http://www2.kfu.edu.cn/yxzd/hgxy 第十章发酵过程的工艺控制 ❖1、微生物发酵的动力学 ❖2、补料分批培养 ❖3、连续培养 ❖4、发酵工艺控制最优化 ❖5、温度对发酵过程的影响及其控制 ❖6、PH值对发酵过程的影响和控制 ❖7、泡沫对发酵过程的影响和控制 教 学 内 容
http://www2.kfu.edu.cn/yxzd/hgxy 第十章发酵过程的工艺控制 ❖1、微生物发酵的动力学 ❖2、补料分批培养 ❖3、连续培养 ❖4、发酵工艺控制最优化 ❖5、温度对发酵过程的影响及其控制 ❖6、PH值对发酵过程的影响和控制 ❖7、泡沫对发酵过程的影响和控制 教 学 内 容
http://www2.kfu.edu.cn/yxzd/hgxy 本章内容提要 发酵的生产水平高低除了取决于生产菌本身的 性能外，还要受到发酵条件、工艺等的影响。只有 深入了解生产菌种在合成产物过程中的代谢调控机 制以及可能的代谢途径，弄清生产菌种对环境条件 的要求，掌握菌种在发酵 过程中的代谢变化规律， 有效控制，以使生产菌种能始终处于生长和产物合 成的优化环境之中，从而最大限度地发挥生产菌种 的合成产物的能力，进而了取得最大的经济效益。 第十章发酵过程的工艺控制
http://www2.kfu.edu.cn/yxzd/hgxy 本章内容提要 发酵的生产水平高低除了取决于生产菌本身的 性能外，还要受到发酵条件、工艺等的影响。只有 深入了解生产菌种在合成产物过程中的代谢调控机 制以及可能的代谢途径，弄清生产菌种对环境条件 的要求，掌握菌种在发酵 过程中的代谢变化规律， 有效控制，以使生产菌种能始终处于生长和产物合 成的优化环境之中，从而最大限度地发挥生产菌种 的合成产物的能力，进而了取得最大的经济效益。 第十章发酵过程的工艺控制
http://www2.kfu.edu.cn/yxzd/hgxy 一、微生物发酵的动力学 一般来说，微生物学的生长和培 养方式可以分为： 分批培养 连续培养 补料分批培养 第十章发酵过程的工艺控制
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http://www2.kfu.edu.cn/yxzd/hgxy 基本概念 分批培养又称分批发 酵，是指在一个密闭系统 内投入有限数量的营养物 质后，接入少量的微生物 菌种进行培养，使微生物 生长繁殖，在特定的条件 下只完成一个生长周期的 微生物培养方法。 蒸汽 空气 发酵尾气 消泡剂 酸碱 第十章发酵过程的工艺控制
http://www2.kfu.edu.cn/yxzd/hgxy 基本概念 分批培养又称分批发 酵，是指在一个密闭系统 内投入有限数量的营养物 质后，接入少量的微生物 菌种进行培养，使微生物 生长繁殖，在特定的条件 下只完成一个生长周期的 微生物培养方法。 蒸汽 空气 发酵尾气 消泡剂 酸碱 第十章发酵过程的工艺控制
http://www2.kfu.edu.cn/yxzd/hgxy 问题 为什么说微生物分批培 养是一种非稳态的程？ 在分批培养过程中，随着微生长细胞和底物、代 谢物的浓度等的不断变化，微生物垢生长可分为停 滞期、对数生长期、稳定期和死亡期等四个阶段， 图10-1为典型的细胞菌生长曲线。 请看下图： 第十章发酵过程的工艺控制
http://www2.kfu.edu.cn/yxzd/hgxy 问题 为什么说微生物分批培 养是一种非稳态的程？ 在分批培养过程中，随着微生长细胞和底物、代 谢物的浓度等的不断变化，微生物垢生长可分为停 滞期、对数生长期、稳定期和死亡期等四个阶段， 图10-1为典型的细胞菌生长曲线。 请看下图： 第十章发酵过程的工艺控制
http://www2.kfu.edu.cn/yxzd/hgxy 根据图提问 第十章发酵过程的工艺控制 10 0 16 时间 菌 数 的 对 数 分批培养过程中典型的细菌生 长曲线 c d b
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http://www2.kfu.edu.cn/yxzd/hgxy 停滞期 实际上，接种物的生理状态和浓度是停滞期长短 的关键。如果接种物处于对数生长期，那么就很有可 能不存在停滞期，微生物细胞立即开始生长。反过来， 如果接种物本身已经停止生长，那么微生物细胞就需 要有更长的停滞期，以适应新的环境。 停滞期是微生物细胞适应新环境的过程。 1、说说停滞期细胞特征？ 2、影响停滞期长短的决定因素有哪些？ 第十章发酵过程的工艺控制
http://www2.kfu.edu.cn/yxzd/hgxy 停滞期 实际上，接种物的生理状态和浓度是停滞期长短 的关键。如果接种物处于对数生长期，那么就很有可 能不存在停滞期，微生物细胞立即开始生长。反过来， 如果接种物本身已经停止生长，那么微生物细胞就需 要有更长的停滞期，以适应新的环境。 停滞期是微生物细胞适应新环境的过程。 1、说说停滞期细胞特征？ 2、影响停滞期长短的决定因素有哪些？ 第十章发酵过程的工艺控制
http://www2.kfu.edu.cn/yxzd/hgxy 10 0 16 时间 菌 数 的 对 数 分批培养过程中典型的长曲线 a b c d 对数生长期期 处于对数生长期的微生物细胞的生长速 度大大加快，单位时间内细胞的数目或重 量的增加维持恒定，并达到最大值。 基本概念 细胞比生长速率 在对数生长期，随着时间的推移，培养基中的成分不断发生变化，但此期间， 细胞的生长速度基本维持恒定，其生长速度可用数学方程表示： x dt dx = x-细胞浓度（g/l）；t-培养时间（hr）； μ -细胞的比生长速率（1/h）。 如果当t=0时，细胞的浓度为x0 (g/l)，上式 积分后就为： 问题 细胞的比生长速率可以通过何种方法求 得？ 第十章发酵过程的工艺控制
http://www2.kfu.edu.cn/yxzd/hgxy 10 0 16 时间 菌 数 的 对 数 分批培养过程中典型的长曲线 a b c d 对数生长期期 处于对数生长期的微生物细胞的生长速 度大大加快，单位时间内细胞的数目或重 量的增加维持恒定，并达到最大值。 基本概念 细胞比生长速率 在对数生长期，随着时间的推移，培养基中的成分不断发生变化，但此期间， 细胞的生长速度基本维持恒定，其生长速度可用数学方程表示： x dt dx = x-细胞浓度（g/l）；t-培养时间（hr）； μ -细胞的比生长速率（1/h）。 如果当t=0时，细胞的浓度为x0 (g/l)，上式 积分后就为： 问题 细胞的比生长速率可以通过何种方法求 得？ 第十章发酵过程的工艺控制
http://www2.kfu.edu.cn/yxzd/hgxy t x x = 0 ln 于是，用微生物细胞浓度的自然 对数对时间作图，就可得到一条 直线，该直线的斜率就等于 μ。 第十章发酵过程的工艺控制
http://www2.kfu.edu.cn/yxzd/hgxy t x x = 0 ln 于是，用微生物细胞浓度的自然 对数对时间作图，就可得到一条 直线，该直线的斜率就等于 μ。 第十章发酵过程的工艺控制
http://www2.kfu.edu.cn/yxzd/hgxy 微生物细胞浓度增加一倍所需要的 时间，也叫增代时间。(td ) 表示 倍增时间 ln 2 0.693 t d = = 微生物细胞的比生长速率和倍增时间因受遗 传特性及生长条件的控制，有很大的差异， 如下表： 第十章发酵过程的工艺控制
http://www2.kfu.edu.cn/yxzd/hgxy 微生物细胞浓度增加一倍所需要的 时间，也叫增代时间。(td ) 表示 倍增时间 ln 2 0.693 t d = = 微生物细胞的比生长速率和倍增时间因受遗 传特性及生长条件的控制，有很大的差异， 如下表： 第十章发酵过程的工艺控制