氧的供需及對發(fā)酵的影響(1)(編輯修改稿)
2025-05-27 04:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 發(fā)酵罐調(diào)節(jié) kla的特點(diǎn) ? 小型發(fā)酵罐，轉(zhuǎn)速可調(diào) ? 大型發(fā)酵罐，轉(zhuǎn)速往往不可調(diào) ? 大型反應(yīng)器的合理設(shè)計(jì) ? 對現(xiàn)有設(shè)備一定要注意工藝配套 生物反應(yīng)器放大的基本思想 小型反應(yīng)器和大型反應(yīng)器的差異： 傳動(dòng) 傳熱 傳遞 生物反應(yīng)過程 剪切、混合、供氧 箭葉 平葉 不同攪拌漿對菌體濃度的影響 發(fā)酵過程中攪拌轉(zhuǎn)速和溶氧的變化 平葉 箭葉 箭葉：在 4h左右溶氧就從 90的下降到 %，通過不 斷提高轉(zhuǎn)數(shù) DO水平始終維持在 20%左右。 平葉：在 8h左右才下降到 %。 中后期 DO水平則 一直在 40%以上。 平葉 箭葉 慶大霉素的生產(chǎn)水平提高了 40%以上 Ooterhuis, N. M. G., et al. Biotechnol. Bioeng, 1983 Enfors, S. O. et al, J. Biotechnol, 2022 葉勤，發(fā)酵過程原理， 2022 葉勤，發(fā)酵過程原理， 2022 rpm=600 Junker, B. H., et al. Bioproc. Eng., 1998 CD6及 HE3攪拌器應(yīng)用需注意的問題： 1） CD6下層攪拌對防止氣泛起決定作用； 2） HE3上層攪拌對防止氣泛，增強(qiáng)發(fā)酵液的湍流狀態(tài)起決定性作用 劉振宇，發(fā)酵工程（技術(shù)與實(shí)踐）， 2022 華北制藥集團(tuán)的劉振宇高級工程師 注： CD6,圓盤六平葉 HE3,三葉螺旋漿 計(jì)算流體力學(xué) 發(fā)酵過程放大困難的原因就在放大時(shí)不可能同時(shí)做到幾何相似、流體運(yùn)動(dòng)學(xué)相似和流體動(dòng)力學(xué)相似，當(dāng)在小試研究時(shí)某一個(gè)對生產(chǎn)產(chǎn)生影響的重要因素沒有被觀察到，而這個(gè)因素恰恰在放大時(shí)成為關(guān)鍵因子時(shí)，就會(huì)造成整個(gè)發(fā)酵過程的失敗 (供氧、混合、剪切）。 葉勤，發(fā)酵過程原理， 2022 ? 根據(jù) r,Kla、攪拌槳特性 → 攪拌功率 ? 根據(jù) r、菌體細(xì)胞剪切 → 攪拌器形式、轉(zhuǎn)速等 。 ? 攪拌器的混和計(jì)算流體力學(xué)的應(yīng)用研究 。 ? 大型發(fā)酵罐高功率攪拌器的加工與動(dòng)平衡， ? 傳動(dòng)裝置技術(shù)和整體罐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究 。 ? 。 張嗣良，中國生物工程雜志， 2022 葉勤，發(fā)酵過程原理， 2022 采用三級種子的谷氨酸發(fā)酵工藝 李文東， 發(fā)酵科技通訊， 2022,7 斜面 → 一級種子（ 1200ml/5000ml三角瓶） → 二級種子（ 2m3） → 三級種子（ 20m3)→ 發(fā)酵（ 240m3) 背景： 二級種子小種量（種子罐是發(fā)酵罐的 1%左右） 二級種子大種量（種子罐是發(fā)酵罐的 5%以上） 文章： 三級種子工藝 ?根據(jù) r,Kla、攪拌槳特性 → 攪拌功率 Kla N,D(攪拌功率） Q（通氣量） 大 小 小 大 影響 Kla的其它因素 空氣分布器 液體的粘度 氧載體 大罐的空氣分布器 通過在發(fā)酵液中引入一種新的液相，以減少氣液傳氧阻力，從而提高傳氧效率 (Menge et al., 2022。 Lowe et al., 1998)。這種液相一般具有比水更高的溶氧能力，且與發(fā)酵液互不相溶，稱為氧載體 oxygenvector)。通常使用的氧載體主要有 :液態(tài)烷烴、油酸、甲苯、全氟化碳、豆油等。 溶氧水平提高，蝦青素合成增加 第四節(jié) CL、 r和 Kla的測定 一、 CL的測定 化學(xué)法 I2+2 溶氧電極 ? 極譜型 (陰極 )： O2+2H++2e →H 2O2 ? 原電池型 (陰極 )： O2+2H2O+4e → 4OH 極譜型電極由于其陰極面積很小，電流輸出也相應(yīng)小，且需外加電壓，故需配套儀表，通常還配有溫度補(bǔ)償，整套儀器價(jià)格較高，但其最大優(yōu)點(diǎn)莫過于它的輸出不受電極表面液流的影響，且使用壽命長。這點(diǎn)正是原電池型電極所不具備的。原電池型電極暴露在空氣中時(shí)其電流輸出約 5～ 30μA(主要取決于陰極的表面積和測試溫度 )，可以不用配套儀表，經(jīng)一電位器接到電位差記錄議上便可直接使用。 ? 膜：耐溫、透氣、不通水 ? 測定：一般是得到相對值 二、 r的測定
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