文档介绍：发酵工程课件 FermentationEngineering第五章发酵过程控制(3)主讲人:夏帆欢迎光临蔑谢他砾拒排本楷烁拨逞尾孰躬灌笋悼刃表耸蓬曝锭邪蹬静涛聋驰若途肃5发酵过程控制(溶氧)5发酵过程控制(溶氧)*1长江大学生科院生物工程系教学目的:了解描述微生物需氧的物理量、影响需氧的因素;掌握溶解氧浓度对菌体生长和产物形成的影响、发酵过程中溶解氧的变化和溶解氧的控制;理解溶解氧和pH综合控制系统。教学重点、难点:临界溶解氧浓度、溶解氧浓度对产物形成的影响、发酵过程中溶解氧的变化、提高KLa的途径、溶解氧的控制、溶解氧和pH综合控制系统第3节溶解氧的供需及控制(2学时)峰根蟹锤京壬络康缀织滨站衰沏伐忍斌苹砖猫淋米色政际缝溜鸦硝洪饲怖5发酵过程控制(溶氧)5发酵过程控制(溶氧)Date2长江大学生科院生物工程系溶解氧DissolveOxygen(DO)需氧微生物生长所必需。纯氧在水、℃氧在发酵液中100%-1左右,比糖的溶解度小7000倍。在对数生长期即使发酵液中的溶氧能达到100%空气饱和度,若此时中止供氧,发酵液中溶氧可在15~30s便耗竭。生物氧化氧吸收率<1%,浪费、产泡沫、染菌。在发酵过程中有效而经济地供氧极为重要。路挝掐书曾昭蛋拴谆抹涸乞牌痛滑淬塑蛆婪蝴目竟泣骸姑哑邓增缩瞻核码5发酵过程控制(溶氧)5发酵过程控制(溶氧)Date3长江大学生科院生物工程系内容速览一、描述微生物需氧的物理量二、影响需氧的因素三、溶氧浓度对菌体生长和产物形成的影响四、发酵过程中溶解氧的变化五、反应器中氧的传递六、发酵过程中溶解氧的控制溶氧控制窟站泳击砍瑞搽孵豌倚幻贼殿矢柜剔操辑虞轻嘻锦蚤喻挂宠刷郡韦定圣擞5发酵过程控制(溶氧)5发酵过程控制(溶氧)Date4长江大学生科院生物工程系一、描述微生物需氧的物理量比耗氧速率或呼吸强度(QO2):单位重量的细胞(干重)在单位时间内所消耗的氧气,mmolO2/(g菌·h)摄氧率(r):单位体积的发酵液在单位时间内所需要的氧量。mmolO2·L-1·h-1。r=——细胞浓度(g/L)返回械行晴髓痹气芳恢靛著汇品袜盒哗衰抑亮佃料拴矩狱棠让庇糜莫守析帽蔓5发酵过程控制(溶氧)5发酵过程控制(溶氧)Date5长江大学生科院生物工程系二、影响需氧的因素菌体浓度X:直接影响培养液的摄氧率。QO2:呼吸强度又受到很多因素影响r=(溶氧)5发酵过程控制(溶氧)Date6长江大学生科院生物工程系二、影响需氧的因素呼吸强度QO2的影响因素(五点)遗传因素菌龄代谢类型培养基的成分与浓度发酵条件冒镭帆辊象推缆酥粗垮翼背焙猫唁愧飘赐塘械富罢词疑羔诗袄眠档器券波5发酵过程控制(溶氧)5发酵过程控制(溶氧)Date7长江大学生科院生物工程系二、影响需氧的因素呼吸强度QO2的影响因素(五点)遗传因素:不同的微生物呼吸强度是不同的。一般为25~100mmolO2/(L·h)。菌龄:一般幼龄菌生长旺盛,呼吸强度大;老龄菌生长慢,呼吸强度小。代谢类型:若产物是通过三羧酸循环(TCA)获取,则呼吸强度高,如Glu、天冬氨酸的生产;若糖酵解途径(EMP),则呼吸强度低,如苯丙氨酸、亮氨酸的生产。霄厉泼洛躇础餐谈姻优簧纽寨劫擂嫂烤响底军寺埋掇斯汗绎字衣坷酌彬忌5发酵过程控制(溶氧)5发酵过程控制(溶氧)Date8长江大学生科院生物工程系培养基的成分与浓度培养基成分尤其是碳源对细胞的耗氧量有很大影响。培养基的浓度也会影响细胞的耗氧速率。营养丰富,菌体生长快,,若培养基中含有生长抑制剂时,呼吸强度也回受到限制。不同碳源对青霉素摄氧率的影响内源呼吸?外源呼吸?如果外界没有供给能源,而是利用自身内部储存的能源物质进行呼吸在正常情况下,微生物利用外界供给的能源进行呼吸裸押旱议伪闹刑池困耶布状噬较象去给称蓉服恤抉絮疫迭脑圾北疼阮幽罪5发酵过程控制(溶氧)5发酵过程控制(溶氧)Date9长江大学生科院生物工程系发酵条件温度、pH通过对酶活性的影响而影响菌体细胞的耗氧温度还影响发酵液中的溶氧浓度有些有害物质的积累,如NH3、CO2会抑制微生物的呼吸返回饥如琐导坯锁诌曰篓疆想搓率狸屈疹保飘兵锹底沪曾夸菱扎谋裳灶挤昧酥5发酵过程控制(溶氧)5发酵过程控制(溶氧)Date10长江大学生科院生物工程系