第七章發(fā)酵過程中工藝參數(shù)的檢測和控制-展示頁
2025-03-08 07:17本頁面
【正文】 中必須定時測定還原糖，總糖，磷酸鹽、氮（氨基酸或氨氮）等基質(zhì)的濃度。,?,8．料液流量（L/min） 這是控制流體進(jìn)料的參數(shù)。,?,?,7．濁度：反映單細(xì)胞生長狀況的參數(shù)。,?,6．粘度 Pa用m3/m3. min，指每分鐘每立方米發(fā)酵液通進(jìn)1立方米空氣，用1︰1表示。用電阻應(yīng)變式動力計測量。但為什么轉(zhuǎn)速會相差這么大？原因大罐氣液接觸時間長，氧的溶解率高，攪拌和通氣均可小些，,?,一、物理參數(shù),4．?dāng)嚢韫β剩↘W） P/V KW/m3 生產(chǎn)上：一般用瓦特計直接測量電動機(jī)的耗用功率，從中減去各項(xiàng)傳動摩擦所損耗的功率。,?,3．?dāng)嚢柁D(zhuǎn)速（r/min）。 滅菌壓力 1Kg/cm2=0.11Mpa。,?,2． 壓力（Pa，帕斯卡）。②生長溫度與合成溫度不同。 一、物理參數(shù) 1． 溫度：最適生長溫度，它與酶反應(yīng)速率，氧的溶解、產(chǎn)物合成都有關(guān)。但工廠生產(chǎn)講究越簡單越好。,?,類型III：生長和產(chǎn)物是來自兩個代謝途徑，而不是來自分解代謝途徑，在基質(zhì)消耗和菌體生長之后，菌體利用中間代謝反應(yīng)來形成產(chǎn)物，也就是，初級代謝和產(chǎn)物形成是完全分開的，如許多抗生素發(fā)酵。,?,類型II：可粗略的分為兩個節(jié)段，在發(fā)酵的第一期菌體迅速生長，產(chǎn)物形成很少或全無，在第二個階段產(chǎn)物高速形成，菌體生長和糖耗也相應(yīng)增加。,?,類型I：菌體的生長、碳源的利用與產(chǎn)物形成的比速率曲線均有一個高峰，且高峰基本上在相同的時間出現(xiàn)。與傳統(tǒng)分批發(fā)酵相比，其優(yōu)點(diǎn)在于使發(fā)酵系統(tǒng)中維持很低的基質(zhì)濃度。,?,第一節(jié) 工業(yè)發(fā)酵的主要類型,（二） 連續(xù)發(fā)酵法(continuous fermentation) 在發(fā)酵罐中一方面以一定速度連續(xù)不斷地流加新鮮液體培養(yǎng)基，另一方面又以同樣的速度連續(xù)不斷地將發(fā)酵液排出，使發(fā)酵罐中的菌體進(jìn)行連續(xù)生長和發(fā)酵。 二、按菌體生長與產(chǎn)物形成關(guān)系分 微生物發(fā)酵過程中的動力學(xué)類型 類型I、類型II、類型III,?,第一節(jié) 工業(yè)發(fā)酵的主要類型,㈠ 分批發(fā)酵法(batch fermentation) 分批發(fā)酵又稱分批培養(yǎng)，發(fā)酵工業(yè)中常見的分批發(fā)酵方法是采用單罐深層分批發(fā)酵法。除了生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)外，還需要科學(xué)的檢測手段。第七章 發(fā)酵過程中工藝參數(shù)的 檢測和控制,發(fā)酵涉及到微生物學(xué)、生物化學(xué)及發(fā)酵工藝學(xué)知識。要想獲得高產(chǎn)，對生產(chǎn)菌的生活規(guī)律要充分了解。,?,第 一節(jié) 工業(yè)發(fā)酵的重要類型 第二節(jié) 發(fā)酵過程的主要控制參數(shù) 第三節(jié) 菌體及基質(zhì)濃度對發(fā)酵的 影響及控制 第四節(jié) 溶氧的濃度對發(fā)酵的影響及控制 第五節(jié) pH對發(fā)酵的影響及控制,第七章 發(fā)酵工藝控制,?,第六節(jié) 溫度對發(fā)酵的影響及控制 第七節(jié) 二氧化碳對發(fā)酵的影響及控制 第八節(jié) 補(bǔ)料及泡沫對發(fā)酵的影響及控制 第九節(jié) 工業(yè)發(fā)酵染菌的防治 第十節(jié) 發(fā)酵終點(diǎn)的判斷,?,第一節(jié) 工業(yè)發(fā)酵的主要類型,一、按投料方式分 微生物培養(yǎng)有三種方式，分批、連續(xù)培養(yǎng)和分批補(bǔ)料。每一個分批發(fā)酵過程都經(jīng)歷接種、生長繁殖、菌體衰老進(jìn)而結(jié)束發(fā)酵，最終提取出產(chǎn)物。,?,Flash1,?,第一節(jié) 工業(yè)發(fā)酵的主要類型,（三） 補(bǔ)料分批發(fā)酵法(fedbatch fermentation) 補(bǔ)料分批發(fā)酵又稱半連續(xù)發(fā)酵，是指在分批發(fā)酵過程中，間歇或連續(xù)地補(bǔ)加新鮮培養(yǎng)基的培養(yǎng)方法。,?,第一節(jié) 工業(yè)發(fā)酵的主要類型,二、按菌體生長與產(chǎn)物形成關(guān)系分 微生物發(fā)酵過程中的動力學(xué)類型 類型I、類型II、類型III,?,?,微生物發(fā)酵過程中的動力學(xué)類型,比速率：是1克細(xì)胞每小時形成產(chǎn)物的克數(shù)或每克細(xì)胞每小時利用糖的克數(shù)（g/g.h）或每克細(xì)胞每小時繁殖細(xì)胞的克數(shù)。如單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)等。如檸檬酸和某些氨基酸發(fā)酵。,?,Flash2,?,第 二節(jié)、 發(fā)酵過程的主要控制參數(shù),工廠設(shè)備越先進(jìn)，產(chǎn)品附加值越高，檢測的參數(shù)就越多。發(fā)酵控制一般分為物理、化學(xué)、生物三類。①如四環(huán)素生產(chǎn)菌在30℃時合成金霉素，35℃時，只產(chǎn)生四環(huán)素，合成方向會改變。如青霉素，生長30℃，合成24.7℃。 98070Pa=1Kg/cm2 1Mpa ﹦103Kpa =106Pa。 發(fā)酵罐壓一般為 0.02~0.05Mpa。 罐體積 轉(zhuǎn)速（r/min） 通風(fēng)量（m3/m3. min ） 50L 550 1：0.6 50000L 110 1：0.12 一般來說，假如小罐與大罐的幾何相同。對小罐，誤差較大。,?,一、物理參數(shù),5． 通氣量（V/V.min） 氣體流量用轉(zhuǎn)子流量計測量。 如檸檬酸1︰0.15，而青霉素1︰1。s(秒） Pa= 1N/m2 是細(xì)胞生長和細(xì)胞形態(tài)的一項(xiàng)標(biāo)志，它的大小可改變氧傳遞的阻力，又可表示相對菌體的濃度。如大腸桿菌，用光密度650nm上檢測或計數(shù)板計數(shù)。,?,二、化學(xué)參數(shù),1． PH：發(fā)酵過程中產(chǎn)酸或產(chǎn)堿的生化反應(yīng)的綜合結(jié)果。,?,二、化學(xué)參數(shù),3． 溶解氧濃度：mmol/L, mg/L, ppm或用% （指飽和濃度的百分?jǐn)?shù)）表示?？蒲猩嫌糜跈z測設(shè)備供氧能力的指標(biāo)。,?,二、化學(xué)參數(shù),6． 廢氣中氧和二氧化碳的濃度：用順磁氧分析儀測定氧氣的濃度，用紅外二氧化碳分析儀測定二氧化碳濃度，如氧氣減少和二氧化碳增加表明是好氧代謝的結(jié)果。每隔8小時鏡檢， 能及時發(fā)現(xiàn)異常染菌。,?,2. 菌體濃度：測定方法有三種： A.濕重法：量100ml發(fā)酵液，進(jìn)行過濾，濾后菌體用水洗凈，然后用吸水紙將水分
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