发酵过程控制与优化.ppt

不同浓度蛋白质原科的起泡作用灭菌时间对泡沫稳定性的影响6发酵过程泡沫的变化物理消沫法化学消沫法7发酵过程泡沫控制的方法1方法:罐内消沫法,罐外消沫法。2原理:靠机械力引起强烈振动或者压力变化，促使泡沫破裂，或借机械力将排出气体中的液体加以分离回收。3优点：不需要引进外界物质、节省原材料、减少污染机会。4缺点：不能从根本众消除引起稳定泡沫的因素。物理消泡法机理当泡沫的表层存在着由极性的表面活性物质形成双电层时，可以加入另一种具有相反电荷的表面活性剂，以降低泡沫的机械强曲或加入某些具有强极性的物质与发泡剂争夺液膜上的空间，降低液膜强度，使泡沫破裂。当泡沫的液膜具有较大的表面粘度时，可以加入某些分子内聚力较小的物质，以降低液膜的表面粘度，使液膜的液体流失，导致泡沫破裂。化学消泡法对发酵过程无毒，对人、畜无害和不影响酶的生物合成。1消泡作用迅速，效果高和持久性能好2能耐高压蒸气灭菌而不变性，在灭菌温库下对设备无腐蚀性或不形成腐蚀性产物。3不影响以后的提取过程。4消沫剂的来源多，价格低，添加装置简单。5不干扰分析系统，如溶解氧、pH测定仪的探头。6最好还能做到不影响氧的传递。7选择消泡剂的依据1天然油脂：常用的有玉米油、米糠油、豆油、棉子油、鱼油及猪油等。2聚醚类：在生产上应用较多的是聚氧丙烯甘油和聚氧乙烯氧丙烯甘油(又称泡敌)。3高级醇类十八醇是较常用的一种，可以单独或与载体—起使用。据报导，它与冷榨猪油一起控制青男素发酵的泡沫，效果较好。聚二酵具有消沫效果持久的特点，尤其适用于霉菌发酵。4硅酮类硅酮类消沫剂主要是聚二甲基硅氧烷及其衍生物。消泡剂的种类和性能5.4发酵终点的判断与自溶监测发酵终点的判断的意义：保证产品质量，提高经济效益；追求提高产率（kg产物／m3发酵液)／h，得率（转化率）（kg产物／kg基质）和发酵系数［（kg产物／m3罐容积）／h发酵周期］一、发酵终点的判断合理的放罐时间是由实验来确定的，即根据不同的发酵时间所得的产物产量计算出发酵罐的生产率和产品成本，采用生产率高而成本又低的时间，作为放罐时间。确定合理放罐时间，需考虑下列几个因素：经济因素、产品质量因素、特殊因素。01产物浓度、过滤速度、氨基氮、菌丝形态，02pH、培养液的外观、粘度二、判断放罐指标无论是初级代谢产物或次级代谢产物发酵，到了末期，菌体的分泌能力都要下降，使产物的生产能力下降或停止，有的生产菌在发酵末期，营养耗尽，菌体衰老而进入自溶，释放出体内的分解酶会破坏已形成的产物。菌体自溶：微生物因营养的缺乏或处在不利的生长环境下受其自身作用开始裂解的过程。01造成自溶的因素有：化学物质，如高浓度的乙醇、碳氮源或氧的缺乏。02种子包括进罐前菌种室阶段出问题;培养基的配制和灭菌不彻底;空气带菌；设备上特别空气除菌不彻底和过程控制；操作上的疏漏。染菌的途径：5.5染菌的防治及处理染菌对发酵的影响对产品质量的影响染菌的发酵液含有较多的蛋白质和其它杂质，影响产品纯度；不易澄清，影响产品的外观。对过滤的影响发酵液的粘度加大；菌体大多自溶；造成过滤时间拉长，影响设备的周转使用，对提取的影响染菌的发酵液含有更多的水溶性蛋白质，易发生乳化，不易提取；杂菌易粘附，纯化困难。分析原因，具体解决。01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，甚至发生跑料，招致染菌，造成巨大损失。02防治措施1243什么是分批发酵、补料分批发酵和连续发酵，它们各有何优缺点？发酵过程中引起发酵液pH变动的原因有哪些？染菌对发酵有何影响，可能的途径是什么？发酵终点的放罐时间如何确定，需考虑哪些因素？1234作业第六章

发酵过程的参数检测物理参数化学参数生物参数030102指发酵整个过程或不同阶段所维持的温度。01温度的高低与下列参数有密切关系发酵中的酶反应速度菌体生长速度，产物合成速度氧在培养液中的溶解度，传递速度02温度一、物理参数发酵罐维持的压力。罐内维持正压，可防止外界空气中杂菌的侵入，保证纯种培养。罐压的高低与氧，CO2在培养液中的溶解度有关，间接影响菌体代谢。罐压一般维持在0.2~0.5公斤。压力搅拌转速3.搅拌转速是指搅拌器在发酵罐中转动速度。搅拌转速大小与发酵液的均匀性和氧在发酵液中的传递速率有关。发酵罐的容积(L)搅拌转速范围(r/min)3200~200010200~120030150