发酵工艺控制.ppt

一、泡沫对发酵的影响泡沫的持久存在影响着微生物对氧的吸收，妨碍二氧化碳的排除，因而破坏其生理代谢的正常进行，不利于发酵；使发酵液的装料系数减少。由于泡沫大量生成，致使培养液的容量一般只能等于种子罐容量的一半左右，大大影响了设备的利用率。大量的泡沫易造成逃液。增加污染杂菌的机会。造成巨大损失。第五节泡沫的影响及其控制第29页，共54页，星期日，2025年，2月5日二、泡沫的控制方法减少培养基中易起泡的成分减少培养基中粘度大的成分适当减少通气量及搅拌转速采用机械消泡（罐内装置和罐外装置）采用削沫剂消泡第30页，共54页，星期日，2025年，2月5日工业上常用的消泡剂天然油脂类玉米油、豆油、棉籽油、鱼油等高碳醇类十八醇、乙二醇聚合物聚醚类聚氧丙烯甘油、聚氧乙烯丙烯甘油硅酮类聚二甲基硅氧烷第31页，共54页，星期日，2025年，2月5日泡沫的检测和控制最简单的检测是定时在发酵罐视孔上观察泡沫产生情况，发现泡沫持续上升时，开启消泡剂贮罐的阀门，流加少量消泡剂，使泡沫消失即可。也可在罐内顶部装液位仪与控制仪表连结，用以控制消泡贮率阀门的开启。当泡沫上升接触探头顶端时产生的信号，通过控制装置，指令打开泵开关或阀门，自动加入消泡剂，泡沫消失，信号也随之消失，阀门关闭。第32页，共54页，星期日，2025年，2月5日消泡剂使用的注意事项：不能用量过大细密地扩散到泡沫效果好加入土温-80具有增效作用多种消泡剂并用第33页，共54页，星期日，2025年，2月5日溶氧(DO)是需氧微生物生长所必需。在发酵过程中有多方面的限制因素，而溶氧往往是最易成为控制因素。在28℃氧在发酵液中的100％的空气饱和浓度只有0.25mmol.L-1左右，比糖的溶解度小7000倍。在对数生长期即使发酵液中的溶氧能达到100％空气饱和度，若此时中止供氧，发酵液中溶氧可在几分钟之内便耗竭，使溶氧成为限制因素。第六节氧的供需及对发酵的影响第34页，共54页，星期日，2025年，2月5日第一节微生物对氧的需求一、描述微生物需氧的物理量比耗氧速度或呼吸强度（QO2）：单位时间内单位体积重量的细胞所消耗的氧气，mmolO2·g菌-1·h-1摄氧率(r)：单位时间内单位体积的发酵液所需要的氧量。mmolO2·L-1·h-1。r=QO2.X第35页，共54页，星期日，2025年，2月5日二、溶解氧浓度对菌体生长和产物形成的影响CCrQO2CLCCr:临界溶氧浓度,指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。第36页，共54页，星期日，2025年，2月5日一般对于微生物：CCr:＝1～15%饱和浓度例：酵母4.6*10-3mmol.L-1,1.8%产黄青霉2.2*10-2mmol.L-1,8.8%定义：氧饱和度＝发酵液中氧的浓度/临界溶氧溶度所以对于微生物生长，只要控制发酵过程中氧饱和度1.第37页，共54页，星期日，2025年，2月5日问题：一般微生物的临界溶氧浓度很小，是不是发酵过程中氧很容易满足。例：以微生物的摄氧率0.052mmolO2·L-1·S-1计，0.25/0.052=4.8秒注意：由于产物的形成和菌体最适的生长条件，常常不一样：头孢菌素卷须霉素生长5%(相对于饱和浓度）13%产物13%8%第38页，共54页，星期日，2025年，2月5日第1页，共54页，星期日，2025年，2月5日一、发酵过程检测控制的主要的参数

1、物理参数检测参数检测方法单位影响温度铂电阻热敏电阻℃μqPc*罐压(0.20.5×105Pa)隔膜传感器压敏电阻Pa保持正压，防止染菌O2及CO2的溶解度搅拌转数频率计数器r/minKla发酵液的均匀性搅拌功率(2-4KW/m3)功率计KwKla空气流量浮子流量计孔板差压计m3?h-1vvmKla粘度旋转粘度计Pa?sKla浊度浊度计%反映单细胞的生长料液的流量蠕动泵荷重传感器量筒L?h-1S第2页，共54页，星期日，2025年，2月5日发酵过程检测控制的主要的参数

2、化学参数检测参数检测方法单位影响及作用PH复