[医药卫生]生物工艺学第七章 发酵工艺控制1-2节.pdfVIP

第七章 发酵工艺控制 第七章 发酵工艺控制 引言； 引言； 发酵过程技术原理； 发酵过程技术原理； 发酵过程参数的检测； 发酵过程参数的检测； 发酵条件的影响及其控制： 发酵条件的影响及其控制： 温度； 温度； pH值 ； pH值 ； 溶解氧； 溶解氧； 二氧化碳； 二氧化碳； 泡沫； 泡沫； 补料 。 补料 。 发酵终点的判断； 发酵终点的判断； 发酵过程放大。 发酵过程放大。 第一节 引言 第一节 引言 •定 义： 原义：在厌氧条件下葡萄糖通过酵解 途径生成乳酸或乙酸等的分解代谢过程。 广义：微生物把一些原料养分在合适 的发酵条件下经特定的代谢转变成所需 产物的过程。 发酵过程控制是发酵的重要部分； 控制难点：过程的不确定性和参数的非线性； 同样的菌种，同样的培养基在不同工厂，不同 批次会得到不同的结果——发酵过程的影响因 素是复杂的； 了解和掌握分析发酵过程的一般方法对于控制 代谢是十分必要的； 控制发酵的流程：发酵规律——影响参数—— 参数的监测——参数的控制。 研究发酵动力学的步骤 研究发酵动力学的步骤 寻找能反映过程变化的各种理化参数； 寻找能反映过程变化的各种理化参数； 将各种参数变化和现象与发酵代谢规律联系起 将各种参数变化和现象与发酵代谢规律联系起 来，找出它们之间的相互关系和变化规律； 来，找出它们之间的相互关系和变化规律； 建立各种数学模型以描述各参数之间随时间变 建立各种数学模型以描述各参数之间随时间变 化的关系； 化的关系； 通过计算机的在线控制反复验证各种模型的可 通过计算机的在线控制反复验证各种模型的可 行性与适用范围。 行性与适用范围。 代谢变化就是反映发酵过程中菌体的生 代谢变化就是反映发酵过程中菌体的生 长，发酵参数（培养基，培养条件等） 长，发酵参数（培养基，培养条件等） 和产物形成速率三者间的关系。 和产物形成速率三者间的关系。 了解生产菌种在具有合适的培养基、pH、 了解生产菌种在具有合适的培养基、pH、 温度和通气搅拌等环境条件下对基质的 温度和通气搅拌等环境条件下对基质的 利用、细胞的生长以及产物合成的代谢 利用、细胞的生长以及产物合成的代谢 变化，有利于人们对生产的控制。 变化，有利于人们对生产的控制。 代谢曲线 代谢曲线 把发酵过程中菌体的生长，发酵参数 （培养基，培养条件等）和产物形成 速率三者随时间变化的过程绘制成 图，就成为所说的代谢曲线。 第二节 发酵过程技术原理 第二节 发酵过程技术原理 不同发酵方式下 代谢变化规律： 的 的 不同发酵方式下 代谢变化规律： 分批发酵； 分批发酵； 补料－分批发酵； 补料－分批发酵； 半连续发酵； 半连续发酵； 连续发酵。 连续发酵。 一、分批发酵 一、分批发酵 定义； 定义； 特点； 特点； 优缺点； 优缺点； 生长曲线； 生长曲线； 类型； 工艺流程。 工艺流程。 1、分批发酵的定义 1、分批发酵的定义 是指在一封闭系统内含有初始限量基质的 是指在一封闭系统内含有初始限量基质的 发酵方式。 发酵方式。 在这一过程中，除了氧气、消泡剂及控制 在这一过程中，除了氧气、消泡剂及控制 pH的酸或碱外，不再加入任何其它物质。 pH的酸或碱外，不再加入任何其它物质。 发酵过程中培养基成分减少，微生物得到 发酵过程中培养基成分减少，微生物得到 繁殖。 繁殖。 2