08生物工藝學(xué)第八(編輯修改稿)
2025-03-08 12:20 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 無關(guān)，只決定于過程的始態(tài)和終態(tài)。發(fā)酵熱可根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱或標(biāo)準(zhǔn)生成熱來計(jì)算。 直接狀態(tài)參數(shù)檢測(cè) 共 57頁 第 22頁 目錄 攪拌轉(zhuǎn)速和攪拌功率的測(cè)量 攪拌轉(zhuǎn)速： 磁感應(yīng)式，光感應(yīng)式，測(cè)速電機(jī)； 攪拌功率：（影響因素：菌絲濃度、黏度、沫） 方法： 功率表，測(cè)定力矩求功率法。 直接狀態(tài)參數(shù)檢測(cè) 共 57頁 第 23頁 目錄 氣體流量測(cè)定 體積流量型： 會(huì)引起流體能量損失，受溫度和壓力變化的影響； ①同心孔板壓差式流量計(jì)； ②轉(zhuǎn)子流量計(jì)。 質(zhì)量流量型： 根據(jù)流體固有性質(zhì)（質(zhì)量、導(dǎo)電性、熱傳導(dǎo)性能）設(shè)計(jì)的流量計(jì)。 直接狀態(tài)參數(shù)檢測(cè) 共 57頁 第 24頁 目錄 罐壓測(cè)量 就地指示； 轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)（遠(yuǎn)傳）。 選測(cè)、控點(diǎn)時(shí)，要避免死角，防止染菌。 直接狀態(tài)參數(shù)檢測(cè) 共 57頁 第 25頁 目錄 料液計(jì)量與液位控制 壓差法： H=（△ P2/△ P1） △ H 直接重量測(cè)量法：直接稱重 體積計(jì)量法：計(jì)算進(jìn)出料液 流量計(jì)量法：計(jì)算流量和時(shí)間 液位探針 直接狀態(tài)參數(shù)檢測(cè) 共 57頁 第 26頁 目錄 發(fā)酵液粘度測(cè)定 毛細(xì)管粘度計(jì) 回轉(zhuǎn)式粘度計(jì) 渦輪旋轉(zhuǎn)粘度計(jì) 直接狀態(tài)參數(shù)檢測(cè) 共 57頁 第 27頁 目錄 PH測(cè)量 復(fù)合 PH電極 （滅菌、穩(wěn)定、流通、耐壓） PH測(cè)量?jī)x器 直接狀態(tài)參數(shù)檢測(cè) 共 57頁 第 28頁 目錄 溶解氧的測(cè)量 溶氧電極法：這是一種參量變換器：把溶氧濃度變成一個(gè)與之呈線性關(guān)系的電流量，進(jìn)行測(cè)量，這種溶氧電極能耐蒸汽殺菌時(shí)的高溫，可以固定裝在發(fā)酵罐上，連續(xù)地測(cè)量培養(yǎng)液中溶氧濃度。 亞硫酸鹽氧化法 取樣極普法 排氣法 直接狀態(tài)參數(shù)檢測(cè) 共 57頁 第 29頁 目錄 直接狀態(tài)參數(shù)檢測(cè) 溶解二氧化碳測(cè)量 復(fù)膜式電極法 滲透膜 —碳酸氫鈉法 發(fā)酵尾氣的在線分析 CO2分析 氧濃度測(cè)量（如質(zhì)譜分析儀） 共 57頁 第 30頁 目錄 間接狀態(tài)參數(shù)檢測(cè) 間接狀態(tài)參數(shù) 即可通過直接狀態(tài)參數(shù)計(jì)算求得的變量。 如氧利用速率 (OUR)、二氧化碳釋放速率 (CER)、比生產(chǎn)速率 (μ )、體積氧傳質(zhì)速率(KLa)、呼吸商 (RQ)等?？赏ㄟ^對(duì)直接反映菌體生理狀態(tài)的間接狀態(tài)參數(shù)實(shí)施過程控制，比單純控制直接狀態(tài)參數(shù)（環(huán)境變量）在提高發(fā)酵產(chǎn)率方面常常能起到更加重要的作用。 與傳質(zhì)相關(guān)的參數(shù)估計(jì) 與基質(zhì)消耗有關(guān)的參數(shù)估計(jì) 與呼吸代謝有關(guān)的參數(shù)估計(jì) 與細(xì)胞生長(zhǎng)相關(guān)參數(shù)的估計(jì) 共 57頁 第 31頁 目錄 與基質(zhì)消耗有關(guān)的參數(shù)估計(jì) 以分批發(fā)酵為例，由基質(zhì)平衡可得 基質(zhì)消耗速率 的計(jì)算公式： 如果發(fā)酵過程達(dá)到準(zhǔn)穩(wěn)態(tài) … 基質(zhì)消耗總量可由基質(zhì)消耗速率對(duì)時(shí)間積分進(jìn)行估計(jì)，即： dtdCCCVFv ssss r ??? )( ? ?????tss dtdtSdmCCVFSmr0})()({)(共 57頁 第 32頁 目錄 微生物的呼吸代謝參數(shù)通常有三個(gè)： 氧利用速率（ OUR） CO2 釋放速率（ CER） 呼吸商 （ RQ） 與呼吸代謝有關(guān)的參數(shù)估計(jì) 共 57頁 第 33頁 目錄 呼吸商 RQ： 發(fā)酵過程中氧的消耗比速與二氧化碳生成比速的商 。 與呼吸代謝有關(guān)的參數(shù)估計(jì) 呼吸商 (RQ) OURCER? 二氧化碳的釋放速率（ CER）通過發(fā)酵尾氣中二氧化碳等氣體含量的測(cè)定。 共 57頁 第 34頁 目錄 溶氧濃度的計(jì)算 溶氧傳感器測(cè)量的是溶氧壓，而不是溶氧濃度，它以飽和值 (即與氣相氧分壓平衡的溶氧濃度 )的百分?jǐn)?shù)表示。因此，要確知發(fā)酵液中的溶氧濃度，必須首先估計(jì)飽和溶氧濃度。 與傳質(zhì)相關(guān)的參數(shù)估計(jì) 共 57頁 第 35頁 目錄 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下氧在純水和一些溶液中的溶解度 換算成實(shí)際操作壓力下的溶解度后，可估計(jì)發(fā)酵液飽和溶氧濃度。 共 57頁 第 36頁 目錄 液相體積氧傳遞系數(shù)（ KLa） 這一參數(shù)代表 氧由氣相溶至液相 的難易程度，它與發(fā)酵過程控制、放大和反應(yīng)器設(shè)計(jì)密切相關(guān)。當(dāng)發(fā)酵液中溶氧濃度保持穩(wěn)定時(shí)，即發(fā)酵過程中的氧供給量與氧消耗量達(dá)到平衡時(shí)，液相體積氧傳遞系數(shù)可由下式確定： 與傳質(zhì)相關(guān)的參數(shù)估計(jì) 共 57頁
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