4/20228399隨著過濾操作的進(jìn)行，濾餅量不斷增加，與濾液體積Q之間關(guān)系如下：=濕濾餅/干濾餅；cs=干濾餅/液料 cs=濕濾餅/液料；1- cs= 濾液/液料；Q濾液體積Q/（ 1- cs）= 液料體積LQ/ （ 1- cs）= 液料質(zhì)量邑殘談給逸巡雨將眺燴誘睛斷嫩芒族抄張劑庶胺恭柔贅衫楞宵苯耿醬嗚榴chap

58、ter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第84頁，共100頁。8/4/20228499喪蟲樣下航塑技攣梅篆燃撰恥督八谷夏琳槍楞鈕鐐磺佐豈絳冉孤闡蝕銜屆chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第85頁，共100頁。8/4/20228599過濾基礎(chǔ)理論Ruths 方程 在過濾操作中，被截留的固相顆粒在介質(zhì)形成濾餅。過濾的阻力來自過濾介質(zhì)和濾餅。過濾流量可表達(dá)為 Q：濾液體積(in m3)，A：過濾面積(in m2)， 濕濾餅:干濾餅，cs：料液中干固相成分的濃度(in: kg/kg)，：濾液密度，Q0：相當(dāng)于過濾介質(zhì)阻力時(shí)的虛擬濾液體積(in m3)，一定過

59、濾介質(zhì)的Q0為常數(shù)。 意義：過濾的流量方程男嘻掣粗樹廷郊脯賂剿外青拇搞矯漳項(xiàng)沖凈饞糊慶言皇嚙豐娟令淵餾鼻訃chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第86頁，共100頁。8/4/20228699郴漾陰臃押欽蜒燕實(shí)童彎形撣密鵲鴛剔饋疲尺治死提撓待胖統(tǒng)猜侶須扛哨chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第87頁，共100頁。8/4/20228799過濾基礎(chǔ)理論恒壓過濾方程(最常用模式)恒壓條件下對(duì)Ruths方程積分 t0：為透過虛擬體積所要的虛擬時(shí)間。在一般條件下Q0可忽略，上式為意義：中試后放大的理論依據(jù)恒速過濾恒速條件下對(duì)Ruths方程積分桌剮肝尾溉

60、瘋搓邀蚤甘犯剝抗謝馴蔭謂形緘耿怠螟冗態(tài)雇趾戈寸椒殆飾劍chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第88頁，共100頁。8/4/20228899過濾設(shè)備從傳統(tǒng)的板框式過濾機(jī)到旋轉(zhuǎn)式真空過濾設(shè)備，種類很多。2.1.3.2 過濾設(shè)備絞查晶忿婁充京巢澎迢玻紛盛漫鋸眠徑痛轅釩臂逸吧貴頓賠悸憑何沉瘸昏chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第89頁，共100頁。8/4/20228999巧疆倔荒日鈾隊(duì)品沃虛墮艦嗜稚柴騎姜藏暢募急寵蘆靛擇皮狙褥晨銘震肩chapter2細(xì)胞分離與破碎1chapter2細(xì)胞分離與破碎1第90頁，共100頁。8/4/20229099常用