《发酵工程实验报告》课件.ppt

**********************《发酵工程实验报告》探索发酵工艺的基础原理及其在实际生产中的应用,让学生深入了解发酵工程的关键技术。实验目的明确实验目标确定待测产品的种类、含量以及预期发酵指标。掌握基本操作学习发酵罐的使用、培养基配制、菌种接种等实验步骤。分析实验数据通过收集实验数据，评估发酵过程的动力学特征。提高发酵效率优化发酵工艺参数,提高发酵产品的收率和质量。实验原理细菌培养原理利用特定培养基为微生物提供营养物质,在适宜的温度、pH值等条件下培养,促进微生物快速生长繁殖。发酵罐工作原理在严格控制的温度、pH值、溶氧等参数下,将培养基和菌种加入发酵罐进行发酵,生产目标产品。发酵动力学分析通过对发酵过程中生物量、底物浓度、产物浓度等指标的测定和分析,了解发酵过程的动力学规律。菌种培养与保藏1菌种筛选根据实验目标选择合适的微生物菌种,通过实验室培养筛选出性能优良的菌株。2菌种培养采用合适的培养基和培养条件,如温度、pH值、溶氧等,进行纯培养和保种。3菌种保藏将培养好的优良菌种以低温冻存或冻干等方式进行保藏,以备后续实验使用。发酵罐及其配件发酵罐是发酵过程的核心设备,它提供了恒温、恒pH、恒溶氧等条件以确保菌种生长并高效生产目标产品。配件包括搅拌装置、进出料系统、测量仪表等,保证了发酵过程的精确控制。合理选用发酵罐及其配件对实现高产产品至关重要。发酵工艺参数控制1培养基成分调控通过优化培养基中碳源、氮源、矿物质等营养成分,确保菌株生长所需营养供给。2pH值调节pH值是影响发酵过程的重要因素,需要实时监控并及时调整,维持在适宜范围内。3温度控制不同菌种有不同的最适生长温度,需要精确控制反应器内温度,确保最优发酵条件。4溶氧供给好氧发酵需要足够的溶解氧,通过调节搅拌速度和通气量,保持适当的溶氧浓度。pH值测定与调节准确测定发酵过程中pH值的变化情况是控制发酵工艺的关键。我们需要使用精密的pH测量仪器，定期监测pH值并根据需要进行调节。7.0目标pH值保持在最佳pH值范围内以确保微生物的生长和产品的产出。2调节次数根据发酵过程监测结果定期进行pH值调节。1%pH偏差容忍度严格控制pH值偏差,确保发酵过程的稳定进行。温度控制发酵温度对微生物的生长和代谢活性具有重要影响。必须严格控制发酵过程的温度,确保微生物在最适合的温度环境下生长和代谢,从而获得最高的产品产量和质量。参数范围意义培养温度25-35°C不同微生物有不同的最佳培养温度发酵温度30-35°C确保微生物处于最佳生长状态升温速率1-2°C/h缓慢升温有利于微生物适应环境降温速率2-3°C/h快速降温可以有效停止发酵过程通过合理调节这些温度参数,可以精确控制发酵过程,实现高效和稳定的生产。溶氧及通气量控制溶氧量(%)通气量(L/min)发酵过程中溶氧量和通气量的控制对产物产量和质量有重要影响。需要根据菌株特性及生长特点动态调整溶氧和通气参数。发酵过程动力学分析1动力学模型建立基于发酵过程中物质平衡及反应速率的数学描述2参数动力学测定通过实验数据拟合确定动力学参数3过程优化分析利用动力学模型分析优化发酵工艺条件发酵过程动力学分析是发酵过程研究的核心内容。通过建立数学模型描述发酵过程中的物质平衡及反应速率,测定相关动力学参数,并利用模型进行工艺优化分析,可以深入了解发酵过程的机理,为优化发酵工艺提供理论依据。发酵产物分离与纯化过滤与离心将发酵液进行过滤或离心分离,去除细胞、渣滓等杂质,得到粗产品。这一步可以有效去除固体物质,为后续纯化做好准备。萃取与蒸馏利用产物的理化性质,采用溶剂萃取或蒸馏等方法,可以进一步分离纯化。这些方法能根据产物的特点,有针对性地去除杂质。色谱分离利用不同物质在固定相和流动相之间的分配系数差异,采用层析、离子交换等色谱技术,可以实现产品的高纯度分离。结晶与干燥最后通过结晶、干燥等方法,可以得到更加纯净的最终产品。这些步骤能够有效提高产品的浓度和纯度。发酵产品鉴定分析产品成分通过各种化学分析手段对发酵产品的主要成分进行定性和定量分析。确定产品的主要化合物及其含量。评估质量指标根据国家标准或行业规范，检测产品的理化性质、生物活性、杂质含量等指标。确保产品质量符合要求。鉴别产品特性利用色谱、光谱等分析手段,对产品的结构、性质、功能特性进行深入研究。探索产品的应用前景。确认产品纯度针对生物性产品,还需要进一步验证其生物活性和产品纯度,确保安全性和有效性。产品收率计算理论产量实际产量收率根据发酵过程结果