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综合实训一生物反应器的操作 一、目的要求: 1.掌握机械搅拌通风发酵罐的基本结构 (1)发酵罐主体 (2)蒸汽灭菌系统:正确把握各阀门的操作 (3)通气系统 (4)加热冷却循环系统:各管道联络关系 (5)搅拌动力系统 (6)智能控制系统 2.掌握发酵罐小试的基本操作,包括:培养基配制,灭菌,接种,参数设定 3.掌握发酵过程中的参数测定和在线控制,包括:pH,DO,温度,搅拌速度, 生物量,残糖含量,产物生成量,消泡,CO2。 4.运用所学知识分析发酵过程中的实验数据,讨论某一特定菌株的发酵规律。 二、实验试剂和仪器 1、解脂假丝酵母AS2.1379培养基的配制 培养温度:30℃ 培养时间:2天 (1)种子培养基 (100ml):蔗糖 2.0g, 蛋白胨 0.5g,NaCl 0.2g, K 2HPO 4 0.2g, 酵母浸膏 0.5g; (2)发酵培养基:(%,W/V): 豆油 4.0, 全脂豆粉 4.0, K2HPO4 0.1, KH2PO4 0.1. 2、主要试剂和原料 菜籽油、橄榄油、玉米油、叔丁醇、甲醇、NaOH、CuSO4 3、仪器 分光光度计、CRYOBANK TM 菌种保存管、摇床、电子天平、恒温培养箱、超 净 1 实验台、离心机、50ml 锥形瓶、培养皿、离心管、移液管、滴管、烧杯等 三、实验步骤 1、发酵罐操作步骤: (一)了解机械搅拌通分发酵罐的基本结构 (1).罐体 (2).发酵罐的搅拌系统 (3).空气供给系统 (4).温度控制系统 (5).pH控制系统 (6).过程变量的测量 (7).灭菌系统 (二)生物过程灭菌与发酵过程的操作 1、灭菌操作过程 2、发酵过程操作 (三)测量与控制系统 2、具体操作过程 1). 了解机械搅拌通分发酵罐的基本结构 2). 培养基的配制 3). 装料、灭菌 4). 溶氧电极“0”的标定 灭菌完毕,此时发酵罐中为100%水蒸气分压,标定溶氧为“0” 5). 降温冷却 6). 取样操作 旋松放料口螺旋阀门(开启方向与正常螺旋相反),打开取样阀,先弃掉约20- 30mL样液(为什么?),再收集30-50mL灭菌培养基液体,关闭放料阀、取样阀、样液 用已灭菌的4层纱布过滤样液(4℃冰箱保存),样液作用测定用。 7). 接种 当罐温降低至40℃以下时,采用火圈法接种摇瓶种子100mL。 火圈法接种:当各测量参数显示正常稳定时,就可进行接种(接种时应确保 实验室空气相对静止,如关掉电扇等。)·准备好合格的摇床菌种。·酒精盘 内放入无水酒精或酒精棉,点燃后安放于接种口,适当加大通气量或减小尾气流 量。·打开接种盖,将其放入干净器皿中。·将菌种瓶口放在火焰上烧一 ,并在火 焰上拔下瓶塞将菌种倒入发酵罐。将接种盖放在火焰上烧一 ,盖上接种盖。·按 工艺要求恢复罐压和通气量。 8). 溶氧电极“100”的标定 搅拌速度开至最大,通气量升至最大,标定溶氧为“100” 9).设定发酵参数,运行发酵指令 参数: 温度:30-35℃通气量:10-14L/min 维持正 : 0.02-0.03MPa 搅拌速度 100-250rpm pH 自然 3、发酵过程中相关参数的测定 需要记录的过程参数为: 1). pH 值的测定 (1)直接读取发酵罐中 pH 电极显示值 (2)用 pH 计测定待测液的 pH 值 2). 温度的测定 直接读取发酵罐中温度电极显示值 3). 通气量的测定 直接读取发酵罐中溶氧电极显示值 4). 搅拌速度 直接读取发酵罐中电机转速显示值