发酵过程工艺控制

1、1、第九章，发酵过程控制，2，本章内容如下：一、温度对发酵过程的影响和控制，二、pH对发酵过程的影响和控制，泡沫对发酵的影响和控制，四、CO2浓度和呼吸机五、流程种子文件的控制，三、第一节温度对发酵的影响和控制对于对数生长的长期微生物，在最佳范围内提高培养温度，有利于菌体生长的生长后期的微生物，其生长速度主要取决于溶解氧，而不是温度。5、2、温度对发酵代谢产物的影响，1、温度影响产物合成的速度和产量。 2温度可以改变菌体代谢产物的合成方向。 3温度会影响多成分次级代谢产物的成分比例。 4温度通过改变发酵液的物理性质，间接地影响菌的生物合成。 6、3、发酵热、发酵热：由发酵过程产生的热、(生物热

2、、搅拌热、蒸发热、辐射热)、7、生物热(q生物): 合成高能化合物ATP合成物作为热散发，8、搅拌热(q搅拌)蒸发热(q蒸发)辐射热(q辐射) q发酵=Q生物q搅拌- Q蒸发- Q辐射，9、4 因为菌生长的最佳温度不一定适合生成物的合成。 例如，青霉素产生菌的最佳生长温度为3.0，青霉素合成的最佳温度为2.0。1.0、温度的选择可参照其他发酵条件，通气条件、培养基成分和浓度、1.1、第二节pH对发酵过程的影响和锥特罗尔、1，pH影响酶催化剂活性，2)pH影响微生物胞质膜带电状态，改变胞质膜的渗透性，微生物影响营养物质的吸收和代谢产物的排泄。 1.2，4 ) ph值的差异常常导致细胞代谢过程的差

3、异，从而改变代谢产物的质量和比例。 3 )影响培养基中某些成分和中间产物的解离，影响微生物对这些个的物质利用。 例如，曲霉在pH2-3中发酵产生柠檬酸，pH接近中性时产生草酸。 1.3、二、发酵过程中pH值的变化和影响因素、生长阶段： pH值有上升或下降的趋势(对接种后的pH值)生产期： pH值稳定的自溶解阶段： pH值上升、1.4、引起pH值下降的因素： (导致酸性物质的生成和释放以及碱性物质的消耗的发酵，pH值下降)，1 ) 培养基中氮的比例不合适，碳源过多，特别是葡萄糖过多，或者中间补糖过多，溶解氧不足，有机酸大量蓄积，pH降低。 2 )消泡油过多3 )大姨妈酸性物质的存在、利用阿摩尼亚

4、、pH降低、引起1.5、pH上升的主要原因： (导致盐化学基性物质的生成和放出、酸性物质的消耗的发酵，pH上升)；1 )培养基中的氮的比例不适当、氮源过多、氨基氮放出、pH上升2 )大姨妈盐化学基性物质的存在3 )中间补充材料中的试剂氨水和尿素等盐化学基性物质的添加过多的话，pH值就会上升。1.6、三、发酵过程pH的调节和控制，1碳酸钙元素添加法2阿摩尼亚水流加； 3尿素流加、1.7、第三节泡对发酵的影响和联合特罗尔、不良影响： 1降低发酵罐投入系数，提高两细菌的不均匀性，增加了污染杂菌的机会。3引起“脱液”，引起产物流失的4个防沫剂的添加可能影响发酵产量，影响下游的分离纯化，1.8，1，泡沫

5、类型出现在发酵液液面存在的粘稠菌丝发酵液中，在1.9，2，发酵过程上形成和改变泡沫，影响因素通气， 搅拌强度培养基配方和产品材料组成培养基的灭菌方法和操作条件，如糖蜜培养基从110上升到130 (全部为3.0份)，发泡系数加倍，2.0 3、泡沫化学消泡机械消泡、2.1 1化学消泡(1)化学消泡反应历程，1 )降低泡沫机械强度、2 )降低液膜表面粘度使液膜液体流失，使泡沫破裂，2.2、化学消泡的优点源起着广泛的作用，快速可靠，无需改造消泡效率高的现有设备就容易实现自动控制，2.3，(2)防沫剂的特点是界面激活剂，且必须具有低的表面张力，消泡作用快，效率高。 在气液界面的散布系数在一盏茶大，具有一

6、定的亲水性。 由于在水中的溶解度小，维持持续的消泡或消泡性能。 对发酵过程无毒，对人和家畜无害，对云同步无菌细胞生长和代谢影响，对产物的提取和产品品质无影响。 希望不妨碍溶解氧、pH等量测仪器的使用，不影响氧的传递。 忍耐高压蒸汽灭菌不变，设备不受腐食性影响方便，价格低廉。2.4、1 )天然油脂、常用豆油、玉米油、米糠油(可兼作碳源)、2 )聚醚类、3 )高级醇类、脂肪酸和酯类化合物类、主要是辛醇类、4 )硅酮类、单独使用效果差，经常与分散剂(微晶二氧化硅)一起使用2.6，2机械性地消泡，机械性的力引起强烈的振动和压力变化，泡沫破裂，用机械性的力分离回收排气瓦斯气体中的液体。 2.7，理想的机

7、械消泡装置：动力小结构简单结实的清洗，杀菌维修费用少，2.8，机械消泡方法箱内消泡：耙式消泡板，旋转圆板式，气流吸引式，冲击反射板式，盘式，医学超声等机械消泡装置。 罐外消泡：旋转叶片式、喷雾式、离心式、汽车转向系统大板块式等机械消泡装置。2.9、第四节CO2浓度和呼吸商、第一、CO2对菌体生长和产物形成的影响CO2对氨基酸、抗生素等产品发酵有抑制或刺激作用的CO2对细胞球的作用机制：在“麻醉”作用工业发酵罐内的二氧化碳分压为液体深度的函数，3.0、2、呼吸商与发酵的关系，3.1、 青霉素发酵的不同阶段：菌体生长阶段： RQ0.909维持阶段： RQ=1生产期： RQ=4生成物的还原性大于基质

8、时，RQ值增加，相反，生成物的氧化性大于基质时，RQ值减少，其背离的程度取决于单位菌体利用基质形成生成物的量。 控制3.2、三、CO2浓度控制二氧化碳浓度取决于对发酵的影响。 通气搅拌控制二氧化碳浓度； 二氧化碳的产生与膳食补充剂的控制密切相关，在3.3、第五节流中加入膳食补充剂的控制，1 .可以抑制底物，抑制产物的种子文件反应，解除代谢产物的分解阻碍作用；2 .一次摄入过多，导致细胞球大量增长， 避免氧气过多而形成山谷的现象3 .可以作为控制细胞球质量的手段4 .作为理论研究的手段，可以为自动控制和最优控制提供实验基础的优点：3.4，1，补充剂的内容和原则， 1、补充剂的内容微生物能量和碳源补充菌体所需要的氮气源是添加微量元素体或无机盐的前驱物、诱导剂等，3.5、2补充剂的原则、补充剂的原则是控制微生物的中间代谢，向有利于产物积累的方向发展。 为了有效地进行中间辅料，必须选择合适的种子文件反馈控制残奥仪，了解这些个的残奥仪与微生物代谢、菌体生长、基质利用及产物形成的关系。、3.6