生物技術(shù)工業(yè)中,分離純化的成本常常占整個過程成本的60%~90%。我國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)以傳統(tǒng)的發(fā)酵工業(yè)為主,產(chǎn)品分離純化是發(fā)酵工業(yè)zui重要的階段,是整個發(fā)酵生產(chǎn)線的下游,不僅決定產(chǎn)率,而且決定產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性。這部分包括的操作較多:細胞與發(fā)酵液的分離、破碎細胞釋放胞內(nèi)產(chǎn)物、膜分離去除細胞碎片等。
超聲破碎是目前在生物生產(chǎn)中zui常用的破碎方法。對不同菌種的發(fā)酵液.超聲破碎的效果差別較大。一般地,桿菌比球菌較易破碎,革蘭氏陰性細菌細胞比革蘭氏陽性細菌細胞較易破碎,對酵母菌的效果較差。優(yōu)點:操作簡便,液量損失少,適合實驗室規(guī)模。缺點:成本高;易引起溫度的劇烈上升;在大規(guī)模操作中,聲能傳遞和散熱困難,產(chǎn)生的化學自由基團易使產(chǎn)物失活。
低溫超高壓連續(xù)流細胞破碎儀利用超高壓能量使細胞破碎。與超聲波相比,低溫超高壓連續(xù)流細胞破碎儀的優(yōu)點有:保持細胞活性,省時,樣品損失少,可以處理大量樣品。因此,低溫超高壓連續(xù)流細胞破碎儀的不斷發(fā)展和改進,對大規(guī)模生產(chǎn)的貢獻是十分可觀的。
每臺高壓細胞破碎儀有一個數(shù)個往復(fù)運動的柱塞,物料在柱塞作用下進入可調(diào)節(jié)壓力大小的閥組中,經(jīng)過特定寬度的限流縫隙(工作區(qū))后,瞬間失壓的物料以*的流速(1000-1500米/秒)噴出,碰撞在碰撞閥組件之一的沖擊環(huán)上,產(chǎn)生三種效應(yīng):空穴效應(yīng)、撞擊效應(yīng)、剪切效應(yīng)。經(jīng)過這三種效應(yīng)處理過后,物料粒徑可均勻細化到100nm以下,破碎率大于95%!