河北科技大学：《发酵工艺原理》课程教学资源（PPT课件）第七章 发酵工艺控制

第七章 发酵工艺控制 发酵工艺控制的基础： 了解产生菌生长、发育及代谢情况及动力学模拟 了解生物、物理、化学和工程的环境条件对发酵过程的影响 如何进行控制？ 测定各种参数 依据参数变化，并通过动力学关系获得发酵过程的各项最佳 参数

第七章 发酵工艺控制 发酵工艺控制的基础： 了解产生菌生长、发育及代谢情况及动力学模拟 了解生物、物理、化学和工程的环境条件对发酵过程的影响 如何进行控制？ 测定各种参数 依据参数变化，并通过动力学关系获得发酵过程的各项最佳 参数

一、发酵过程检测控制的主要的参数 1、物理参数 检测参数 检测方法 单位 影响 温度 铂电阻 热敏 电阻 ℃ μ qP c* 罐压(0.20.5×105Pa) 隔膜传感器 压敏电阻 Pa 保持正压，防止染菌 O2 及 CO2 的溶解度 搅拌转数 频率计数器 r/min Kla 发酵液的均匀性 搅拌功率(2 -4KW/m3) 功率计 Kw Kla 空气流量 浮子流量计 孔板差压计 m3h-1 vvm Kla 粘度 旋转粘度计 Pas Kla 浊度 浊度计 % 反映单细胞的生长 料液的流量 蠕动泵 荷重传感器 量筒 Lh-1 S

一、发酵过程检测控制的主要的参数 1、物理参数 检测参数 检测方法 单位 影响 温度 铂电阻 热敏 电阻 ℃ μ qP c* 罐压(0.20.5×105Pa) 隔膜传感器 压敏电阻 Pa 保持正压，防止染菌 O2 及 CO2 的溶解度 搅拌转数 频率计数器 r/min Kla 发酵液的均匀性 搅拌功率(2 -4KW/m3) 功率计 Kw Kla 空气流量 浮子流量计 孔板差压计 m3h-1 vvm Kla 粘度 旋转粘度计 Pas Kla 浊度 浊度计 % 反映单细胞的生长 料液的流量 蠕动泵 荷重传感器 量筒 Lh-1 S

发酵过程检测控制的主要的参数 2、化学参数 检测参数 检测方法 单位 影响及作用 PH 复合玻璃电极 菌体和产物合成速度 酶促反应的方向 基质浓度 产物浓度 HPLC 离子选择电极 生物传感器 取样 gL-1 μ qP 发酵周期的长短 氧化还原电位 氧化还原电位电极 mV 生长和生化活性 溶氧浓度 覆膜氧电极 % qo2 气相O2含量 顺磁氧分析仪 Pa 反映OUR 和 Kla 气相CO2含量 红外气体分析仪 % 反映OUR 和 Kla

发酵过程检测控制的主要的参数 2、化学参数 检测参数 检测方法 单位 影响及作用 PH 复合玻璃电极 菌体和产物合成速度 酶促反应的方向 基质浓度 产物浓度 HPLC 离子选择电极 生物传感器 取样 gL-1 μ qP 发酵周期的长短 氧化还原电位 氧化还原电位电极 mV 生长和生化活性 溶氧浓度 覆膜氧电极 % qo2 气相O2含量 顺磁氧分析仪 Pa 反映OUR 和 Kla 气相CO2含量 红外气体分析仪 % 反映OUR 和 Kla

发酵过程检测控制的主要的参数 3、生物参数 检测参数 检测方法 单位 影响 菌丝形态 摄像显微镜 取样镜检 反映菌体发育阶段 和正常与否 菌体浓度 取样 ：干重、浊度、 活菌计数、离心沉降 gL-1 影响菌体的生化反应 Kla

发酵过程检测控制的主要的参数 3、生物参数 检测参数 检测方法 单位 影响 菌丝形态 摄像显微镜 取样镜检 反映菌体发育阶段 和正常与否 菌体浓度 取样 ：干重、浊度、 活菌计数、离心沉降 gL-1 影响菌体的生化反应 Kla

μ qP qS qo2 (OUR) CER(Co2释放速率) RQ(呼吸商: CER/ OUR) Yxs Yps Kla 等 发酵过程检测控制的主要的参数 4、间接状态参数

μ qP qS qo2 (OUR) CER(Co2释放速率) RQ(呼吸商: CER/ OUR) Yxs Yps Kla 等 发酵过程检测控制的主要的参数 4、间接状态参数