发酵动力学模式和发酵方法.pptVIP

群体生长速率与临界底物浓度的关系 学习文档 2，活塞流反应器 这是一种不均一的管状反应器，培养基由反应器的一端流入，而从另一端流出。 在这种反应器中，没有返混现象，因而，反应器内的培养基呈极化状态，在其不同的部位，营养物的成分、细胞数目、传质效果、氧供应和生产量都不相同。对于这类反应器，在其入口处，加入物料的同时也必须加入微生物细胞。通常是在反应器的出口处装一支路，使细胞返回，也可以来自另一连续培养装置(种子供应系统)。 学习文档 恒化器(A)、恒浊器(B)和活塞流反应器(c)中的连续发酵 学习文档 另外，这种反应器常用于固定化菌和固定化细胞所催化的反应，这时就无需再在进料口处加入催化剂。 学习文档 连续培养在生产上的应用还很有限的原因 ①许多方法只能连续运转20一200小时，而工业系统则要求必须能稳定运行500一1000小时以上； ②工业生产规模长时间保持无菌状态有一定困难； ③连续培养所用培养基的组成要保持相对稳定，这样才能取得最大产量，而工业培养基的组成成分，如玉米浆、蛋白胨和淀粉等，在批与批之间有时会出现较大变化； ④当使用高产菌株进行生产时，回复突变可能发生。在连续培养过程中，回复突变的菌株有可能会取代生产菌株而成为优势菌株。 学习文档 连续发酵分类 开放式连续发酵系统 ：单罐均匀混 合连续发酵、多罐均匀混合连续发酵、管道非均匀混合连续发酵、塔式非均匀混合连续发酵 封闭式连续发酵系统： 学习文档 连续发酵类型 类 型 开放式(菌体取出) 封闭式(菌体不取出) ? ? 单罐 多罐 单罐 多罐 均匀混合 非循环 搅拌发酵罐 搅拌罐(串联) 透析膜培养 ? 循环 搅拌发酵罐(菌体部分重复使用) 搅拌罐串联(菌体部分重复使用) 搅拌发酵罐(菌体100％重复使用) 搅拌发酵罐串联(菌体100％重复使用) 非均匀混合 非循环 管道发酵器塔式发酵罐 塔式发酵罐装有隔板的管道发酵器(卧式、立式) 塔式发酵罐(菌体100％重复使用) 塔式发酵罐(菌体100％重复使用) 循环 管道发酵器塔式发酵罐(菌体部分重复使用) 塔式发酵罐装有隔板的管道发酵器(菌体部分重复使用) 管道发酵器(菌体100％重复使用) 塔式发酵罐装有隔板的管道(菌体100％重复使用) 学习文档 1．开放式连续发酵 在开放式连续发酵系统中，培养系统中的微生物细胞随着发酵液的流出而一起流出，细胞流出速度等于新细胞形成速度。因此在这种情况下，可使细胞浓度处于某种稳定状态。 另外，最后流出的发酵液如部分返回(反馈)发酵罐进行重复使用，则该装置叫做循环系统，发酵液不重复使用的装置叫做不循环系统。 学习文档 (1)单罐均匀混合连续发酵：培养液以一定的流速不断地流加到带机械搅拌的发酵罐中，与罐内发酵液充分混合，同时带有细胞和产物的发酵液又以同样流速连续流出。如果用一个装置将流出的发酵液中部分细胞返回发酵罐，就构成循环系统。 学习文档 (2)多罐均匀混合连续发酵：将若干搅拌发酵罐串联起来，就构成多罐均匀混合连续发酵装置。新鲜培养液不断流人第一只发酵罐，发酵液以同样流速依次流人下一只发酵罐，在最后一只罐中流出。多级连续发酵可以在每个罐中控制不同的环境条件以满足微生物生长各阶段的不同需要，并能使培养液中的营养成分得到较充分的利用，最后流出的发酵液中细胞和产物的浓度较高，所以是最经济的连续方法。 学习文档 (3)管道非均匀混合连续发酵：管道的形式有多种，如直线形、S形、蛇形管等。培养液和从种子罐来的种子不断流入管道发酵器内，使微生物在其中生长。 这种连续发酵的方法主要用于厌氧发酵。如在管道中用隔板加以分隔，每一个分隔等于一台发酵罐，就相当于多罐串联的连续发酵。 学习文档 (4)塔式非均匀混合连续发酵： 塔式发酵罐有两种：一种是用多孔板将其分隔成若干室，每个室等于一台发酵罐，这样一台多孔板塔式发酵罐就相当于一组多级串联的连续发酵装置。另一种是在罐内装设填充物，使菌体在上面生长，这种形式仍然属于单罐式。 学习文档 2．封闭式连续发酵 在封闭式连续发酵系统中，运用某种方法使细胞一直保持在培养器内，并使其数量不断增加。这种条件下，某些限制因素在培养器中发生变化，最后大部分细胞死亡。因此在这种系统中，不可能维持稳定状态。 封闭式连续发酵可以用开放式连续发酵设备加以改装，只要使全部菌体重新循环使用。 另一种方法是采用间隔物或填充物置于设备内，使菌体在上面生长，发酵液流出时不带细胞或所带细胞极少。 学习文档 透析膜连续发酵是一个新方法，它是采用一种具有微孔的有机膜将发酵设备分隔，这种膜只能通过发酵产物，而不能通过菌体细胞。 将培养液连续流加到发酵设备的具有菌体的间隔中，微生物的代谢产物就通过透