生物技术制药第二章发酵工程.ppt

三、发酵过程中的中间分析项目发酵液中发酵产物的积累，以发酵单位表示化学测定法：简单，但受结构类似物的影响，发酵过程中采用。生物测定法：麻烦，人为误差大。发酵终点采用030102产量中大型发酵罐装有供维修、清洗的入孔罐顶装有窥镜和孔灯，在其内面装有压缩空气或蒸汽吹管罐顶接管：进料管、补料管、排气管、接种管、压力表接管罐身接管：冷却水进出管、空气进管、温度计管和测控仪器接口罐体表面各种装置：（二）发酵辅助设备无菌空气系统：过滤除菌（使用活性炭，石棉滤板，多孔合成树脂等）灭菌系统发酵车间的管道阀门等发酵对无菌空气的要求是：无菌，无灰尘，无杂质，无水，无油，正压等几项指标；发酵对无菌空气的无菌程度要求是：只要在发酵过程中不因无菌空气染菌，而造成损失即可。在工程设计中一般要求1000次使用周期中只允许有一个菌通过，即经过滤后空气的无菌程度为N=10-3020103高空取气管是远离地面几十米的管子。地面附近空气中所含的微生物和灰尘等均比高空空气中含的多，每升高10米，空气中杂菌可降低一个数量级因此从高空取气要比从低空取气有利得多。油水分离器其内部同时采用直接拦截，惯性碰撞，布朗扩散及凝聚等机理，能有效地去除空气中的水、油雾、尘埃，内部不锈钢丝网可清洗，使用寿命长。发酵车间的空气过滤器C源：22%无机盐：40%N源：38%培养基前体，促进剂，抑制剂68%二、培养基和灭菌1发酵培养基：迟效与速效的C,N源搭配，加前体等32种子培养基：速效的C,N源，与发酵培养基过渡孢子培养基：一般用固体培养基，N源不能丰富如：小米或麸皮培养基2.培养基的类型空罐灭菌：高压水蒸气，消灭死角当培养基（或物料）尚未进罐前对罐进行预先灭菌蒸汽下进上出（二）灭菌方法实罐灭菌：效果最好，121度，30-50分钟01三路进汽：直接蒸汽从通风、取样和出料口进入罐内直接加热，直到所规定的温度，并维持一定的时间。023.连续灭菌：营养破坏最少，128-138度，8-12分钟。发酵的流程空气净化处理斜面活化种子罐灭菌成品空气产物分离纯化保藏菌种扩大培养碳源、氮源、无机盐等营养物质主发酵010203种子扩大培养是指将保存在砂土管、冷冻干燥管中处休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后，再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养,最终获得一定数量和质量的纯种过程。这些纯种培养物称为种子。谷氨酸生产的种子制备斜面菌种→一级种子培养→二级种子培养→发酵二、种子的制备1、斜面培养基：蛋白胨1%，牛肉膏1%，氯化钠0.5琼脂2%，pH7.0-7.2培养基特点：有利于菌体的生长，原料比较精细培养条件：32℃，生长18-24小时生长斜面要求：生长良好，所使用斜面连续传代不超过3次2.一级种子（摇瓶）培养条件：于1000ml三角瓶中，装液200-250ml,32℃培养12h培养基：葡萄糖2%，尿素0.5%，玉米浆2.5%，K2HPO40.1%培养基特点：有利于菌体的生长，所使用的原料已经基本接近于发酵培养基1培养条件：在种子罐中培养（容积为发酵罐的1%(10%)），32℃培养7-10个小时2培养基：和一级种子相似，其中葡萄糖用水解糖代替，浓度为2.5%3培养基的特点：长菌体，更接近于发酵培养基3.二级种子(种子罐)种子制备的过程实验室阶段：不用种子罐，所用的设备为培养箱、摇床等实验室常见设备，在工厂这些培养过程一般都在菌种室完成，因此现象地将这些培养过程称为实验室阶段的种子培养。生产车间阶段：种子培养在种子罐里面进行，一般在工程归为发酵车间管理，因此形象地称这些培养过程为生产车间阶段。二、微生物的发酵方式分批培养补料分批培养连续培养简单的过程，培养基中接入菌种以后，没有物料的加入和取出，除了空气的通入和排气。整个过程中菌的浓度、营养成分的浓度和产物浓度等参数都随时间变化。A优点操作简单，周期短，染菌机会少，生产过程和产品质量容易掌握B缺点产率低，不适于测定动力学数据C一、分批发酵分批培养中微生物的生长迟滞期对数生长期稳定期死亡期对数生长期,当细胞内的与细胞分裂相关的物质浓度达到一定程度，细胞开始分裂，这时细胞生长很快。对于初级代谢产物，在对数生长期初期就开始合成并积累，而次级代谢产物则在对数生长期后期和稳定期大量合成。迟滞期，菌体没有分裂只有生长。随着细胞生长，培养液中的营养物减少，废物积累，导致细胞生长速率下降，进入减速期和