發(fā)酵動(dòng)力學(xué)ppt課件-資料下載頁
2025-05-03 18:12本頁面
【正文】 養(yǎng)技術(shù)是介于分批培養(yǎng)相連續(xù)培養(yǎng)之間的一種發(fā)酵技術(shù)。n 由于在發(fā)酵過程中向發(fā)酵罐中補(bǔ)加了物料，分批補(bǔ)料系統(tǒng)不再是一個(gè)封閉的系統(tǒng)。n 分批補(bǔ)料系統(tǒng)并不連續(xù)地向罐外放出發(fā)酵液，因而發(fā)酵罐內(nèi)的培養(yǎng)基體積不再是個(gè)常數(shù)，而是隨時(shí)間和物料流速而變化的變量。n 與分批發(fā)酵相比，發(fā)酵系統(tǒng)可維持很低的基質(zhì)濃度。低基質(zhì)濃度的優(yōu)點(diǎn)：① 可以除去快速利用碳源的阻遏效應(yīng)，并維持適當(dāng)?shù)木w濃度，使不致于加劇供氧矛盾。② 避免在培養(yǎng)基中積累有毒代謝物，即代謝阻遏。③ 不需要嚴(yán)格的無菌條件，也不會(huì)產(chǎn)生菌種老化和變異等問題 。適用范圍：補(bǔ)料分批發(fā)酵廣泛應(yīng)用于抗生素、氨基酸、酶蛋白、核苷酸、有機(jī)酸及高聚物等的生產(chǎn)。補(bǔ)料分批培養(yǎng)特點(diǎn)分批、連續(xù)、補(bǔ)料操作方式的比較方式 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn)分批發(fā)酵 1 一般投資小2 易轉(zhuǎn)產(chǎn)、生產(chǎn)靈活3 分批操作中某一階段可獲得高的轉(zhuǎn)化率4 發(fā)酵周期短，菌種退化率小1 因放罐、滅菌等原因，非生產(chǎn)時(shí)間長2 經(jīng)常滅菌會(huì)降低儀器壽命3 前培養(yǎng)和種子的花費(fèi)大4 需較多的操作人員或自動(dòng)控制系統(tǒng)連續(xù)發(fā)酵 1 可實(shí)現(xiàn)有規(guī)律的機(jī)械、自動(dòng)化2 操作人員少3 反應(yīng)器體積小、非生產(chǎn)時(shí)間少4 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定5 操作人員接觸毒害物質(zhì)的可能性小6 測量儀器使用壽命長1 操作不靈活2 因操作條件不易改變，原料質(zhì)量必須穩(wěn)定3 若連續(xù)滅菌，加上控制系統(tǒng)和自動(dòng)化設(shè)備，投資較大4必須不斷地排除一些非溶性的固型物5 易染菌，菌種易退化補(bǔ)料發(fā)酵 1 操作靈活2 染菌、退化幾率小3 可獲得高的轉(zhuǎn)化率4 對發(fā)酵過程可實(shí)現(xiàn)優(yōu)化控制5 因經(jīng)常滅菌會(huì)降低儀器使用壽命1 非生產(chǎn)時(shí)間長2 需較多的操作人員或計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)3 操作人員接觸一些病原和有毒產(chǎn)品的可能性大 n 微生物在具有一定溫度和濕度的固體培養(yǎng)基的表面進(jìn)行生長、繁殖、代謝的發(fā)酵過程稱作為固態(tài)發(fā)酵（ solid state fermentation）。n 固態(tài)發(fā)酵主要適合于霉菌。這是由于霉菌細(xì)胞內(nèi)的滲透壓比較高，不會(huì)因固體基質(zhì)的高滲透壓而致死。固態(tài)發(fā)酵固態(tài)發(fā)酵(一 ) 固態(tài)發(fā)酵的特點(diǎn) 原料來源廣，價(jià)格低廉。 在霉菌發(fā)酵時(shí)就可以防止污染雜菌。 能耗低。 固態(tài)發(fā)酵的產(chǎn)物回收一般步驟少，費(fèi) 用也省。優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) ，廢水、廢渣少，環(huán) 境 污染少，容易處理；1. 菌種限于耐低水活性（ aw） 的微生 物，菌種選擇性少，供能設(shè)備簡易； ，周期較長，廣泛易得，價(jià)格低廉，有時(shí)變化，影響 發(fā)酵產(chǎn)物的質(zhì)和量，后處理方便。 ，后處理方便 ，工藝操作消耗勞力多，強(qiáng)度 大n 固態(tài)發(fā)酵存在一個(gè)顯著特點(diǎn)，即菌體、基質(zhì)、產(chǎn)物均處于一個(gè)非均一的發(fā)酵系統(tǒng)中，尤其是在一個(gè)大規(guī)模的固態(tài)發(fā)酵系統(tǒng)中，隨著發(fā)酵的進(jìn)行，菌體呼吸產(chǎn)熱，料芯散熱慢，菌體生長、基質(zhì)利用和產(chǎn)物合成都處在一個(gè)非均勻的系統(tǒng)之中，致使發(fā)酵不能穩(wěn)定進(jìn)行。 n 固態(tài)發(fā)酵存在的主要工程問題是傳質(zhì)和傳熱受限制，表現(xiàn)在大規(guī)模生產(chǎn)時(shí)的散熱比較困難；模擬和控制較困難，使參數(shù)的檢測如 pH值、溫度、菌體增殖量、產(chǎn)物生成量等很難實(shí)現(xiàn)。 因此，實(shí)現(xiàn)固態(tài)發(fā)酵的最優(yōu)化困難重重。固態(tài)發(fā)酵的應(yīng)用 1．固態(tài)發(fā)酵在資源環(huán)境上的應(yīng)用 （ 1）生物燃料 (biofuel) （ 2） 生物農(nóng)藥 (biopesticide) （ 3） 生物轉(zhuǎn)化 (biotransformation) （ 4） 生物解毒 (biological detoxification) （ 5） 生物修復(fù) (bioremediation) 2．生產(chǎn)有價(jià)值的物質(zhì) 固態(tài)發(fā)酵可用來生產(chǎn)許多有價(jià)值的物質(zhì)，例如谷物或者谷物殘余物營養(yǎng)的富集，發(fā)酵食品、酶、色素、抗生素、生物殺蟲劑、有機(jī)酸和風(fēng)味化合物的生產(chǎn)。 固態(tài)發(fā)酵設(shè)備n 按照固態(tài)培養(yǎng)方式分為六種形式： 淺盤式反應(yīng)器 填充床反應(yīng)器 流化床反應(yīng)器 轉(zhuǎn)鼓式反應(yīng)器 攪拌反應(yīng)器 壓力脈動(dòng)反應(yīng)器
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