年产1000T碱性蛋白酶生产车间设计(9)

生物工程

两种聚合物电解质之间，则它们相互结合而存在于同一相中，若两种聚合物间

不存在分子间力，则它们相互混合。根据上述分析可知，能够进行双水相萃取

的必要条件是：形成的两种聚合物分子间存在引力。

双水相萃取中，影响分配的主要参数有聚合物的分子质量和浓度、pH、盐

的种类和浓度、操作稳定等。聚合物分子质量低时，生物大分子易分配于富含

该聚合物的相中，当远离临界点时，双水相萃取本身受温度的影响很小。大规

模生产总是在常温下操作，一则节省制冷费用，再则聚合物在常温下对蛋白质

有稳定作用，不会引起损失，同时温度高时，粘度低，有利于相的分离操作。

因此，确定适宜的操作条件，可达到较高的分配系数和选择性。双水相萃取的

一个重要优点是可直接从细胞破碎浆液中萃取蛋白质而无需将细胞碎片分离，

一步操作可达到固液分离和纯化两个目的。

双水相萃取方法： 双水相萃取法的一个主要应用是胞内酶的提取，采用

双水相系统可使欲提取的酶与细胞碎片以较大的分配系数分配在不同的相中，

进而采用离心法就可实现分离。采用双水相萃取时，通常将蛋白质分配在上相

(PEG)，细胞碎片分配在下相(盐)。反过来对相的分离不利，因为当上相固含量

髙时，分离机的性能会受到影响。在操作时，单位重量相系统中料浆的加入量

是一个重要参数。显然，料浆的加入量愈多愈经济，但过量的料浆会影响原来

聚合物的成相系统，是分配系数降低，结果收率降低。根据经验，一般每1kg

萃取系统处理200-400湿菌体为宜。

2. 冷冻干燥

冷冻干燥原理：冷冻干燥是将湿物料在较低温度下冻结成固态，然后在高

度真空(130Pa-0.1MPa)下，将其中固态水分直接升华为气态而除去的干燥过程，

也称为升华干燥。冷冻干燥也是真空干燥的一种特例。

冷动干燥也可将湿物料不预冻，而是利用高度真空时水分汽化吸热而将物

料自行冻结。这种冻结能量消耗小，但对液体物料易产生泡沫或飞溅现象而遭

致损失，同时也不易获得多孔性的均匀干燥物。冷冻干燥中升华温度一般为

-35℃--5℃，而抽出的水分可在冷凝器上冷冻聚集或直接为真空泵排出。若升华

时需要的热量直接由所干燥的物料供给，这种情况下，物料温度减低很快，以

至于冰的蒸汽压很低而使升华速率降低。一般情况下，热量由加热介质通过干

燥室的间壁供给，因此，既要供给湿物料的热量以保证一定的干燥数率，又要

避免冰的融化。

与其他干燥相比，冷冻干燥具有以下特点：

1) 干燥温度低，特别适合于高热敏性物料的干燥，生物制品的干燥。又系在

真空下操作，氧气极少，物料中易氧化物质得到了保护，因此，制品中的

有效物质及营养成分损失很少。

2) 能保持原物料的外观形状。物料在升华脱水前先进行预冻，形成稳定的固

体骨架。干燥后体积形状基本不变，不失原有的固体结构，无干缩现象。