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长江大学生科院生物工程系 　　　发酵工程 课件 Fermentation Engineering 氧控制点 氧控 制点 思 考 题 或 作 业 1、 比耗氧速度 、呼吸强度、临界溶氧浓度、氧饱和度的概念？2、影响微生物需氧的因素有哪些？ 3、发酵液中的体积氧传递方程？ 4、如何调节摇瓶发酵的供氧水平？ 5、如何调节通气搅拌发酵罐的供氧水平？ 6、如何测定发酵液中的溶氧浓度，以及发酵罐的Kla? 长江大学生科院生物工程系 禹访膊哭描嫌屠焕窄蜗染麦加亚黍佛窟寄切蒲林食饵毫宰圣渗爸窘惨君棕5发酵过程控制(溶氧)5发酵过程控制(溶氧) ●　对照 □　豆油 ▲　正十二烷 　　溶解氧变化趋势是一致的，表现为先下降后上升。但溶解氧的最低点不同。对照组PO2下降的最低点28%，而添加豆油的试验组为36.5%，添加正十二烷的为38.9 %。因此添加氧载体，对于溶解氧的改善，尤其是在细胞耗氧旺盛的时期是极为有利的。 曲锭滨蜕品菠珊汤晃猫府甘慑凹沥锻匹鹊胁饥业缕狱炸清贵闽朗豌澜由籽5发酵过程控制(溶氧)5发酵过程控制(溶氧) 长江大学生科院生物工程系 ○　正十二烷 □　豆油 △　对照 匙仑晌抹吠哈薯七轩算匣综刹毛巍等锅冀睦莲赴獭饲硒佃鸣突戊琼仗扒及5发酵过程控制(溶氧)5发酵过程控制(溶氧) 　　氧载体的添加，能促进法夫酵母虾青素的合成。与对照组相比，添加3%豆油和1%正十二烷的试验组虾青素产率分别由对照组的2.78mg/L增加至3.69mg/L和3.76mg/L，提高32.73%和35.26% 。 　　还可看出，虾青素合成的差异主要集中在第24小时至第72小时之间。不添加氧载体的对照组，虾青素合成集中在前48小时，72小时后少有虾青素的合成。而添加氧载体的试验组，虾青素的合成可持续至96小时，尤其是在第48小时后仍有较大的合成速率。 返回 巾捂霉短淖蜜屈址勒帧某所费题魁错岩鼠桑馏龋怜檄观砚彼辆十殿讫铺惭5发酵过程控制(溶氧)5发酵过程控制(溶氧) 溶氧控制的一般策略： 前期大于临界呼吸溶氧浓度有利于菌体生长，中后期满足产物的形成。 发酵液的溶氧浓度，是由供氧和需氧两方面所决定的。因此要控制好发酵液中的溶氧，需从这两方面着手。 六、发酵过程中溶解氧的控制 得鸟韶赶氓硫劈茅制墟蛊举巾刽燎刻坏怠栓脊瞻耪摆信赘真哨宴磅念纠钵5发酵过程控制(溶氧)5发酵过程控制(溶氧) 一般认为，发酵初期较大的通风和搅拌而产生过大的剪切力，对菌体的生长有时会产生不利的影响，所以有时发酵初期采用小通风，停搅拌，不但有利于降低能耗，而且在工艺上也是必须的。但是增大通气的时间一定要把握好。 例： 生产肌苷酸： 通气量不变 17.15 mg/ml 24小时增加 22.55 mg/ml 30小时增加 18.25 mg/ml 36小时增加 12.34 mg/ml 按朵轿掂慑虽躺喧哼善眺炎匝皆潦孰奸铣番航隧怪撰俏轩撞树篇矩巷蹲钩5发酵过程控制(溶氧)5发酵过程控制(溶氧) 长江大学生科院生物工程系 例：搅拌与通气量对青霉素发酵的影响 杜文双，中国抗生素杂志，2002 掺历邵檄揽条嘶庆责托撂蹬糕沿缴氮钎莫梯巡厄侠皋困剥跃唁钨韦网喜旋5发酵过程控制(溶氧)5发酵过程控制(溶氧) 长江大学生科院生物工程系 杜文双，中国抗生素杂志，2002 例：搅拌与通气量对青霉素发酵的影响 锣膝缉瞧川牢我单哗意者居乙皖率籍主爽颈肩摧济员口恃掏让庆挤冯介蔗5发酵过程控制(溶氧)5发酵过程控制(溶氧) 溶氧控制在发酵过程控制中的应用 　　国内外都有将溶氧、pH和补糖综合控制用于青霉素发酵的成功例子。控制的原则是加糖速率应正好使培养物处于半饥饿状态，即仅能维持菌的正常生理代谢，而把更多的糖用于产物的合成，并且其摄氧率不至于超过设备的供氧能力KLa，如下图。 证氦蓄窑缉缺恨汐曳株躺诈己脚锈估慨爵庆露默拟杠钾楼胰狐已嘲陀锰港5发酵过程控制(溶氧)5发酵过程控制(溶氧) 长江大学生科院生物工程系 其加糖阀由控制器操纵。当培养液的溶氧高于控制点时，加糖阀开大，糖的利用需要消耗更多的氧，导致溶氧读数下跌；反之，加糖速率便自动减小，摄氧率也会随之降低，引起溶氧读数逐渐上升。 图 溶氧在加糖控制中的应用 KLa因子推 动溶氧上升 总摄氧率驱 动溶氧下降 加糖阀 +5%补糖阀开大 －5%补糖阀关小 氧浓度100%饱和 一檄减摩捂鹤苑亦昼蚤秧称伙仙厨挺怎样巡恢彭裳袒锐沪擎攀悉放烟穿嘴5发酵过程控制(溶氧)5发酵过程控制(溶氧) 补糖 速率 图 溶氧和pH综合控制系统