發(fā)酵動(dòng)力學(xué)ppt課件-在線瀏覽
2025-06-20 18:12本頁面
【正文】 培養(yǎng) 的條件下，由生長、基質(zhì)利用和產(chǎn)物形成的物料平衡方程，可以看出產(chǎn)物的形成與生長和細(xì)胞濃度的關(guān)系 細(xì)胞的生長速率與比生長速率 X— 菌體濃度 μ — 比生長速率 F0 — 培養(yǎng)液移走速率 V— 培養(yǎng)液體積 細(xì)胞量的積累速率 = 細(xì)胞生長速率－細(xì)胞的消失速率底物的消耗速率與比消耗速率基質(zhì)的消耗速率 = 補(bǔ)料中基質(zhì)的添加速率－生長消耗基質(zhì)的速率－產(chǎn)物合成用去基質(zhì)的速率－維持所消耗基質(zhì)的速率－基質(zhì)的移去速率 S— 基質(zhì)濃度 Fi — 補(bǔ)料速率 — 以消耗的基質(zhì)為基準(zhǔn)的細(xì)胞得率系數(shù)（ g細(xì)胞 /g消耗的 基質(zhì)） — 以消耗的基質(zhì)為基準(zhǔn)的產(chǎn)物生成系數(shù)，即轉(zhuǎn)化率（ g產(chǎn) 物 /g消耗的基質(zhì)） — 產(chǎn)物的比生產(chǎn)速率。其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 其中： P — 產(chǎn)物的濃度 ； — 單位質(zhì)量細(xì)胞生成的產(chǎn)物 量（ g產(chǎn)物 /g細(xì)胞）。 產(chǎn)物的生成速率與比生成速率產(chǎn)物形成的速率 = 產(chǎn)物合成速率－產(chǎn)物移去速率－產(chǎn)物被破壞速 K— 產(chǎn)物破壞常數(shù)這些方程對(duì)穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)發(fā)酵過程均適用，但在非穩(wěn)態(tài)發(fā)酵過程中得到其方程解是困難的。重排上式得 — 基質(zhì)利用的比速率 時(shí)間菌體濃度延遲期指數(shù)生長期減速期 靜止期衰亡期倍增時(shí)間 ： td延遲期 ：指數(shù)生長期 :減速期 :靜止期：衰亡期 :第二節(jié) 微生物生長和分批發(fā)酵動(dòng)力學(xué) 微生物生長曲線About Lag Phase （延遲期）n 在發(fā)酵工業(yè)生產(chǎn)中，為了提高生產(chǎn)效率，希望延遲期縮短，要達(dá)到該目的，應(yīng)一般遵循下列規(guī)則： (1).接種的微生物應(yīng)盡可能是高活力的。 (3).建議采用大接種量。n About Exponential Phase：對(duì)數(shù)生長期的微生物生長速率正比于原有的微生物數(shù)，因此可以直接得出微生物的基本生長動(dòng)力學(xué)方程： μx = ， μ= 。分析各生長不同時(shí)期的 μ數(shù)值。n 所謂菌體生長動(dòng)力學(xué)是以研究菌體濃度、限制性基質(zhì)（培養(yǎng)基中含量最少的基質(zhì)，其他組分都是過量的）濃度、抑制劑濃度、溫度和 pH等對(duì)菌體生長速率的影響為內(nèi)容的。μKsμn限制性底物 是培養(yǎng)基中任何一種與微生物生長有關(guān)的營養(yǎng)物，只要該營養(yǎng)物相對(duì)貧乏時(shí)，就可能成為限制微生物生長的因子，可以是 C源、 N源、無機(jī)或有機(jī)因子。此濃度稱為臨界底物濃度，任一營養(yǎng)物質(zhì)的濃度若高于臨界底物濃度則為非限制性底物，低于臨界底物濃度即為限制性底物。n 莫諾方程表面上與米氏方程同型。前者是經(jīng)驗(yàn)方程，后者是機(jī)理方程。但在低 S值時(shí)， μ的偏差較大，影響 Ks值的精度。例： 在一定條件下培養(yǎng)大腸桿菌，得如下數(shù)據(jù)：S(mg/l) 6 33 64 153 221μ(h1) 求在該 培養(yǎng)條件下，求大腸桿菌的 μ max， Ks和 td?解 ： 將數(shù)據(jù)整理：S/μ 100 S 6 33 64 153 221Monod方程的意義n 當(dāng) S171。n 當(dāng) S187。n 對(duì)某一鐘微生物在某種基質(zhì)條件下，μmax 和 Ks 是一定值。即使同一種微生物在不同的基質(zhì)種也有不同的 μmax 和 Ks 。三、代謝產(chǎn)物形成的動(dòng)力學(xué)模型 Gaden根據(jù)產(chǎn)物生成速率與細(xì)胞生長速率之間的關(guān)系，將其分為三種類型：n 類型 Ⅰ 稱為生長偶聯(lián)型，或稱伴隨生長的產(chǎn)物形成模型；n 類型 Ⅱ 稱為部分生長偶聯(lián)型，或稱不完全伴隨生長的產(chǎn)物形成模型；n 類型 Ⅲ 稱為非非生長偶聯(lián)型或稱不伴隨生長的產(chǎn)物形成模型。次級(jí)代謝作用
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