- 1、本文档共119页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
本章内容 发酵过程控制概述 温度对发酵的影响及其控制 pH对发酵的影响及其控制 溶解氧对发酵的影响及其控制 CO2和呼吸商对发酵的影响及其控制 基质浓度对发酵的影响及补料控制 通气搅拌对发酵的影响及其控制 泡沫对发酵的影响及其控制 高密度发酵及过程控制 发酵终点的检测与控制 自动控制技术在发酵过程控制中的应用 发酵过程控制概述 1. 过程控制的重要性 2. 发酵过程控制的一般步骤 3. 参数检测 1. 过程控制的重要性 过程控制的意义:最佳工艺条件的优选(即最佳工艺参数的确定)以及在发酵过程中通过过程调节达到最适水平的控制。 2. 发酵过程控制的一般步骤 确定能反映过程变化的各种理化参数及其检测方法 ? 研究这些参数的变化对发酵生产水平的影响及其机制, 获取最适水平或最佳范围 ? 建立数学模型定量描述各参数之间随时间变化的关系 ? 通过计算机实施在线自动检测和控制,验证各种控制 模型的可行性及其适用范围,实现发酵过程最优控制 3. 参数检测 代谢参数按性质可分为三类: 生物参数:菌丝形态、菌体浓度、菌体比生长速率、呼吸强度、摄氧率、关键酶活力等 物理参数:温度、搅拌转速、罐压、空气流量、溶解氧、表观粘度、排气氧(二氧化碳)浓度等 化学参数:基质浓度(包括糖、氮、磷)、 pH、产物浓度、核酸量等 参数按获取方式可分为两类: 直接参数:如T、pH、罐压、空气流量、搅拌转速、溶氧浓度等 间接参数:将直接参数通过公式计算获得的。如摄氧率(γ)、呼吸强度(QO2)、比生长速率(μ) 、体积溶氧系数(KLa)、呼吸商(RQ)等。 参数的测量形式: 离线测量:基质(糖、脂类、无机盐等)、前体和代谢产物(抗生素、酶、有机酸、氨基酸等) 在线测量:如T 、pH、DO、溶解CO2、尾气CO2、黏度、搅拌转速等 优点:及时、省力,可从繁琐操作中解脱出来,便于计算机控制。 困难:传感器要求较高。 对传感器的要求: 能经受高压蒸汽灭菌; 探头材料不易老化,使用寿命长; 传感器及其二次仪表具有长期稳定性; 最好能在过程中随时校正,灵敏度好; 解决探头敏感部位被物料(反应液)粘住、堵塞 问题; 安装使用和维修方便; 价格合理,便于推广。 参数检测方法 温度测量 感温元件:热电偶(温度信号→ 电信号) 二次仪表:将热电偶输出的电信号转换成 被测介质的温度值 搅拌转速和搅拌功率的测量 搅拌转速:磁感应式,光感应式, 测速电机; 搅拌功率:功率表 空气流量测定 体积流量型: 会引起流体能量损失,受温度和压力变化的影响; ①同心孔板压差式流量计; ②转子流量计。 质量流量型: 根据流体固有性质(质量、导电性、热传导性能)设计的流量计。 罐压测量 压力表 压力传感器 pH测量 复合pH电极 pH测量仪器 溶解氧的测量 化学法 极谱法 复膜氧电极法 细胞浓度的测量 化学法:如DNA、RNA分析等 物理法:如重量分析、分光光度分析、 浊度分析等 新技术:以电容法为测量原理的在线 活细胞浓度测量传感器 温度对发酵的影响及其控制 1. 影响发酵温度的因素 2. 温度对微生物生长的影响 3. 温度对基质消耗的影响 4. 温度对产物合成的影响 5. 最适温度的选择与控制 影响发酵温度的因素(1)发酵热 发酵过程中所产生的热量,叫做发酵热。 Q发酵=Q生物+Q搅拌-Q蒸发-Q辐射 (2) 生物热 来源 :微生物对营养物质的分解所释放的能量 影响因素: 菌株 发酵时期 培养基成分 生物热与其它参数的关系 ①呼吸强度QO2 ②糖利用速率 2. 温度对微生物生长的影响 当μα时,α可忽略,微生物处于生长状态。μ、α皆与T有关,其关系均可用阿累尼乌斯公式描述: 在其最适温度范围内,生长速率随温度升高而增加,当温度超过最适生长温度,生长速率随温度增加而迅速下降。 不同生长阶段的微生物对温度的反应不同 处于延迟期的细菌对温度的影响十分敏感。 对于对数生长期的细菌,如果在略低于最适温度的条件下培养,即使在发酵过程中升温,则升温的破坏作用较弱。 处于生长后期的细菌,其生长速度一般主要取决于溶解氧,而不是温度。 Righelato假定: m-维持因子,
文档评论(0)