發(fā)酵工藝控制ppt課件(2)(參考版)
2025-05-09 18:05本頁面
【正文】 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。 二、補料的內容 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，使之向有利于產物積累的方向發(fā)展。 第六節(jié) 補料的控制 一、補料的作用 1. 生產菌的自溶期推遲，生物合成期延長，提高產量。 ? 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，節(jié)省原料，減少由于加消泡劑引起的污染機會。 ? 染菌使粘度增加，產生大量泡沫。 ? 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。攪拌引起的泡沫比通氣大，另一方面與培養(yǎng)基所用原料性質有關。 ? 糖蜜原料與石油類原料在好氣發(fā)酵中產生大量泡沫 ? 在需極高通氣攪拌速度的抗生素和單細胞蛋白菌體發(fā)酵生產中如何解決好泡沫問題，值得重視。 ? 泡沫大量產生，使發(fā)酵罐有效容積大大減少，影響設備利用率 ? 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、通風與攪拌效果。 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。但是通氣增大的時間一定要把握好。 ? 膜：耐溫、透氣、不通水 ? 測定：一般是得到相對值 二、 r的測定 物料衡算 流量（進口空氣中氧的氧含量 — 出口空氣中的氧含量） r=———————————————————————— 發(fā)酵液體積 氧的濃度：氧分壓儀 溶氧電極 停止供氣 ： dCL —— = r dt 三、 KL a的測定 亞硫酸鹽法（冷膜） 氧 → 亞硫酸鈉的氧化 * = 亞硫酸濃度的降低 Cu2+ 2Na2SO3+O2 → 2Na 2SO4 平衡法 r KL a=———— C*CL 例 ：一個裝料為 7L的實驗室小罐，通氣量為 1VVM（標態(tài)），發(fā)酵液的 CL＝ 25%、空氣進入時的氧含量為 21%，廢氣排出的氧含量為 %，求此時菌體的攝氧率和發(fā)酵罐的 Kla 動態(tài)法 ? 不同的測定方法得出的 kla是不一樣的 第四節(jié) 溶氧濃度的變化及其控制 一、典型的分批發(fā)酵中氧濃度的變化規(guī)律（一定 Kla下）： r X Q CL 一般有一個低谷，在對數(shù)生長的末期 二、發(fā)酵過程中溶氧的控制 溶氧控制的策略 微生物反應 : X S → P+ X π=a+bμ X,P t P X 0 t1 0 ～ t1∶ g r o w t h p h as e t1～ en d ∶ p r o d u ci n g p h as e 菌體生長期： 酶系統(tǒng) Ⅰ 酶系統(tǒng) Ⅱ 關鍵因子 開始的細胞 生長好后的細胞 產物合成 產物形成期： 底物 產物 酶系統(tǒng) Ⅱ 反應動力學問題 發(fā)酵過程的控制一般策略： 前期有利于菌體生長，中后期有利用產物的合成 溶氧控制的一般策略： 前期大于臨溶氧濃度，中后期滿足產物的形成 。這點正是原電池型電極所不具備的。 45升 1噸 10噸 攪拌速度 250 rpm 120 120 供氧速率 影響氧傳遞速率的主要因素 N＝ KL a（ C* － CL） ＝ KG a（ PP*） 所以影響氧傳遞速率的因素有 KL a和推動力（ C* － CL） ? 與 KL a有關的有攪拌、空氣線速度、空氣分布管的形式、發(fā)酵液粘度等 ? 與（ C* － CL） 有關的：發(fā)酵液深度、氧分壓、發(fā)酵液性質等 影響 KL a的因素 KL a反映了設備的供氧能力，發(fā)酵常用的設備為搖瓶與發(fā)酵罐。 小 結 微生物最適生長溫度 微生物對溫度的要求不同與它們的膜結構有關 微生物對溫度的要求與 酶分子結構的區(qū)別有關，如蛋白構象穩(wěn)定性因素改變，活性位點關鍵區(qū)域氨基酸的取代，離子束縛作用 (ion binding)減弱，蛋白核心區(qū)域疏水作用下降等 溫度對發(fā)酵的影響： 溫度影響反應速率 溫度影響發(fā)酵方向 最適溫度的選擇 根據(jù)菌種 生長階段選擇 根據(jù)培養(yǎng)條件選擇 菌種的生長情況 第二節(jié) pH的控制 一、 pH對菌生長和代謝產物形成的影響 （ 1）影響 ? 不同種類微生物對 pH值要求不同，細菌
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