文档介绍：絮凝技术与应用
孙万儒
中国科学院微生物研究所
前言
絮凝技术最早广泛应用于选矿和污水处理,随着发酵工业的发展,特别是酶制剂工业的发展,絮凝技术在发酵液的固液分离上变得越来越重要。
前言
微生物细胞(-)因种群差异带有不同的电荷,成为胶体颗粒;
发酵液含有大量残留培养基(包括颗粒物质)和代谢产物,特别是蛋白质、多糖和脂类物质使发酵液黏度高,颗粒悬浮稳定,造成固-液分离(过滤、离心)困难。
前言
预处理的目的:
改变悬浮液中固体粒子的物理特性,例如加大它的尺寸,提高其硬度,改变其表面的类型等;
使某些可溶性的胶粘物质变成不溶性的粒子;
改变液体的某些物理性质,如降低其粘度和密度。
絮凝的基本原理
桥联说:聚合物分子在溶液中伸展,不同部位与溶液中的不同颗粒相互作用,而将颗粒结合在一起,形成更大的粒子,而沉降。
聚合物比简单的聚电解质具有更大、更强、更好的
絮凝作用。
絮凝效果随聚合物分子量的增加而增加。
直链比枝链(化学类型和分子量相同)的效果好。
高浓度絮凝剂造成絮凝物破坏,使絮凝物料稳定。
高电荷的颗粒只有加入适当电解质或相反电荷的聚
电解质后加入桥联聚合物才絮凝。
絮凝过程 a b d c e f
絮凝剂
聚合物比简单的电解质具有更大、更强、更好的絮凝作用。
絮凝效果随聚合物分子量的增加而增加。
直链比枝链(化学类型和分子量相同)的效果好。
高浓度絮凝剂造成絮凝物破坏,使絮凝物料稳
定化。
高电荷的颗粒只有加入适当电解质或相反电荷
的聚电解质后加入桥联聚合物才絮凝。
絮凝的基本原理
简单的电荷中和:带电荷的聚电解质与带有相反电荷的颗粒通过电荷中和作用而集聚成大颗粒。絮凝效果与表面电荷有关。
* 絮凝效果与聚电解质的电荷性质及数量有关,与分子量无关
* 与聚电解质的类型、浓度有关
* 与溶液pH和离子浓度有关
* 与聚电解质及颗粒浓度有关
絮凝的基本原理
电荷补偿中和作用:
不需要颗粒与聚合物的相反电荷之间一对一的作用,在吸附状态下,聚合物的高密度电荷,使颗粒上会出现电荷补偿(即使颗粒可能为中性的),与不同颗粒上相反电荷区域吸引,使之集聚。
絮凝的基本原理
不同物料和使用不同絮凝剂絮凝时,絮凝的主要原理可能有所不同,但并不绝对。在某一原理起主导作用时,其他作用原理可能起辅助作用。
絮凝是一个复杂,对各种因素极其敏感的过程。因此絮凝条件的确定只能依靠细心地实验来确定。其放大有一定难度。