發(fā)酵過(guò)程優(yōu)化與控制技術(shù)研究(參考版)
2025-01-08 00:50本頁(yè)面
【正文】 pH2: DO1:轉(zhuǎn)速 300 rpm。 學(xué)術(shù)思想 18 學(xué)術(shù)思想 6 基于微生物代謝的輔因子調(diào)控的過(guò)程優(yōu)化技術(shù) Cofactors Metal ions NADH/NAD+ NADPH/NADP+ ATP/ADP/AMP CoA/AcetylCoA Vitamins 研究輔因子形式及其濃度在物質(zhì)代謝和信號(hào)傳遞途徑中控制代謝流方向和流量分配的作用機(jī)制、物質(zhì)流和輔因子流的變化規(guī)律，對(duì)微生物的生長(zhǎng)或代謝進(jìn)行調(diào)控， 促進(jìn)微生物合成目的產(chǎn)物的代謝流的最大化和快速化。 發(fā)酵優(yōu)化技術(shù) 15 分析 不同發(fā)酵產(chǎn)品合成途徑中 主要代謝節(jié)點(diǎn)的性質(zhì) ，結(jié)合發(fā)酵過(guò)程中胞內(nèi)能量代謝情況， 提出 一系列發(fā)酵優(yōu)化策略 。1 發(fā)酵過(guò)程優(yōu)化與控制技術(shù)研究 堵國(guó)成 江南大學(xué) 2 生物質(zhì)原料 化學(xué)品 － 精細(xì)化學(xué)品 －大宗化學(xué)品 －食品添加劑 －生物塑料 －溶劑 －酚類 －粘合劑 －脂肪酸 －碳黑、顏料 －燃料、香料、墨水 －洗滌劑 生物能源 － 生物酒精 －生物柴油 －甲醇 －氫氣 －沼氣 工業(yè)生物技術(shù)主要部分 發(fā)酵工程 3 獲得應(yīng)用價(jià)值的微生物 反應(yīng)器及過(guò)程放大 發(fā)酵過(guò)程優(yōu)化和控制 發(fā)酵工程研究 發(fā)酵產(chǎn)物分離提取 4 發(fā)酵工程的關(guān)鍵問(wèn)題和工程意義 微生物能夠積累最大目的產(chǎn)物 (產(chǎn)量 )的 條件 是什么？ 高產(chǎn)量 ? 便于產(chǎn)品分離提取 關(guān)鍵問(wèn)題 1 工程意義 1 相關(guān)研究： 微生物生理、遺傳特性和營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境因素 5 底物最多被微生物轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物 (轉(zhuǎn)化率 )的 條件 是什么？ 糧食原料為底物 ? 高轉(zhuǎn)化率 ? 降低原料成本 關(guān)鍵問(wèn)題 2 工程意義 2 相關(guān)研究： 微生物代謝途徑和過(guò)程條件 發(fā)酵工程的關(guān)鍵問(wèn)題和工程意義 6 微生物最快速度發(fā)酵生產(chǎn)目的產(chǎn)物的 條件 是什么？ 分批操作為主 ? 高生產(chǎn)強(qiáng)度 ? 縮短生產(chǎn)周期 工程意義 3 關(guān)鍵問(wèn)題 3 相關(guān)： 微生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和系統(tǒng)優(yōu)化 發(fā)酵工程的關(guān)鍵問(wèn)題和工程意義 7 條件確定 過(guò)程優(yōu)化 初始條件 過(guò)程分析 過(guò)程強(qiáng)化 發(fā)酵優(yōu)化的研究思想：發(fā)酵是一個(gè)過(guò)程 8 基于細(xì)胞表觀特性進(jìn)行優(yōu)化 0 4 8 12 16 t / h d (DCW) / (g/L) A 0 20 40 60 80 100 120 140 t / h r (Glucose) / (g/L) B 0 20 40 60 80 0 10 20 30 40 50 60 70 80 t / h r (Pyruvate) / (g/L) C 基于細(xì)胞內(nèi)部分析進(jìn)行優(yōu)化 高產(chǎn)量 高底物轉(zhuǎn)化率 高生產(chǎn)強(qiáng)度 優(yōu)化策略 在理論和技術(shù)上有突破，在工業(yè)生產(chǎn)中能廣泛應(yīng)用 顯著提高發(fā)酵過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性和科學(xué)性 研究方法 9 1 基于微生物反應(yīng)原理的培養(yǎng)環(huán)境優(yōu)化技術(shù) 優(yōu)化 微生物生長(zhǎng)的物理和化學(xué)環(huán)境 保證 微生物生長(zhǎng)處于最適條件 基本思想 奠定基礎(chǔ) 基于 底物運(yùn)輸、生化反應(yīng)、產(chǎn)物排出 確定 不同環(huán)境條件對(duì)微生物生長(zhǎng)和代謝產(chǎn)物分布的影響 Prod. Distribution 發(fā)酵優(yōu)化技術(shù) 10 ● 培養(yǎng)基組成的優(yōu)化技術(shù) ● 發(fā)酵環(huán)境條件的優(yōu)化技術(shù) ● 確定培養(yǎng)基組分的最小用量，避免底物的過(guò)量或不足 ● 減少副產(chǎn)物的形成，使底物轉(zhuǎn)化率明顯提高 ● 對(duì)關(guān)鍵物質(zhì)的濃度及其供給方式進(jìn)行優(yōu)化，使目標(biāo)產(chǎn)物產(chǎn)量明顯提高 ● 分析不同環(huán)境條件下微生物的生理學(xué) 目的 內(nèi)容 11 2 基于微生物代謝特性的分階段培養(yǎng)技術(shù) 研究思想 控制環(huán)境條件在最適合細(xì)胞生長(zhǎng)或最適合產(chǎn)物合成的水平 目的 分析 不同 T、 pH、RPM、 DO 發(fā)酵過(guò)程的動(dòng)力學(xué)參數(shù) (μ，qp， qs) 流變學(xué)參數(shù)的變化特性 分階段控制策略 提出 分階段 T、pH、 RPM、DO 發(fā)酵優(yōu)化技術(shù) 12 3 基于反應(yīng)動(dòng)力學(xué)和人工智能的優(yōu)化和控制技術(shù) 研究思想 建立動(dòng)力學(xué)模型，求解參數(shù)并評(píng)價(jià)其適用性 對(duì)發(fā)酵進(jìn)程和產(chǎn)量指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè) ?Model ?Form ?Monod ?Constant yield ?u = um
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1