發(fā)酵工藝控制ppt課件(2)-資料下載頁
2025-05-06 18:05本頁面
【正文】 g/ml 24小時增加 mg/ml 30小時增加 mg/ml 36小時增加 mg/ml 例：某廠青霉素發(fā)酵的工藝研究 * 三、發(fā)酵過程中溶氧濃度監(jiān)控的意義 考察工藝控制是否滿足要求 其它異常情況的表征 染菌、噬菌體、設(shè)備和操作故障 間接控制的措施 本章小節(jié)： 了解微生物對氧的需求并掌握其中的基本概念 掌握反應(yīng)器氧的傳遞方程，及其參數(shù)的測定 深入理解 Kla的意義，了解反應(yīng)器放大的基本概念 掌握發(fā)酵過程中溶氧濃度的調(diào)節(jié)方法，并認識監(jiān)控 溶氧濃度的意義 具體影響因素： ? （ 1）攪拌 一方面增加溶氧速率，另一方面使微生物懸浮液混合一致，促進新陳代謝產(chǎn)物的傳遞速率 轉(zhuǎn)速、組數(shù)、類型等均有影響 ? （ 2）空氣線速 增加通風(fēng)，線速增加，增大溶氧 增大風(fēng)量，轉(zhuǎn)速不變，功率會降低，使溶氧系數(shù)降低 要防止 “ 過載 ” ? （ 3）空氣分布管 ? （ 4）氧的分壓 增大空氣中氧分壓，可使溶解度增大 但壓力過大，需耐壓設(shè)備，費用增加，也影響生理代謝 ? （ 5）發(fā)酵罐內(nèi)液柱高度 在空氣流量和單位發(fā)酵液體積消耗功率不變時，通風(fēng)效率是隨 H/D增加而增加 一般 H/D＝ 2～ 3為宜 ? （ 6）發(fā)酵罐體積 罐體積大，氧利用率高（氣體接觸時間長，溶解率高） ? （ 7）發(fā)酵液物理性質(zhì) 粘度、表面張力、離子濃度等影響氣泡大小，氣泡的穩(wěn)定性和氧的傳遞速率。 泡沫大量形成，菌體與泡沫形成穩(wěn)定的乳濁液，影響氧的傳遞。 第五節(jié) 泡沫的控制 一、泡沫的形成及其對發(fā)酵的影響 泡沫： 形成的必要條件： 氣液兩相共存 有表面張力大的物質(zhì)存在，單組分的純液體，一般不形成泡沫 影響 ? 泡沫持久存在，妨礙 CO2的排除，影響微生物對氧的吸收，破壞正常生理代謝，不利發(fā)酵和生物合成。 ? 泡沫大量產(chǎn)生，使發(fā)酵罐有效容積大大減少，影響設(shè)備利用率 ? 泡沫過多，控制不好，會引起大量跑料，造成浪費和環(huán)境污染 ? 泡沫升到灌頂，可能從軸封滲出，增加染菌機會 ? 泡沫過多也會影響氧傳遞、通風(fēng)與攪拌效果。 形成原因 （ 1）通氣和機械攪拌 （ 2）培養(yǎng)基中某些成分變化或微生物代謝形成氣泡 （ 3）培養(yǎng)基中某些成分在氣泡表面排列成堅固的薄膜，氣泡不易破裂，聚成泡沫層 （ 1）是通風(fēng)的氣流被攪拌器打碎形成 （ 2）、（ 3）是菌體代謝活動過程產(chǎn)生的氣體聚結(jié)而成，叫發(fā)酵性泡沫，在發(fā)酵旺盛時才明顯。 ? 糖蜜原料與石油類原料在好氣發(fā)酵中產(chǎn)生大量泡沫 ? 在需極高通氣攪拌速度的抗生素和單細胞蛋白菌體發(fā)酵生產(chǎn)中如何解決好泡沫問題，值得重視。 二、泡沫的特性 ? 兩種類型 ? 泡沫穩(wěn)定性與液體表面性質(zhì)，如表面張力，表面粘度等有關(guān) 三、發(fā)酵過程泡沫變化的一般規(guī)律 ? 泡沫的多寡一方面與通風(fēng)、攪拌的劇烈程度有關(guān)。攪拌引起的泡沫比通氣大，另一方面與培養(yǎng)基所用原料性質(zhì)有關(guān)。 ? 蛋白質(zhì)原料是主要氣泡因素。 ? 糖類本身氣泡能力差，但增加了培養(yǎng)基粘度，有利于泡沫穩(wěn)定。 ? 滅菌方法和操作條件均影響培養(yǎng)基成分變化而影響發(fā)酵時泡沫的產(chǎn)生。 ? 染菌使粘度增加，產(chǎn)生大量泡沫。 四、化學(xué)消泡 ? 優(yōu)點：化學(xué)消泡劑來源廣泛，消泡效果好作用迅速可靠，用量少，不需改造設(shè)備，大小規(guī)模適用，易實現(xiàn)自動控制。 ? 消泡機理 ? 選擇依據(jù)： 6點 ? 常用消泡劑： 4種類型 五、機械消泡 ? 優(yōu)點：不用在發(fā)酵液中加其他物質(zhì)，節(jié)省原料，減少由于加消泡劑引起的污染機會。 ? 缺點：不如化學(xué)消泡迅速、可靠，需一定設(shè)備及消耗動力，不能從根本上消除引起穩(wěn)定泡沫的因素。 第六節(jié) 補料的控制 一、補料的作用 1. 生產(chǎn)菌的自溶期推遲，生物合成期延長，提高產(chǎn)量。 2. 糾正異常發(fā)酵的重要手段。 二、補料的內(nèi)容 1. C源 2. N源 3. 微量元素和無機鹽 4. 酶的作用底物 三、補料原則 ? 控制微生物代謝，使之向有利于產(chǎn)物積累的方向發(fā)展。 ? 根據(jù)菌體生長代謝、生物合成規(guī)律，利用中間補料的措施，給予生產(chǎn)菌適當(dāng)調(diào)節(jié)，讓它在生物合成階段有足夠而又不過多的養(yǎng)料供給其合成和維持正常代謝需要。 四、補糖方式 ? 一般以間歇定時加入為主，近年來也開始注意用定時連續(xù)滴加的方法。 五、補氮及無機鹽 六、補料注意問題 1. 料液配比要適合 2. 注意無菌控制 3. 經(jīng)濟核算，節(jié)約糧食，碳氮平衡 思考題 1. 泡沫形成的原因及影響 2. 發(fā)酵過程中泡沫的多少與哪些因素有關(guān)？ 3. 消泡方法有哪些 ?各有何優(yōu)缺點？ 4. 補料有何作用，有哪些內(nèi)容，要注意哪些問題？ ? 2 ? 34 ? 36 ? 8
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