發(fā)酵工藝過程控制ppt課件(參考版)
2025-01-15 10:24本頁面
【正文】 本章要求 ? 熟悉發(fā)酵過程的主要控制參數(shù) ? 掌握各因素對發(fā)酵過程的影響、過程控制方法和原理 ? 熟悉幾種發(fā)酵操作類型 。 包括： ① 和過程的未來狀態(tài)相聯(lián)系的控制目的或目標（如要求控制的溫度、 pH值、生物量濃度等）； ② 一組可供選擇的控制動作（如閥門的開、關，泵的開、停等）； ③ 一種能夠預測控制動作對過程狀態(tài)影響的模型（如用加入基質的濃度和速率控制細胞生長率時需要能表達它們之間相關關系的數(shù)學式）。 第九節(jié) 發(fā)酵過程檢測與自控 電子計算機的使用，為發(fā)酵過程的檢測和自控注入了巨大的活力。 在正常情況下，可根據(jù)作業(yè)計劃，按時放罐； 在異常情況下，如染菌、代謝異常（糖耗緩慢等），就應根據(jù)不同情況，進行適當處理，以免倒罐。 在生產過程中，消泡的效果除了與消泡劑的種類、性質、分子量大小、消泡劑親油親水基團等密切香港外，還與消泡劑使用時加入方法、使用濃度、溫度等有很大關系，應結合生產實際加以注意和解決。 GP和 GPE 1:1混合使用于土霉素發(fā)酵，結果比單獨使用 GP的效力提高 2倍。 ?聚氧乙烯氧丙稀甘油（ GPE型，泡敵） —— 氧化丙稀、環(huán)氧乙烷與甘油聚合；親水性好，在發(fā)泡介質中易鋪展，消泡能力強，作用快，溶解度大，消泡活性維持時間短，用于粘稠發(fā)酵液的效果比用于稀薄的好。 ?聚醚類消泡劑品種很多，它們是氧化丙稀或氧化丙稀和環(huán)氧乙烷與甘油聚合而成的聚合物。 ?油不僅用作消泡劑，還可作為碳源和發(fā)酵控制的手段。 4大類： ① 天然油脂類 ② 脂肪酸和酯類 ③ 聚醚類 ④ 硅酮類 以天然油脂類和聚醚類在生物發(fā)酵中最為常用。 2. 消泡劑消泡 ： ① 降低泡沫液膜的機械強度； ② 降低液膜的表面黏度； ③ 兼有兩者的作用，達到破裂泡沫的目的。 罐內消泡 —— 靠罐內消泡槳轉動打碎泡沫。 優(yōu)點：節(jié)省原料，減少染菌機會。 ③ 采用機械消泡或消泡劑來消除已形成的泡沫。 二、泡沫的消除 ① 調整培養(yǎng)基中的成分（如少加或緩加易起泡的原料）或改變某些物理化學參數(shù)（如 pH值、溫度、通氣和攪拌）或者改變發(fā)酵工藝（如采用分次投料）來控制，以減少泡沫形成的機會。 ?當發(fā)酵感染雜菌和噬菌體時，泡沫異常多。 ?蛋白質原料如蛋白胨、玉米漿、黃豆粉、酵母粉等是主要的發(fā)泡劑。 第七節(jié) 泡沫對發(fā)酵的影響及其控制 一、泡沫的形成及其對發(fā)酵的影響 在大多數(shù)微生物發(fā)酵過程中，通氣、攪拌以及代謝氣體的逸出，再加上培養(yǎng)基中糖、蛋白質、代謝物等表面活性劑的 存在，培養(yǎng)液中就形成了泡沫。 ① 可以解除底物抑制、產物反饋抑制和分解代謝物的阻遏； ② 可以避免在分批發(fā)酵中因一次投料過多造成細胞大量生長所引起的影響，改善發(fā)酵流變學的性質； ③ 可用作控制細胞質量的手段，以提高發(fā)芽孢子的比例； ④ 可作為理論研究的手段，為自動控制和最優(yōu)控制提供實驗基礎。 微生物生長良好所允許的磷酸鹽濃度為 ～ 300mmol/L， 次級代謝產物合成良好所允許的最高平均濃度僅為 磷酸鹽濃度的控制，一般是在基礎培養(yǎng)基中采用適當?shù)臐舛取? 發(fā)酵培養(yǎng)基一般選用含有快速和慢速利用的混合氮源，還要在發(fā)酵過程中補加氮源來控制濃度。 2. 氮源對發(fā)酵的影響及控制 迅速利用的氮源 緩慢利用的氮源 ?氨基（或銨）態(tài)氮的氨基酸（或硫酸銨等）、玉米漿 ?容易被菌體利用，促進菌體生長，但對某些代謝產物的合成特別是某些抗生素的合成產生調節(jié)作用，影響產量。 1. 碳源對發(fā)酵的影響及控制 迅速利用的碳源 緩慢利用的碳源 ?葡萄糖、蔗糖等 ?迅速參與代謝、合成菌體和產生能量，并產生分解產物，有利于菌體生長，
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