文档介绍：第四章发酵工艺条件的确定
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第二节温度对发酵的影响及控制
在生物学范围内通常每升高10℃,生长速度就加快一倍,所以温度直接影响酶反应,对于微生物来说,温度直接影响其生长和合成酶。
微生物可生长的温度范围较广:-10-95℃。
任何微生物的生长都需要有最适的生长温度,在此温度范围内微生物生长繁殖最快。
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一、温度对生长的影响
不同微生物的生长对温度的要求不同,根据它们对温度的要求大致可分为四类:嗜冷菌适应于0~26℃生长,嗜温菌适应于15~43 ℃生长,嗜热菌适应于37~650C生长,嗜高温菌适应于650C以上生长。
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每种微生物对温度的要求可用最适温度、最高温度、最低温度来表征。
最适温度:微生物生长迅速;
最高温度:超过此温度,微生物受到抑制或死亡;
最低温度:微生物尚能生长,但生长速度非常
缓慢,世代时间无限延长。
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二、温度的影响与控制
(一)温度对发酵的影响
1、温度影响反应速率
发酵过程的反应速率实际是酶反应速率,酶反应有一个最适温度。
从阿累尼乌斯方程式可以看到 dlnKr/dt=E/RT2
积分得 E=
E——活化能
Kr——速率常数
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2、温度影响发酵方向
3、温度还影响基质溶解度,同时氧在发酵液中的溶解度也影响菌对某些基质的分解吸收。
因此对发酵过程中的温度要严格控制。
温度变化及其控制
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(二)最适温度的选择
1、根据菌种及生长阶段选择
2、根据培养条件选择
3、根据菌生长情况
总之,温度的选择根据菌种生长阶段及培养条件综合考虑。要通过反复实践来定出最适温度。
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三、发酵过程引起温度变化的因素
(一)发酵热Q发酵
发酵热是引起发酵过程温度变化的原因。
所谓发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。
1、生物热Q生物
2、搅拌热Q搅拌
3、蒸发热Q蒸发
4、辐射热Q辐射
Q发酵=Q生物+Q搅拌-Q蒸发-Q辐射
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(二)发酵热的测定
方法:①一种是用冷却水进出口温度差计算发酵热。在工厂里,可以通过测量冷却水进出口的水温,再从水表上得知每小时冷却水流量来计算发酵热。
Q发酵=GCm(T出-T进)
Cm——水的比热,G——冷却水流量
②另一种是根据罐温上升速率来计算。先自控,让发酵液达到某一温度,然后停止加热或冷却,使罐温自然上升或下降,根据罐温变化的速率计算出发酵热。
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最适温度是一种相对概念,是指在该温度下最适于菌的生长或发酵产物的生成。
最适发酵温度与菌种、培养基成分、培养条件和菌体生长阶段有关。
最适发酵温度的选择
在发酵的整个周期内仅选一个最适培养温度不一定好。
最适温度的确定
五、温度的控制
四、利用温度控制提高产量
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