第四章 发酵工程 - 资料中心 - 生物在线.pptVIP

第八章 发酵罐的比拟放大 ;;二、比拟放大的依据;;三 比拟放大和它的基本方法;;在发酵工程中是否适用和发酵工程中所用的比拟放大方法;;发酵过程的控制和监测 ;一、发酵过程的监测内容与方式 ;发酵过程的参数检测意义 ;（一）发酵过程监控的主要指标 ;(二)监控方式 ; 关于控制方式，有手动控制和自动控制两类。 1．手动控制：这是最简易的控制方法。例如，调节发酵温度，通过控制发酵罐夹套的冷却水(或蒸汽)流量来调节发酵液的温度。手动控制方法简单，不需特殊的附加装置，投资费用较少，劳动强度较大，控制的合适也可减少误差。 2． 自动控制：采用自动控制时，必须使测定元件产生输出信号并用仪表监视。如测定温度时，可用热电偶代替温度计，并与控制部分相连，控制部分再产生信号驱动执行元件进行操作。 ;二、发酵过程的常规监控 ;1．温度 ; 最简单的温度测定方法是观察发酵罐罐壁上的温包内的温度计。然后，对照工艺规程，罐温偏高时，开启自来水(或冷却水)的阀门，使发酵液温度降至规定的温度。升温或降温终了时，应注意出现滞后现象。适时合理的控制往往需要一定的经验和技巧。; 温度自控方法，可采用热电偶或热变电阻器或金属电阻温度计，这些热敏感元件都能将温度变化转变成电信号，然后与控制仪表相连，并且经各类控制开关或回路将指令传给执执行元件，同样可以开启或关闭冷却或加热装置，使罐温维持恒定。 ;2．pH值 ; 测定pH的方法： a.通常可用pH试纸测定; b.精确的则用pH计测定。 目前已有可经消毒的pH电极装入发酵罐内定时直接测定培养基的pH，同时还可以与控制仪表连结，通过回路系统控制阀门或泵进行pH调节。;3．泡沫的检测和控制;4．罐压 ;单圈弹簧管压力计是最常用的压力表，一般安装在发酵罐和过滤器的顶部，它所指示的数字是表示高于大气压的压力数。 控制压力的方法，一般为调节进口或出口阀门，改变进入或排出的空气(或气体)量，以维持工艺规程所需的压力。 在自动控制的发酵罐中，可选用霍尔效应压力计或各种远传式压力计，它们可以将压力转变成各种电信号然后与仪表联接，后者根据压力大小，反馈控制阀门的开关，达到调节的目的。; 5．空气流量 ;主要表现为气体的表面线速度(V)与溶氧系数(KLa)成正比，由于通气量增大，有利于提高溶氧速率，但如果加大通气量而不维持原有搅拌功率，则由于增加通气量，使发酵液密度下降，从而导致搅拌功耗下降，而搅拌功耗对提高溶氧的影响将更为显著。因此，如果加大通气量而不维持原有搅拌功率时，对提高溶氧并不十分有效。; 测定空气流量最简便的方法是转子流量计。 它是—种结构简单、直观、压力损失小、维修方便的仪器；通常直接安装在发酵罐的排气管道上。 转子流量计基本上由两个部件组成，一件是从下向上逐渐扩大的锥形管；另—件是置于锥形管中可以上下自由移动的转子，当流量足够大时，气流产生的作用力能将转子托起并使之升高，流量的大小决定了转子平衡时所在位置的高低。因此，可以从已知刻度上测出空气流量。 空气流量调节是通过开启阀门实现的。;6．搅拌转速 ;搅拌影响溶氧系数主要有3个方面： ; 目前试验用小型发酵罐都采用变速马达，因此可以根据发酵工艺需要(主要是取决于溶氧速率的需要)调节搅拌转速。 国内工业规模发酵罐所用马达多数为固定转速，通过变速箱或皮带??进行减速。因此在发酵过程中，一般是无法调整搅拌速度的。 如果在大型发酵罐上采用变速马达，虽然一次投资费用较大些，但是可以在发酵过程中根据不同时期微生物对氧需要进行调节搅拌转速，这样将使生产过程更科学、合理和经济。