發(fā)酵工程第六章發(fā)酵動力學-資料下載頁
2025-07-25 02:46本頁面
【正文】 24h (生長罐 ） 48h （ 生產罐 ） 60h P1= X1=7g/L 求操作參數(shù) D？并比較連續(xù)發(fā)酵與分批發(fā)酵的生產率 。l 應用 青霉素連續(xù)發(fā)酵與分批發(fā)酵對比 計算：采用連續(xù)發(fā)酵時第一罐 ： 第二罐：由 為了保證串聯(lián)穩(wěn)定，兩罐稀釋率差異用體積差異進行調節(jié) 。 ∵ F相同 產物在串聯(lián)系統(tǒng)停留時間 產物形成速率 而分批發(fā)酵時， tn=48h, P=故產物形成速率 DP=h （比連續(xù)發(fā)酵低）為充分利用基質，再加一罐 (第三罐 )(相當于 60h)tn=1/D1+ 1/D2+ 1/D3=產物形成速率 P3/tn=h分批發(fā)酵 P3/t3=h? 補料分批培養(yǎng)（ Fedbatch culture）： 分批發(fā)酵過程中補充培養(yǎng)基，不從發(fā)酵體系中排出發(fā)酵液，使發(fā)酵液的體積隨著發(fā)酵時間逐漸增加 。? 概念：在發(fā)酵過程中，不連續(xù)地向發(fā)酵罐內加入培養(yǎng)基，但不取出發(fā)酵液的發(fā)酵方式。? 特點：由于培養(yǎng)基的加入，發(fā)酵液體積不斷增加。補料分批發(fā)酵動力學? 半連續(xù)發(fā)酵概念： 在發(fā)酵過程中，每隔一定時間，取出一定體積的發(fā)酵液，同時在同一時間間隔內加入相等體積的培養(yǎng)基，如此反復進行的發(fā)酵方式。 ? 特點： 稀釋率、比生長速率以及其它與代謝有關的參數(shù)都將發(fā)生周期性的變化。補料分批發(fā)酵動力學 連續(xù)流加? 補料方式 不連續(xù)流加 多周期流加 快速流加 恒速流加 變速流加 單一組分補料 多組分補料 ? 流加方式補料分批發(fā)酵動力學?以補加的培養(yǎng)基成分來區(qū)分 ? 整個發(fā)酵罐中細胞、限制性基質和產物總量的變化速率可用下式表示： ① ② ③ 補料分批發(fā)酵動力學? 細胞總量的變化率為 ④若為 恒速流加 ，培養(yǎng)基流量為 F， 則 ⑤ 合并 ① 、 ④ 、 ⑤ 式 得 補料分批發(fā)酵動力學? 同樣可以推導出限制性基質和產物濃度的變化率： ⑥ 合并 ② 、 ⑥ 式 得補料分批發(fā)酵動力學又 ∵∴補料分批發(fā)酵動力學? 擬穩(wěn)態(tài)時 這時補料分批發(fā)酵動力學? 對于恒速流加，細胞的比生長速率對時間的變化率為：? 長時間流加培養(yǎng)之后 補料分批發(fā)酵動力學? 可以解除底物的抑制、產物反饋抑制和葡萄糖分解阻遏效應。? 避免在分批發(fā)酵中因一次性投糖過多造成細胞大量生長，耗氧過多，以至通風攪拌設備不能匹配的狀況。? 菌體可被控制在一系列連續(xù)的過渡態(tài)階段，可用來作為控制細胞質量的手段。? 與連續(xù)發(fā)酵相比，補料分批發(fā)酵的優(yōu)點在于： ① 無菌要求低； ② 菌種變異，退化少； ③ 適用范圍更廣。補料分批發(fā)酵動力學方式 優(yōu)點 缺點分批發(fā)酵 1 一般投資小2 易轉產、生產靈活3 分批操作中某一階段可獲得高的轉化率4 發(fā)酵周期短，菌種退化率小1 因放罐、滅菌等原因，非生產時間長2 經(jīng)常滅菌會降低儀器壽命3 前培養(yǎng)和種子的花費大4 需較多的操作人員或自動控制系統(tǒng)連續(xù)發(fā)酵 1 可實現(xiàn)有規(guī)律的機械、自動化2 操作人員少3 反應器體積小、非生產時間少4 產品質量穩(wěn)定5 操作人員接觸毒害物質的可能性小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，原料質量必須穩(wěn)定3 若連續(xù)滅菌，加上控制系統(tǒng)和自動化設備，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，菌種易退化補料發(fā)酵 1 操作靈活2 染菌、退化幾率小3 可獲得高的轉化率4 對發(fā)酵過程可實現(xiàn)優(yōu)化控制5 因經(jīng)常滅菌會降低儀器使用壽命1 非生產時間長2 需較多的操作人員或計算機控制系統(tǒng)3 操作人員接觸一些病原和有毒產品的可能性大消除分解阻遏作用，保障通氣條件和生產能力；降低高濃度培養(yǎng)基的抑制作用，延長發(fā)酵生產時間。
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