页数：76页文件大小：6.31 MB来源： 微生物与发酵工艺ppt课件
本课件梳理初级与次级代谢的代谢变化并列出十七项控制参数，逐一讲解温度、pH值、溶解氧、菌体浓度与基质的影响及控制，进而介绍补料分批发酵的作用与方式、泡沫消除、发酵终点判断与过程检测自控。
第六章发酵工艺过程控制微生物与发酵工艺
第六章发酵工艺过程控制第一节发酵过程中的代谢变化与控制参数第二节温度对发酵的影响及其控制第三节pH值对发酵的影响及其控制
第六章发酵工艺过程控制第四节溶解氧对发酵的影响及其控制第五节菌体浓度与基质对发酵的影响及其控制第六节CO2和呼吸商
第六章发酵工艺过程控制第七节补料的控制第八节泡沫对发酵的影响及其控制第九节发酵终点的判断第十节发酵过程检测与自控
工业发酵中往往要接入处于对数期(特别是中期)的菌体，以尽量缩短停滞期。
发酵过程中需要检测与控制的主要参数如下。
| 序号 | 控制参数 |
|---|---|
| 1 | pH值（酸碱度） |
| 2 | 温度（℃） |
| 3 | 溶氧浓度（DO值，简称溶氧） |
| 4 | 基质含量 |
| 5 | 空气流量 |
| 6 | 压力 |
| 7 | 搅拌转速 |
| 8 | 搅拌功率 |
| 9 | 黏度 |
| 10 | 浊度（OD值） |
| 11 | 料液流量 |
| 12 | 产物的浓度 |
| 13 | 氧化还原电位 |
| 14 | 废气中的氧含量 |
| 15 | 废气中的CO₂含量 |
| 16 | 菌丝形态 |
| 17 | （源文件未列出） |
源文件在第17项处截断，参数名称缺失，已标注待补充。
小型发酵罐
发酵液的黏度、基质和氧在发酵液中的溶解度和传递速率、某些基质的分解吸收速率等，都受温度变化的影响，进而影响发酵动力学特性和产物的生物合成。
通用式发酵罐
通用式发酵罐
第一类有谷氨酸、谷氨酰胺、精氨酸和脯氨酸等谷氨酸系氨基酸，它们在菌体呼吸充足的条件下，产量才最大，如果供氧不足，氨基酸合成就会受到强烈的抑制，大量积累乳酸和琥珀酸；第二类，包括异亮氨酸、赖氨酸、苏氨酸和天冬氨酸，即天冬氨酸系氨基酸，供氧充足可得最高产量，
第一类氨基酸是经过乙醛酸循环和磷酸烯醇式丙酮酸羧化系统两个途径形成的，产生的NADH量最多。因此NADH氧化再生的需氧量为最多，供氧愈多，合成氨基酸当然亦愈顺利。第二类的合成途径是产生NADH的乙醛酸循环或消耗NADH的磷酸烯醇式丙酮酸羧化系统，产生的NADH量不多，因而与供氧量关系不明显。
式中r——微生物的耗氧速率，mmol O2／(L·h)；——菌体的呼吸强度，mmol O2／(g干菌体·h)；c(X)——发酵液中菌体的浓度，g干菌体／L。
三、发酵过程溶氧的变化谷氨酸发酵时正常和异常的溶氧曲线红霉素发酵过程中溶氧和黏度的曲线
式中OTR——氧由气相向液相的传递速率(传氧速率，oxygen take rate)，mmol O2／(L·h)；KLα——液相体积氧传递系数，1／h；c*——液相饱和溶氧浓度，mmol O2／L；cL——液相实际溶氧浓度，mmol O2／L；OUR——菌的耗氧速率(摄氧速率，oxygen uptakerate)，mmol O2／(L·h)。
为了获得最高的生产率，需要采用摄氧速率OUR与传氧速率OTR相平衡时的菌体浓度，也就是传氧速率随菌浓变化的曲线和摄氧速率随菌浓变化的曲线的交点所对应的菌体浓度，即临界菌体浓度c(X)临。
选择最适碳源对提高代谢产物产量是很重要的糖对青霉素生物合成的影响试验
实验室连续培养系统示意图(a)恒化培养系统(b)恒浊培养系统1容器2控制阀3培养室4排出管5光源6光电池7流出液
对于已形成的泡沫，工业上可以采用机械消泡和化学消泡剂消泡或两者同时使用消泡。
生物传感器测量原理
cL=c*·DOT式中P——实际操作压力，Pa；c0*——在0.101325 MPa压力下的饱和溶氧浓度，mol／m3或mmol／L；c*——在实际操作压力P下的饱和溶氧浓度，mol／m3或mmol／L；cL——发酵液中溶氧浓度，mol／m3或mmol／L；DOT——溶氧传感器测量的溶氧压，％。
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