發(fā)酵工藝控制ppt課件(2)-文庫吧資料
2025-05-12 18:05本頁面
【正文】 －，霉菌 － ，酵母 － ，放線菌－ ? 控制 pH， 保證正常生長，防治雜菌污染 ? 同種微生物 pH不同，可能形成不同的發(fā)酵產(chǎn)物 ? 微生物生長的最適 pH和發(fā)酵的最適 pH往往不同 （ 2）影響原因 ? pH影響細(xì)胞原生質(zhì)膜的電荷 ? pH影響細(xì)胞的酶活性 ? pH影響培養(yǎng)基某些重要營養(yǎng)物質(zhì)和中間代謝產(chǎn)物的分解 二、發(fā)酵過程 pH的調(diào)節(jié)和控制 （ 1） pH變化的原因 ? pH變化的情況決定于菌種特性、培養(yǎng)基組成和工藝條件 ? 培養(yǎng)基：酸性物質(zhì)的生成或堿性物質(zhì)的消耗引起 pH下降，反之， pH上升。 總的來說，溫度的選擇根據(jù)菌種生長階段及培養(yǎng)條件綜合考慮。 根據(jù)菌生長情況 菌生長快，維持在較高溫度時間要短些；菌生長慢，維持較高溫度時間可長些。 培養(yǎng)基稀薄時，溫度也該低些。 根據(jù)培養(yǎng)條件選擇 溫度選擇還要根據(jù)培養(yǎng)條件綜合考慮，靈活選擇。最適溫度選擇要根據(jù)菌種與發(fā)酵階段做試驗。但也有的菌種產(chǎn)物形成比生長溫度高。 發(fā)酵后期，產(chǎn)物合成能力降低，延長發(fā)酵周期沒有必要，就又提高溫度，刺激產(chǎn)物合成到放罐。 在發(fā)酵前期由于菌量少，發(fā)酵目的是要盡快達(dá)到大量的菌體，取稍高的溫度，促使菌的呼吸與代謝，使菌生長迅速； 在中期菌量已達(dá)到合成產(chǎn)物的最適量，發(fā)酵需要延長中期，從而提高產(chǎn)量，因此中期溫度要稍低一些，可以推遲衰老。 最適溫度的選擇 根據(jù)菌種及生長階段選擇 微生物種類不同，所具有的酶系及其性質(zhì)不同，所要求的溫度范圍也不同。 四、發(fā)酵過程中最適溫度的控制 最適生長溫度、最適發(fā)酵溫度往往不能僅選一個最適溫度。 ? 溫度還影響基質(zhì)溶解度，氧在發(fā)酵液中的溶解度也影響菌對某些基質(zhì)的分解吸收。 溫度影響反應(yīng)速率 發(fā)酵過程的反應(yīng)速率實際是酶反應(yīng)速率，酶反應(yīng)有一個最適溫度。 4. 影響酶系組成和特性。 2. 溫度影響發(fā)酵液物理性質(zhì)。這就是菌種保藏的原理。在最低和最高溫度之間，微生物的生長速率隨溫度升高而增加，超過最適溫度后，隨溫度升高，生長速率下降，最后停止生長，引起死亡。 二、溫度對微生物生長的影響 不同微生物的生長對溫度的要求不同，根據(jù)它們對溫度的要求大致可分為四類：嗜冷菌適應(yīng)于 0～ 26℃ 生長，嗜溫菌適應(yīng)于 15～ 43 ℃ 生長，嗜熱菌適應(yīng)于 37～ 65 ℃ 生長，嗜高溫菌適應(yīng)于65 ℃ 以上生長 ? 每種微生物對溫度的要求可用最適溫度、最高溫度、最低溫度來表征。 6＝ 每小時的生物熱為 ? 由于 Q生物 和 Q蒸發(fā) 在發(fā)酵過程中隨時間變化，因此 Q發(fā)酵 隨時間變化。 ΔH＝ ∑（△ H） 反應(yīng)物 － ∑（△ H） 產(chǎn)物 如谷氨酸發(fā)酵中主要物質(zhì)的燃燒熱為： 葡萄糖 谷氨酸 玉米漿 菌體 20934KJ/Kg 尿素 可根據(jù)實測發(fā)酵過程中物質(zhì)平衡計算生物熱。 因為熱效應(yīng)決定于系統(tǒng)的初態(tài)和終態(tài)，而與變化途徑無關(guān)，反應(yīng)的熱效應(yīng)可以用燃燒值來計算，特別是有機(jī)化合物，燃燒熱可以直接測定。先自控，讓發(fā)酵液達(dá)到某一溫度，然后停止加熱或冷卻，使罐溫自然上升或下降，根據(jù)罐溫變化的速率計算出發(fā)酵熱。在工廠里，可以通過測量冷卻水進(jìn)出口的水溫，再從水表上得知每小時冷卻水流量來計算發(fā)酵熱。 Q發(fā)酵 ＝ Q生物 ＋ Q攪拌 － Q蒸發(fā) － Q輻射 （二）發(fā)酵熱的測定 有二種發(fā)酵熱測定的方法。輻射熱的大小取決于罐溫與環(huán)境的溫差。此外，排氣也會帶走部分熱量叫顯熱 Q顯熱 ，顯熱很小，一般可以忽略不計。 攪拌熱 Q攪拌 在機(jī)械攪拌通氣發(fā)酵罐中，由于機(jī)械攪拌帶動發(fā)酵液作機(jī)械運動，造成液體之間，液體與攪拌器等設(shè)備之間的摩擦，產(chǎn)生可觀的熱量。 如果培養(yǎng)前期溫度上升緩慢，說明菌體代謝緩慢，發(fā)酵不正常。 菌體在對數(shù)生長期時，菌體繁殖迅速，呼吸作用激烈，菌體也較多，所以產(chǎn)生的熱量多，溫度上升快，必須注意控制溫度。 ? 培養(yǎng)過程中生物熱的產(chǎn)生具有 強(qiáng)烈的時間性 。 ? 現(xiàn)在來分析發(fā)酵熱產(chǎn)生和散失的各因素。發(fā)酵熱引起發(fā)酵液的溫度上升。什么叫凈熱量呢？在發(fā)酵過程中產(chǎn)生菌分解基質(zhì)產(chǎn)生熱量，機(jī)械攪拌產(chǎn)生熱量，而罐壁散熱、水分蒸發(fā)、空氣排氣帶走熱量。是引起發(fā)酵過程溫度變化的原因。第五章 發(fā)酵的中間控制 發(fā)酵熱與溫度控制 PH的控制 氧的控制 二氧化碳的控制 (自習(xí)） 泡沫的控制 第一節(jié) 發(fā)酵熱與溫度控制 思考題： ? 發(fā)酵熱包括哪些？ ? 簡述微生物發(fā)酵過程中生物熱的來源、走向和特點。 ? 溫度如何影響微生物生長？ ? 溫度與微生物生長關(guān)系如何？ 一、發(fā)酵過程中產(chǎn)熱與散熱 發(fā)酵熱 Q發(fā)酵 —— 發(fā)酵過程中所產(chǎn)生的熱量。 ? 所謂發(fā)酵熱就是發(fā)酵過程中釋放出來的凈熱量。這各種產(chǎn)生的熱量和各種散失的熱量的代數(shù)和就叫做凈熱量。發(fā)酵熱大，溫度上升快，發(fā)酵熱小，溫度上升慢。 包括：生物熱、攪拌熱、蒸發(fā)熱、輻射熱 生物熱 ? 來源：微生物對有機(jī)物的降解
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