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红霉素发酵工艺控制及操作; 1. 概述
2. 温度的影响及其控制
3. pH的影响及控制
4. 溶氧的影响和控制
5. 泡沫的影响和控制
6. 红霉素发酵现场操作要点
7. 红色糖多孢菌各周期阶段形态
;1. 概述 ;一、发酵过程的方式;分批培养中微生物的生长规律;整理ppt;迟滞期:菌体没有分裂只有生长,因为当菌种接种入一个新的环境,细胞内的核酸、酶等稀释,这时细胞不能分裂。
对数生长期:当细胞内的与细胞分裂相关的物质浓度达到一定程度,细胞开始分裂,这时细胞生长很快,对于初级代谢产物,在对数生长期初期就开始合成并积累,
稳定期:随着细胞生长,培养液中的营养物减少,废物积累,导致细胞生长速率下降,进入减速期
死亡期:最后当细胞死亡速率大于生成速率,进入死亡期,而次级代谢产物则在对数生长期后期和稳定期大量合成。;1、 分批发酵(间隙发酵)
最简单的发酵过程,培养基灭菌后, 接入菌种,进行发酵, 除了空气的通入和排气外, 没有物料的加入和取出。
整个过程中菌的浓度、营养成分的浓度和产物浓度等参数都随时间变化。;2、补料分批培养 ;3、半连续培养;4、连续培养;二、发酵过程的代谢参数;发酵过程的主要控制参数;(4)空气流量(m3空气/(m3发酵液·min))
单位时间内单位体积发酵液里通入空气的体积,一般控制在1000~5400(m3空气/(m3发酵液·hr))
(5)粘度(Pa·s)
细胞生长或细胞形态的一种标志,反映发酵罐中的菌丝分裂情况,表示菌体的浓度。
;2. 化学参数
(1)pH (酸碱度)
发酵工艺重要的参数之一,与菌体生长和产物合成有密切关系。包括起始pH ,发酵过程中的pH 。
(2)基质浓度(g/L)
发酵液中糖、氮、磷等重要营养物质的浓度,对菌体的生长和代谢合成有重要影响,是产物代谢控制的重要手段。
(3)溶解氧浓度(饱和度,%)
溶解氧是好氧发酵的必备条件,通常用饱和百分度表示。
;3. 生物参数
(1)菌丝形态
菌丝形态是衡量种子质量、区分发酵阶段、控制发酵过程的代谢变化和决定发酵周期的依据之一。
(2)菌体浓度
菌体浓度是控制微生物发酵的重要参数之一。生产上,常常根据菌体浓度来决定补料量和供氧量,以保证生产达到预期水平。;生物发酵过程中重要控制点及影响;(一)微生物生长的三个温度基点;(二)微生物生长温度类型;整理ppt;温度对微生物生长的影响 ;★不同生理生化过程的最适温度;1、 影响发酵温度的因素;(1)生物热、搅拌热 ;(2)蒸发热、显热和辐射热;2.温度的控制;二、氧气对微生物生长的影响;专性好氧菌(strict aerobe);耐氧菌(aerotolerant anaerobe); 溶解氧及其控制
一、溶解氧(dissolved oxygen,DO)对发酵的影响
溶氧要适量,大小与产物的生物合成途径有关。
(1)最适氧浓度(optimal oxygen concentration):
——菌体生长或产物合成最适浓度范围。
(2)临界氧浓度(critical value of dissolved
oxygen concentration):
——满足微生物呼吸的最低氧浓度(红霉素发酵临界DO值为20)。;溶氧是需氧发酵控制的重要参数之一,氧的溶解度很小,氧的溶解度仅为6.4mg /L ,
溶氧大小对菌体生长和产物的性质和产量产生不同影响;例如,谷氨酸发酵时,通气不足会积累大量乳酸和琥珀酸;
不同微生物或同一微生物的不同生长阶段对通风量的要求也不相同。例如,天氡酰胺酶发酵,前期为好气培养,后期为厌氧培养,产酶能力会大大提高。;(3)溶氧的控制;;厌氧菌的氧毒害机制—— SOD学说:;三、pH值与微生物生长的相互影响;不同微生物对pH要求不同;不同微生物的生长pH值范围;生长的最适pH值与发酵的最适pH值;(二)、影响发酵pH变化的因素:;(三)、pH的控制; 五 泡沫的影响与控制;(二)、泡沫的控制方法;1.机械消泡:(物理方法)
利用机械振动或压力变化使泡沫破裂。
罐内消泡: 靠罐内消泡浆打碎泡沫。
罐外消泡:靠喷嘴的加速作用消除泡沫。;2.化学消泡(消泡剂);泡沫的检测和控制;泡沫的形成;2、培养基配比与原料组成培养基营养丰富,黏度大,产生泡沫多而持久,前期难开搅拌。例:在50L罐中投料10L,成分为淀粉水解糖、豆饼水解液、玉米浆等,搅拌900 rpm,通气,泡沫生成量为培养基的2倍。如培养基适当稀一些,接种量大一些,生长速度快些,前期就容易开搅拌。 ;3、菌种、种子质量和接种量菌种质量好,生长速度快,可溶性氮源较快被利用,泡沫产生机率也就少。菌种生
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