发酵工艺的控制课件.pptVIP

7.3.3發酵過程中泡沫的控制★機械消沫★化學消沫（消沫劑消沫）（1）機械消沫原理：利用物理作用，靠機械的強烈振動或壓力的變化促使泡沫破碎。優點：節省原材料，不會增加下游工段的負擔，減少染雜菌。缺點：效率不高（作為消沫的輔助方法），不能從根本上消除泡沫成因。例如：耙式消泡槳裝在發酵罐的攪拌軸上，槳上的齒面略高於液面，靠軸的旋轉帶動來打碎泡沫，起到消泡的作用。罐內機械消沫罐內機械消沫通過噴頭將含氣泡的培養液噴向轉向板，使其破裂，然後再流回發酵罐。罐外機械消沫罐外機械消沫（2）化學消沫★化學消沫的機理：化學消沫劑是表面活性劑。一般好的消沫劑應同時具備降低液膜的機械強度和表面粘度這兩種性能。★常用的消沫劑（溶解度較小、分散性較差的高分子化合物）：a)天然油脂類：玉米油、豆油、菜油及豬油等b)高級醇類：十八醇、聚二醇等c)聚醚類：聚氧丙烯甘油、聚氧乙烯氧丙烯甘油（“泡敵”）等d)矽酮類：聚二甲基矽氧烷及其衍生物e)氟化烷烴★消沫劑的使用方法：a)機械分散、或借助分散劑b)與載體一起使用c)多種消沫劑並用d)利用乳化劑增強消沫劑的消沫作用（2）化學消沫7.4發酵染菌的防治及處理染菌是發酵生產中的一個致命弱點，輕者影響了生產產品的收率和產品品質，重者會導致“倒罐”，造成嚴重的經濟損失。★連續攪拌★供給無菌空氣、排放多餘空氣★多次添加消沫劑、補充培養基★定時取樣分析目前：提高生產技術水準，盡可能防止發酵染菌的發生，而且一旦發生染菌，要能儘快找出其污染的原因，並採取相應的有效措施，把發酵染菌造成的損失降低到最小。7.4.1染菌的途徑分析●種子包括進罐前菌種室階段出問題●培養基的配製和滅菌不徹底●設備上特別是空氣除菌不徹底和過程控制操作上的疏漏7.4.2染菌的判斷和防治◆鏡檢◆無菌試驗◆一些狀態參數，如溶氧變化、排氣中的CO2含量等◆異常現象，如菌體生長不良、耗糖慢、pH值異常變化、發酵過程中泡沫的異常增多、發酵液的顏色異常變化、代謝產物含量的異常下跌、發酵週期的異常延長、發酵液的粘度異常增加等▲造成發酵染菌的原因有很多，且常因工廠不同而有所不同，但設備滲漏、空氣中有雜菌、種子帶菌、滅菌不徹底和技術管理不善等是造成各廠污染雜菌的普遍原因。▲一般，從染菌的種類可大致判斷其來源▲對抗生素發酵染菌：前期——原則上可適當改變生長參數，使有利於生產菌而不利於雜菌的生長，或加入某些抑制雜菌的化合物。中後期——除非是噬菌體通常後果不會那麼嚴重。7.4.3染菌的挽救或處理（1）種子培養期染菌的處理種子受到雜菌污染後，應經滅菌後棄之，並對種子罐、管道等進行仔細檢查和徹底滅菌。同時採用備用種子。（2）發酵前期染菌的處理如培養基中的碳、氮源含量還比較高時，終止發酵，將培養基重新進行滅菌處理後再用；否則，補充新鮮培養基，再進行滅菌處理。也可採取降溫培養、調節pH值、調整補料量、補加培養基等措施。（3）發酵中、後期染菌的處理加入適當的殺菌劑或抗生素，以抑制雜菌的生長，也可採取降低培養溫度、降低通風量、停止攪拌、少量補糖等其他措施。若產物含量已達一定值，也可放罐。廢液應加熱滅菌後才能排放。（4）染菌後對設備的處理徹底清洗發酵罐，並加熱滅菌後才能使用。也可用甲醛薰蒸或甲醛溶液浸泡12h以上等方法進行處理。7.4.3染菌的挽救或處理7.5發酵終點的判斷產率、得率、發酵係數、高的產物濃度◆如要提高總產率，則必須縮短發酵週期。即在產率降低時放罐。◆放罐時間對下游工序有很大的影響。放罐過早，會殘留過多養分，增加提取工段的負擔；如放罐過晚，菌絲自溶，不僅會延長過濾時間，還可能使一些不穩定的產物濃度下跌，擾亂提取工段。◆臨近放罐時加糖、補料或消沫劑要慎重。發酵類型不同，要求達到的目標也不同，因而對發酵終點的判斷標準也應有所不同。引起培養液的pH發生波動的因素引起pH下降的因素：1）培養基中碳、氮比例不當，碳源過多，特別是葡萄糖過量，或者中間補糖過多加之溶解氧不足，致使有機酸大量積累2）消沫油加得過多3）生理酸性物質的存在引起pH上升的因素：1）氮源過多2）生理鹼性物質存在3）中間補料中氨水或尿素等的鹼性物質加入過多（3）最適pH的選擇和調節選擇最適pH的原則：既有利於菌體的