發(fā)酵工程知識講座(ppt65頁)-閱讀頁
2025-01-08 22:07本頁面
【正文】 CCr）：滿足微生物呼吸的最低限度的溶解氧濃度。 ? 最適氧濃度（ Cm ） ： 溶氧濃度對產(chǎn)物合成有一個最適范圍 ， CL過高或過低，對合成都不利 。 （一）影響需氧和供氧的因素 影響需氧量的因素 菌種特性 菌體濃度 菌齡 培養(yǎng)條件 代謝類型 培養(yǎng)基成分和濃度 影響供氧量的因素 攪拌轉(zhuǎn)速 通氣量 泡沫情況 微生物生長情況 設(shè)備結(jié)構(gòu)和參數(shù) 發(fā)酵液的理化特性 （二）發(fā)酵過程中溶氧變化規(guī)律 ? 批式發(fā)酵無 DO控制情況下，溶氧變化規(guī)律為 “ 波谷現(xiàn)象” 。高位平衡通常發(fā)生在正常情況的前、后期。 ? 自然 “ 波谷現(xiàn)象 ” ，一般可以自適應(yīng)調(diào)節(jié)。 a. 不能在波谷時補料，加重缺氧 b. 一次補料不能過量 ， 防止 菌體停止呼吸 、 死亡 。 對于好氣性雜菌，溶解氧會一反往常在較短時間內(nèi)跌到零附近，跌零后長時間不回升。 ? 污染噬菌體或其它不明原因引起 ? 發(fā)酵液變稀，此時溶解氧迅速上升。—異常發(fā)酵光密度曲線 （ 2） 補料控制指標(biāo) ? 中間補料是否得當(dāng)可以從 溶解氧 的變化看出。 （ 3）代謝方向控制指標(biāo) ? 通過溶氧測量可以掌握由好氧轉(zhuǎn)為厭氧培養(yǎng)的關(guān)鍵時機。 （ 4）設(shè)備性能、工藝合理性指標(biāo) （四）溶解氧的控制 （ 1）溶解氧控制的一般原則 ? 生長階段： CL CCr ? 生產(chǎn)合成階段： CL ≈ Cm ?過高的溶氧水平反而對菌體代謝有不可逆的抑制作用 （ 2） 溶解氧控制作為發(fā)酵中間控制的手段之一 ? 控 制原理 ? 發(fā)酵過程中 ， 糖量 ↑→ CL↓ 糖量 ↓→ CL ↑ 補糖使 CL下降 ， 而 CL回升的快慢取決于供氧效率 。 mL CC ?mL CC ?， 加大補糖速率 ， 減小補糖速率 實現(xiàn)用溶解氧水平控制補料速率 補糖速率控制在正好使生產(chǎn)菌處于所謂“半饑餓狀態(tài)”，使其僅能維持正常的生長代謝，即把更多的糖用于產(chǎn)物合成。 （ 3）提高溶氧的方法 七、 pH對發(fā)酵的影響及其控制 發(fā)酵液的 pH變化 ， 與發(fā)酵的關(guān)系極為密切 ， 對菌體的生長繁殖和產(chǎn)物積累的影響極大 ， 因此是一項重點檢測的發(fā)酵參數(shù)。 ? 引起發(fā)酵液中 pH下降的因素 （ 1） C/N比過高 ， 或中間補糖過多 ， 溶氧不足 ， 致使有機酸積累 ， pH下降； （ 2） 消泡劑加得過多：脂肪酸增加； （ 3） 生理酸性鹽的利用； （ 4） 酸性產(chǎn)物形成：如有機酸發(fā)酵 。 （二） 發(fā)酵過程中 pH的變化規(guī)律 ? 生長階段： pH相對于起始 pH有上升或下降的趨勢 ? 生產(chǎn)階段： pH趨于穩(wěn)定，維持在最適于產(chǎn)物合成的范圍 ? 自溶階段： pH又上升 （三） pH值對發(fā)酵的影響 ? pH值直接影響酶活性； ? pH影響生物合成的途徑； ? pH值影響菌體形態(tài)，如壁厚薄、長徑比； ? pH值改變使原生質(zhì)膜電荷發(fā)生改變，影響菌體對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和代謝產(chǎn)物的排出； ? pH值影響某些重要營養(yǎng)物質(zhì)和中間代謝產(chǎn)物的離解，從而影響微生物對這些物質(zhì)的利用。 （五）最適 pH的選擇與調(diào)節(jié) ? 選擇 pH準(zhǔn)則： 獲得最大比生產(chǎn)速率和合適的菌體量，以獲得最高產(chǎn)量。 ? pH的調(diào)節(jié)方法： 調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的配方 補料控制 ① 加酸、加堿 ② 增加無機氮源 ③ 增加碳源物質(zhì) 調(diào)節(jié)通氣量 八、二氧化碳對發(fā)酵的影響及控制 CO2是微生物的代謝產(chǎn)物，同時也是某些合成代謝所需的一種基質(zhì)或生長因子。排氣中高于 4％時，糖代謝和 呼吸速率下降。 （三） CO2濃度的控制方法 發(fā)酵液中 CO2濃度的影響因素： ◆ 細胞呼吸強度； ◆ 發(fā)酵液流變學(xué)特性； ◆ 通氣攪拌程度； ◆ 罐壓大?。? ◆ 設(shè)備規(guī)模。（如補糖，增加 CO2 產(chǎn)生，降低 PH。 （三）泡沫的控制 機械消泡 （ 耙式消泡槳 、 超聲波 、 離心等） ； 化學(xué)消泡 （ 天然油脂 、 聚醚類 、 硅酮類等） ； 從 微生物本身特性著手 ， 防止泡沫形 成篩選不產(chǎn)生泡沫的微生物突變株 。 ? 下游提取為主要成本，或產(chǎn)品價值較高時 ： 適當(dāng)延長發(fā)酵時間，達到較高的產(chǎn)物濃度。發(fā)酵液成分復(fù)雜，提取難度增加，甚至產(chǎn)物發(fā)生降解。 ? 反復(fù)污染同一種雜菌：依據(jù)其形態(tài)判斷來源，檢查相關(guān)設(shè)備
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