發(fā)酵過(guò)程動(dòng)力學(xué)ppt課件-展示頁(yè)
2025-05-15 18:06本頁(yè)面
【正文】 主要內(nèi)容 第一節(jié) 發(fā)酵動(dòng)力學(xué)的研究?jī)?nèi)容及目的 研究反應(yīng)速度及其影響因素并建立反應(yīng)速度與影響因素的關(guān)聯(lián) 反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型 反應(yīng)器特性 + 反應(yīng)器的操作模型 操作條件與反應(yīng)結(jié)果的關(guān)系，定量地控制反應(yīng)過(guò)程 發(fā)酵動(dòng)力學(xué)： 是研究發(fā)酵過(guò)程中菌體生長(zhǎng)、基質(zhì)消耗、產(chǎn)物生成的動(dòng)態(tài)平衡及其內(nèi)在規(guī)律。 發(fā)酵動(dòng)力學(xué)研究目的 ： 通過(guò)發(fā)酵動(dòng)力學(xué)的研究來(lái)進(jìn)行最佳發(fā)酵工藝條件的控制。 ? 碳源在培養(yǎng)基中主要作為能源物質(zhì)，但是當(dāng)缺少細(xì)胞的組成成分時(shí)，碳源也能作為構(gòu)成細(xì)胞的材料。 幾乎都在相同時(shí)間出現(xiàn)高峰 。 如酵母 、蘑菇菌絲等 代謝產(chǎn)物型： 是指產(chǎn)物的積累與菌體增長(zhǎng)相平行 ， 并與碳源消耗有準(zhǔn)量關(guān)系 。 第 Ⅰ 型 第 Ⅱ 型 生長(zhǎng)部分相關(guān)型 特點(diǎn)： 發(fā)酵的第一時(shí)期菌體迅速生長(zhǎng) ， 產(chǎn)物的形成很少或全無(wú)；第二時(shí)期 ， 產(chǎn)物以高速度形成 ，生長(zhǎng)也出現(xiàn)第二個(gè)高峰 ， 碳源利用在二個(gè)時(shí)期都很高 。 如：谷氨酸 第 Ⅲ 型 與生長(zhǎng)不相關(guān)型： 特點(diǎn)： 產(chǎn)物的合成是在菌體的濃度接近或達(dá)到最高 之后才開始的 。 例子： 多數(shù)次生代謝產(chǎn)物的發(fā)酵屬這種類型 ， 如各 種抗生素和微生物毒素等物質(zhì)的生產(chǎn) 。 ?簡(jiǎn)單的過(guò)程，培養(yǎng)基中接入菌種以后，沒(méi)有物料的加入和取出，除了空氣的通入和排氣。 微生物在一個(gè)密閉系統(tǒng)中的生長(zhǎng)情況： 時(shí)間 菌體濃度 延遲期 指數(shù)生長(zhǎng)期 減速期 靜止期 衰亡期 延遲期： dxdt ?0指數(shù)生長(zhǎng)期 : ??? max減速期 : ddt??0靜止期： 。因此在開始一段時(shí)間，細(xì)菌數(shù)幾乎保持不變，甚至稍有減少。處于延遲期細(xì)菌細(xì)胞的特點(diǎn)是分裂遲緩、代謝活躍。 分批培養(yǎng)中，要經(jīng)歷五個(gè)階段： 16 對(duì)數(shù)期 ? 在對(duì)數(shù)期，培養(yǎng)基成分雖然發(fā)生改變，但是細(xì)胞的生長(zhǎng)速率維持恒定。以細(xì)胞重量的增加表示生長(zhǎng)速度。一般，細(xì)菌的 td為 15~60分鐘，酵母為 45~120分鐘，霉菌為 2~8小時(shí)。 18 減速期 ? 對(duì)數(shù)期細(xì)胞的大量繁殖，培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)迅速消耗，有害物質(zhì)逐漸積累，細(xì)胞的比生長(zhǎng)速率逐漸下降，進(jìn)入減速期，培養(yǎng)基中不存在抑制細(xì)胞生長(zhǎng)的物質(zhì)時(shí)，細(xì)胞的比生長(zhǎng)速率和限制性基質(zhì)的濃度有如下關(guān)系： ? 181。mS/（ Ks+S） ? S：限制性基質(zhì)濃度 Ks：飽和常數(shù) ? 這個(gè)關(guān)系式稱為 Monod方程式，是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式。 19 靜止期 ?在靜止期階段，因營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)耗盡及有害物質(zhì)的大量積累，細(xì)胞的濃度達(dá)到最大值，不再增加，此時(shí)的細(xì)胞比生長(zhǎng)速率為 0. 20 衰亡期 ?細(xì)胞開始死亡，活細(xì)胞的濃度不斷下降，在工業(yè)生產(chǎn)上，通常在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)的未期或衰亡期開始以前，結(jié)束發(fā)酵過(guò)程。
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