细胞机械破碎法
生产上大规模破碎细胞最有效方法
——高压匀浆法
——珠磨法
珠磨法
定义：利用珠磨机、借助研磨剂与细胞的物理作用，破碎细胞的方法。
所用设备是珠磨机，又叫球磨机。
1、研磨筒
2、搅拌器
3、冷却夹套
4、细胞悬浮液入口、匀浆液出口、微珠入口等。
珠磨机的结构及组成
研磨剂(d1mm)
玻璃小珠
石英砂
氧化铝等
性质：研磨剂比较坚硬，且耐酸碱、热。
作用：与细胞悬浮液一起在研磨桶内流动，与细胞产生碰撞、研磨，帮助细胞破碎。
破碎机理：研磨剂与细胞之间的互相碰撞、摩擦。
珠体大小
珠体装量
搅拌速度
温度
哪些因素会影响破碎效果？
a.珠体的大小
太大，破碎率低；
太小，易漂浮，
难分离。
工业规模D0.4mm
实验室规模D0.2mm
b.珠体的装量
太多，能耗大，
散热慢；
太少，效率低。
合适：
80%-90%
c.搅拌速度
适当
太快，能耗大
太慢，破碎率低
d.操作温度
太高，产物失活；
夹套冷却：
5～40℃
珠磨法的破碎率一般控制在80％以下。
最有效的物理破碎方法。
提高破碎率的方法
增加破碎时间、珠体装量、搅拌速度、温度。
认识珠磨机
珠磨法
珠磨法机的工作原理
影响破碎效果的因素
一只20L的球磨机在最佳工况下处理面包酵母200kg/h，同条件，细菌的处理速度为20g/h。为什么？
ZM系列卧式密闭珠(砂)磨机
酵母菌较大、破碎效果好。
高压匀浆法
定义：利用匀浆机、借助高压泵与匀浆阀的作用，破碎细胞的方法。
大规模细胞破碎的常用方法之一。
进口
出口
组成：高压泵
匀浆阀
破碎机理：1、高压到常压的变化；2、剪切、碰撞。
压力
循环次数
温度
如何提高破碎率呢？
太大，匀浆器磨
损大；
太小，破碎率低。
合适：55-70MPa
a.压力
b.循环操作次数
太大，温度升高快，
细胞碎片小；
太小，破碎率低。
合适：多次循环。
太大，产物失活
合适：匀浆液温度20℃(干冰降温)。
c.温度
d.适用范围
不适合于：
易造成堵塞的团状或丝状真菌，
较小的革兰氏阳性菌，
含有包含体的基因工程菌（因包含体坚硬，易损伤匀浆阀）
适用于：微生物细胞和植物细胞的大规模破碎。
高压匀浆器的组成及工作原理
高压匀浆法
影响破碎效果的因素
高压匀浆法与珠磨法有何异同？