发酵工艺优化
浅谈制药企业中的发酵工艺优化

浅谈制药企业中的发酵工艺优化制药企业中的发酵工艺优化是一项非常重要的技术操作,其可以有效提高产量和降低生产成本,使企业在市场竞争中占据更有利的位置。
下面将从优化的目标、优化手段和优化效果三个方面浅谈制药企业中的发酵工艺优化。
一、优化的目标优化的目标主要包括:提高产品质量、提高产量、缩短生产周期、降低生产成本等几个方面。
1. 提高产品质量发酵工艺优化可使微生物优选生长条件,优化营养组成,提高酶活性,得到较高产量和质量的生物制品,如抗生素、激素、酶等。
这可以增加产品的市场竞争力和企业的盈利水平。
2. 提高产量发酵过程中,产物浓度和产率是衡量发酵工艺好坏的指标,优化工艺可提高产品的产量,降低单位成本,增加企业经济效益。
3. 缩短生产周期发酵工艺优化可以减少生产周期,提高生产效率,缩短产品研发周期,加快产品上市速度,提高企业市场竞争力。
4. 降低生产成本发酵工艺优化可提高产量、缩短生产周期,降低生产成本。
此外,合理利用物料、能源等资源,减少废物排放,也是节约开支的重要方式。
二、优化手段1. 优化发酵菌株选用高产、高效、长寿、易发酵的微生物菌株,能够优化发酵工艺,提高产量和产品品质。
此外,在菌株筛选和改良中,遗传工程技术也为发酵优化提供了新思路和新途径。
2. 优化营养配方酵母菌营养成分的合理配比是提高菌体代谢能力、增加产物含量和改善产品品质的重要因素。
如控制碳源、氮源、微量元素等,抑制多余代谢产物的产生等。
3. 优化发酵条件发酵温度、pH值、氧气含量、扰动等因素不仅能影响微生物代谢,还能影响微生物的生长速度和产物积累。
优化这些因素,改变微生物代谢和生长过程,进而提高产量和提高产品品质。
4. 优化生产工艺发酵生产工艺的优化,包括发酵液的投放、反应罐形状、内部设计等,也能够提高产量和产品品质。
三、优化效果发酵工艺优化可以取得如下效果:1. 提高产量优化营养配方、调节发酵条件、改进发酵工艺等,可提高产量,达到最大限度地实现资源利用。
发酵工艺的评价与优化

发酵工艺的评价与优化发酵工艺是一种用微生物代谢产生的能量来改变物质结构,从而实现物质的转化和提取的过程。
它是一种古老而重要的工艺,被广泛应用于食品、医药、化学工业等领域。
本文将对发酵工艺进行评价与优化。
发酵工艺的评价主要包括工艺的可行性、经济效益以及产品品质等方面。
首先,工艺的可行性是指工艺能否实现预期的目标。
对于食品工业而言,该工艺能否达到产品的理想口感和口感等要求。
对于医药工业而言,该工艺能否达到高纯度、高收率、低毒性等要求。
其次,经济效益是评价工艺的重要指标之一。
通过比较投入与产出的比例,来评估工艺的经济效果。
产品品质是评价工艺的另一个重要指标。
通过对产品的成分、味道、香气等进行检测,来评价产品的品质。
发酵工艺的优化是指对已有工艺进行改进,以提高工艺效率和产品质量。
发酵工艺的优化可以通过改变微生物选择、优化培养基配方、调整操作条件等手段来实现。
首先,对微生物选择的优化是指选择产酶能力强、生长速度快、耐受性强的菌株,以提高工艺的效率。
其次,对培养基配方的优化是指通过调整培养基的成分及比例,来提供微生物生长需要的营养物质,以提高菌株的活力。
最后,对操作条件的优化是指通过调整温度、pH值、气体浓度等参数,来提高发酵工艺的效率和产品质量。
发酵工艺的优化可以带来很多好处。
首先,它可以提高工艺的效率,缩短生产周期,降低生产成本。
通过优化工艺,可以选择更高效的微生物菌株和培养基,提高产酶能力和产量,从而提高工艺的效率。
其次,优化工艺可以改善产品的品质。
通过优化工艺,可以控制微生物的生长过程,确保产品的成分和品质。
再者,优化工艺还可以降低污染物排放和资源消耗。
通过优化工艺,可以减少废物的产生,降低对环境的影响。
然而,发酵工艺的优化也面临着一些挑战。
首先,发酵工艺的优化需要深入研究微生物的生长规律和代谢途径。
这需要大量的实验研究和精确的控制技术。
其次,发酵工艺的优化需要持续的投入和改进。
鉴于微生物的多样性和适应性,工艺的优化需要不断地进行改进和调整。
发酵工艺的优化与创新

发酵工艺的优化与创新第一章:引言发酵工艺是利用微生物及其代谢产物进行有机物质转化的过程,广泛应用于食品、医药、化工等领域。
随着生产技术和消费需求的发展,对于高质量、高效率的发酵工艺需求日益增加。
本文将探讨发酵工艺的优化与创新,旨在挖掘发酵工艺的潜力,提高生产效率和产物质量。
第二章:传统发酵工艺的优化2.1 属性的优化属性是影响发酵工艺的重要因素,包括温度、pH值、氧气浓度等。
通过控制属性可以改善微生物的生长和代谢产物的生成。
例如,在乳酸菌发酵的过程中,通过控制发酵温度可增加生产速率和产物含量;而通过控制氧气浓度可以改善产物的品质。
因此,对于不同的微生物种类和代谢物,需要优化不同的属性,以获得最佳生产效果。
2.2 基质的优化基质是微生物发酵的营养来源,在不同的发酵工艺中起着重要的作用。
合理优化基质能提高微生物的生长速率和产物的产量。
例如,在酵母发酵啤酒的过程中,优化基质成分可以显著提高酵母数量和产酸量。
因此,选择适宜的基质成分和比例、优化营养源的供应方式等措施可以提高发酵效率和产物质量。
第三章:现代发酵工艺的创新3.1 生物反应器传统的发酵工艺采用的是天然条件下的发酵,生产效率低、难以控制。
而生物反应器将发酵过程集中在一个封闭的系统中,可以更好地控制各项因素,实现高效稳定的生产。
生物反应器是现代发酵工艺最具代表性的创新之一,广泛应用于制药、化工等领域。
3.2 基因工程基因工程是现代发酵工艺的另一个重要创新。
通过基因工程技术,可以改变微生物的基因组、代谢途径等特性,从而提高生产效率和产物质量。
例如,通过基因重组技术可以改变细菌的代谢途径,使其产生更多的合成氨;通过基因突变技术可以提高酵母发酵啤酒的速率和产酸量。
3.3 仿生工程仿生工程将生物体的特性和结构应用于工程设计中,以模拟自然界的生物学原理,实现高效、可持续的工业生产。
例如,仿生设计高效微生物转化产物、仿生设计发酵反应器等,都是近年来发酵工艺创新的重大成果。
发酵工艺条件优化

发酵工艺条件优化发酵工艺条件优化是指在发酵过程中,通过合理调节和控制发酵条件,提高发酵活性和产酸效果的工作。
发酵工艺的优化对于提高产品质量、降低生产成本和保证生产稳定性都具有重要意义。
本文将介绍一些重要的发酵工艺条件优化措施,以提供参考。
首先,发酵基质的选择是发酵工艺条件优化的关键。
一般来说,以可溶性碳源和氮源为主要成分的基质对于发酵活性的提高有重要影响。
碳源的选择应根据发酵菌的特性和需求,如葡萄糖、麦芽糖、乳糖等。
而氮源的选择应保证其含有丰富的氮元素,如蛋白胨、酵母粉、酵母提取物等。
同时,还要考虑到基质的成本和可获得性。
根据实际情况,可以通过优化碳源和氮源的比例来提高发酵效率。
其次,在发酵过程中合理调节温度是非常重要的。
温度对发酵菌的生长和代谢有直接影响。
一般来说,发酵菌的合适生长温度范围是20-40摄氏度。
过低或过高的温度都会限制发酵菌的生长和产酸效果。
此外,温度的稳定性也很重要。
可以通过控制发酵室的温度和湿度,以及加入保温材料等方式来提高温度的稳定性,从而提高发酵效果。
另外,发酵过程中的pH值也需要进行合理调节。
pH值对于发酵菌的生长和代谢同样具有重要影响。
一般来说,发酵菌最适应的pH范围是4.0-7.0。
过低或过高的pH值都会限制发酵菌的生长和产酸效果。
可以通过加入缓冲液或控制酸碱度来调节pH值。
此外,pH值的稳定性也很重要。
可以通过加入pH调节剂和定期调节pH值来提高pH值的稳定性。
最后,发酵过程中的氧气供应也是发酵工艺条件优化的关键。
氧气对于许多发酵过程是必需的,因为它是呼吸过程中产生能量的重要底物。
然而,过高或过低的氧气浓度都会影响发酵活性。
对于需要氧气的发酵菌,应保证发酵罐内的氧气供应充足。
可以通过调节搅拌速度、增加氧气供应装置等方式来提高氧气的溶解度。
而对于不需要氧气的发酵菌,应采取措施阻止氧气进入发酵罐,如完全密封发酵罐,采用负压或满氮气体。
综上所述,发酵工艺条件优化是提高发酵活性和产酸效果的重要措施。
生物发酵工艺的优化和应用

生物发酵工艺的优化和应用生物发酵工艺是一种利用微生物、酶或其他生物活性物质将有机物转化成有用产物的技术。
这种工艺在许多行业中都得到了广泛应用,例如制药、食品、饮料、化妆品、生物燃料等。
如何对生物发酵工艺进行优化,以提高产物的质量和产量,是该领域的研究热点之一。
生物发酵工艺的优化方法很多,其中最常用的是改变培养基成分、优化生物体的生长条件、改变发酵反应条件、优化反应器结构等。
下面将分别从这几个方面阐述生物发酵工艺优化的方法和应用。
一、改变培养基成分培养基是生物发酵工艺中的重要组成部分,其中含有微生物或酶所需的所有营养物质。
通过调整培养基中某些成分的比例和浓度,可以达到优化发酵过程的目的。
例如,通过添加特定的碳源和氮源,可改善微生物的生长速度和产生目标产物的产量。
在制备酸奶时,琼脂糖和麦芽糊精是比较理想的碳源和氮源。
这两者提供了充足的碳和氮来支持酸奶发酵过程中乳酸杆菌的生长和酸化反应。
另一个例子是在制备酒精时,淀粉和糖类是最常用的碳源。
在高温条件下利用酵母菌和细菌发酵,可以将淀粉和糖分解成酒精和二氧化碳。
二、优化生物体的生长条件微生物的生长对发酵工艺的成功至关重要。
因此,在实践中,优化微生物的生长条件是优化生物发酵工艺中的一个重要步骤。
为了优化生物体的生长条件,可以调整气体含量、温度、pH 值和营养物质浓度等参数。
调整气体含量可以改变微生物呼吸作用中的氧气浓度,调整温度可以控制微生物的生长速度,调整pH 值可以调节微生物酸碱平衡,而优化营养物质浓度可以提高微生物的生长速率。
举例来说,优化酵母菌的生长条件可以通过调整气体含量、温度和营养物质浓度来实现。
酵母菌需要充足的氧气来进行呼吸过程,温度对酵母菌的死亡、生长速率和产物质量有直接影响,而营养物质的浓度则可以影响酵母菌的营养代谢过程。
三、改变发酵反应条件改变发酵反应条件也是优化生物发酵工艺的重要方法之一。
例如,改变反应器内的氧气浓度、搅拌速度和发酵温度等,可以显著影响生物发酵反应的进程和效果。
食品加工中发酵工艺的优化及稳定性研究

食品加工中发酵工艺的优化及稳定性研究食品加工是现代社会中不可或缺的一环,而发酵工艺是其中一项重要的加工方法。
发酵工艺指的是利用微生物(如酵母菌、乳酸菌等)对食品进行物质的转化和生化反应,从而改变食品的性质和口感,提高其风味和保质期。
发酵工艺的优化是指通过科学的方法,结合食品的特性和生产要求,对发酵工艺进行调整和改进,以提高产品质量和生产效率。
发酵工艺的稳定性研究则是针对工艺的稳定性而进行的一种研究。
优化发酵工艺并保持其稳定性有助于提高食品加工的效果和产品的竞争力。
在食品加工过程中,合理选择和利用发酵菌种是优化发酵工艺的关键。
发酵菌种的选择应考虑其酶活性、产物产率、耐受性以及对食品的适应能力等因素。
例如,在酿造啤酒的过程中,选择适宜的酵母菌种可提高酒精发酵效率和产品品质。
因此,在发酵工艺的优化中,了解和研究不同菌种的特性十分重要。
此外,控制发酵过程中的环境条件也是优化发酵工艺的一项重要工作。
发酵过程中,温度、湿度、氧气含量和pH值等环境因素对发酵菌种的生长和代谢有着直接影响。
通过合理调控这些环境条件,可以控制菌种的繁殖速度和产物生成率,从而提高发酵工艺的效果。
例如,在制作酸奶的发酵过程中,控制发酵温度和pH值可以使乳酸菌充分繁殖和产生乳酸,达到制造优质酸奶的目的。
在食品加工中,利用辅助剂和功能菌种也是优化发酵工艺的重要手段之一。
辅助剂可以改善发酵过程中的物质转化和产物质量,如添加一定量的酵母活化剂可以促进面包的发酵,增加面包的体积和口感。
而功能菌种则可以通过合成特定的物质或代谢废物,来提高食品的功能性和品质。
例如,在发酵豆浆的过程中,添加苦味还原菌可以降低豆浆中的苦味物质,改善其口感和风味。
发酵工艺的稳定性研究旨在探索和解决工艺中的不确定性和波动性问题。
波动性可能来自原料的差异性、发酵菌种的不稳定性以及加工条件的变动等因素。
通过对这些问题的深入研究,可以设计出稳定的发酵工艺,并优化生产过程,减少成本并提高产品质量。
发酵过程的精准调控与工艺优化方法

发酵过程的精准调控与工艺优化方法发酵是一种生物技术,通过合理控制发酵过程,可以实现对产物的精确调控和工艺优化。
发酵过程的精准调控和工艺优化方法主要包括生物学和工程学两个方面。
生物学方面,精准调控发酵过程首先需要深入了解微生物的生理特性和代谢途径。
微生物的生理特性包括生长速率、酸碱耐受性、温度耐受性等,可以通过调整发酵条件,如温度、酸碱度等来实现微生物的生长和代谢的调控。
代谢途径是微生物产生所需要产物的关键,可以通过基因工程和代谢工程的方法,通过改造微生物的基因组和调控基因表达,调控微生物的代谢途径,实现对产物的精确调控。
例如,某些微生物产生的酒精是由酵母菌通过糖类的发酵产生的,而糖类的发酵需要酵母菌产生特定的酶来催化,因此可以通过改变酵母菌产生这些酶的酶的表达量或者改变酵母菌的酶的特异性,可以实现对酵母菌发酵产生酒精的精确调控。
而在工程学方面,精准调控发酵过程需要考虑的主要是发酵设备和生物反应系统。
发酵设备的优化可以提高发酵过程中的物质传质和热量传递效率,提高微生物的生长速率和代谢活性。
例如,可以通过设计合适的搅拌装置和气体供应系统等,提高微生物的生长环境和营养供应,从而提高发酵的产量和效率。
生物反应系统是指发酵过程中微生物和底物之间的相互作用系统。
通过优化生物反应系统,可以实现对微生物代谢和产物合成的精确调控。
例如,可以通过控制底物的添加速率和浓度,调控微生物的生长速率和代谢途径,从而实现对产物合成的精确调控。
除了生物学和工程学方面,发酵过程的精准调控和工艺优化还需要考虑监测和控制系统。
监测系统可以实时监测发酵过程中的各项参数,如温度、酸碱度、底物浓度、产物浓度等,以便及时调整发酵条件。
控制系统可以根据监测结果,自动调整发酵设备和生物反应系统的操作参数,实现对发酵过程的精确调控和工艺优化。
总之,发酵过程的精准调控和工艺优化方法需要从生物学和工程学两个方面进行综合考虑。
通过深入了解微生物的生理特性和代谢途径,利用基因工程和代谢工程的方法进行微生物的改造,可以实现对产物的精确调控。
发酵工艺优化及发酵液后处理的研究论文

发酵工艺优化及发酵液后处理的研究论文引言发酵工艺是一种常用的生物工艺方法,广泛应用于食品工业、制药工业、环境工程等领域。
优化发酵工艺可以提高发酵产物的质量和产量,同时减少生产成本。
然而,发酵过程中会生成大量的发酵液,其中含有未被完全利用的废液和代谢产物,需要进行后处理才能达到环境友好和资源回收的目的。
本论文旨在研究发酵工艺优化及发酵液的后处理方法。
发酵工艺优化发酵工艺的优化目标是提高发酵产物的质量和产量。
在实际操作中,发酵工艺优化的关键是确定合适的培养基成分、控制发酵条件和优化微生物的生长环境。
培养基成分选择合适的培养基成分对发酵工艺的优化起着至关重要的作用。
培养基成分的选择应考虑到微生物对营养物质的需求。
常见的培养基成分包括碳源、氮源、无机盐和微量元素。
通过优化培养基成分的配比,可以提高微生物的生长速度和产物的产量。
发酵条件控制发酵条件的控制涉及到pH值、温度、氧气供给和搅拌速度等因素。
不同的菌株对这些因素的要求有所不同。
通过对发酵过程中这些因素的控制,可以调节微生物的代谢路径,从而提高产物的产量和纯度。
微生物生长环境优化微生物的生长环境对发酵工艺的影响很大。
微生物的生长环境包括温度、pH 值、氧气供给和营养物质等。
通过对微生物生长环境的调节,可以改变微生物的代谢途径和酶的产生,从而优化发酵工艺。
发酵液后处理发酵液后处理是将发酵液进行处理,以达到环境友好和资源回收的目的。
常见的发酵液后处理方法包括离心、过滤、蒸发和结晶等。
离心离心是将发酵液进行离心分离,分离出胞外物质和纯化产物的一种方法。
离心可以根据物料的密度差异将物料分离出来,从而得到高纯度的产物。
过滤过滤是将发酵液通过滤网分离出固体颗粒的方法。
过滤的主要目的是去除悬浮物和微生物,得到澄清的发酵液。
蒸发蒸发是将发酵液进行加热蒸发,使其浓缩的一种方法。
蒸发可以使发酵液中的水分减少,从而得到高浓度的产物。
结晶结晶是将发酵液通过温度调节和添加结晶剂的方法,使溶解的物质结晶出来。
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发酵工艺优化发酵工艺优化从摇瓶试验到中试发酵罐试验的不同之处1、消毒方式不同,摇瓶是外流蒸汽静态加热(大部分是这样的),发酵罐是直接蒸汽动态加热,部分的是直接和蒸汽混合,会因此影响发酵培养基的质量,体积,PH,透光率等指标。
扩大时摇考虑2、接种方式不同,摇瓶是吸管加入,发酵罐是火焰直接接种(当然有其他的接种方式),要考虑接种时的菌株损失和菌种的适应性等。
3、空气的通气方式不同,摇瓶是表面直接接触。
发酵罐是和空气混合接触,考虑二氧化碳的浓度和氧气的融解情况。
4、蒸发量不同,摇瓶的蒸发量不好控制,湿度控制好的话,蒸发量会少。
发酵罐蒸发量大,但是可以通过补料解决的。
5、搅拌方式不同,摇瓶是摇转方式进行混合搅拌,对菌株的剪切力较小。
发酵罐是直接机械搅拌,注意剪切力的影响和无菌的影响。
6、PH的控制,摇瓶一般通过碳酸钙和间断补料控制PH,发酵可以直接流加控制PH,比较方便。
7、温度控制,摇瓶是空气直接接触或者传热控制温度,但是发酵罐是蛇罐或者夹套水降温控制,注意降温和加热的影响。
8、注意染菌的控制方法不一样,发酵罐根据染菌的周期和染菌的类型等可以采取一些必要的措施减少损失。
9、发酵罐可以取样或者仪表时时检测,但是摇瓶因为量小不能方便的进行控制和检测。
10、原材料不一样,发酵所用原材料比较廉价而且粗旷,工艺控制和摇瓶区别很大等等发酵工艺中补料的作用补料分批培养(fed—batch culture简称FBC)是指在分批培养过程中、间歇或连续地补加一种或多种成分的新鲜培养基的培养方法、与传统的分批集中补料培养相比、它有以下优点:(1)可以避免在分批发酵中因—次投料过多造成发酵液环境突变,造成菌丝大量生长等问题,改善发酵液流变等性质,使得发酵过程泡沫得以控制,节省消泡剂,并提高了装罐系数。
(2)可以控制细胞质量,以提高芽抱的比例,并使pH得以稳定。
(3)可以解除底物抑制,产物反馈抑制和分解阻遏。
(4)可以使“放料和补料”方法得以实施。
该方法在发酵后期、产生了一定数量代谢产物后,在发酵液体积测量监控下,放出一部分发酵液,同时连续补充——部分新鲜营养液,实现连续带放、既有利于提高产物产量.又可降低成本,使得发酵指数得以大幅度提高。
(5)利用FBC技术、可以使菌种保持最大的生产力状态.随着传感技术以及对发酵过程动力学理沦深入研究、用模拟复杂的数学模型使在线方式实最优控制成为可能。
连续补料控制目前采用有反馈控制和无反馈控制两种方式。
有反馈控制:选择与过程直接关系的可检测参数作为控制指标,例如可以测量、控制发酵液PH、采用定量控制葡萄糖流加。
稳定PH在次级代谢最旺盛水平。
而无反馈控制FBC是指无固定的反馈参数,以经验和数学模型相结合的办法来操作最优化控制、从而使抗生素发酵产量得以大幅度提高。
例如发酵过程中前体的补加。
由此可见,要实现对发酵过程的有效控制,就先要解决补科的连续控制问题。
目前国外发酵生产过程连续补料采用:流量计(电磁流量计、液体质量流量计)、小型电动、气动隔膜调节阀和控制器来实现连续补料控制。
菜发酵工厂在中试试验中还成功地运用了电子称加三阀控制的自动补科系统至于装液量的问题,应该从以下几个方面考虑:1、保持在你所需要的转速培养情况下(尤其是在后期,菌丝很多时,转速很高时),不能让发酵液把你的塞子湿掉,容易造成染菌。
2、装液量的体积在消毒过程中,不能因为沸腾把塞子湿掉,或者跑出三角瓶,装液量太多会出现这样的情况。
很容易染菌。
3、根据你的菌种的情况和发酵液的粘度,需要的混匀程度等等方面也要考虑。
4、建议你做一个梯度试验(40-50-60-70-80等)就可以找到你所需要的装液量。
关于剩余空气的排除在灭菌完毕后(100度左右),立刻用盖子或者其他的用品把你的培养摇瓶盖好,有时候这么点空气根本对兼性厌氧发酵没有什么影响,如果你的菌种要求很严的话,最好用干冰加入已经灭菌的空摇瓶后,立刻用其他的样品培养基分装即可。
当然也可以用氮气。
最好是二氧化碳。
你可以再查查看是否有其他的方法,我说的也不完全。
!!消毒(灭菌)工艺的优化1、消毒又叫灭菌,但是又很多的区别在里面(可以上网搜索资料参考,很多的),我们在公司一般把它称为消毒。
消毒其实又很多的学问在里面,一个好的消毒工可以达到一年内千分之一的染菌率,非常的厉害!!2、发酵液经过消毒会遭到很大的破坏,所以首先需要控制消毒前的PH,而后控制消毒时的温度和时间(非常重要,有时候对发酵指标又很大的影响),在VB12发酵中,消毒的质量可以直接影响发酵的水平,从消后的指标就几乎能得出放罐时的指标。
所以必须控制消毒的温度和时间。
3、消毒的方式的不同对发酵影响也很大,公司一般分实消(间断消毒)和连消两种,连消的发酵液质量较好,但是对设备仪器要求恨严格。
实消操作简单,但是控制也不容易,对发酵噎破坏较大,因为它的升降温时间很长。
对设备破坏较大,(震动和蛇罐等)。
4、现在出现一种是螺旋板换热器连续消毒,很方便也很经济。
它的原理和连消鞳相似,只是它靠板式换热,不和蒸汽直接接触,而且它的消毒蒸汽冷凝水可以回流到原培养基进口处加热培养基,可以节约成本。
而且可以控制培养基的体积。
但是对设备的要求很严格(为了保证无菌要求),很少的设备公司能够做好这样的设备。
5、发酵的补料消毒可以通过调节好PH的几种料一起进行消毒,节约成本,如果部分的发酵中对几种物料的利用安比例进行,而且这些物料不发生任何反映,这样消毒既可以调节浓度控制蒸发量,又可以节约能源,一举两得。
6、部分得补料可以加入某种不容物质,消毒后再分开。
保证设备的干净和无菌等,例如油里面可以加入其他的易溶于水的物质等,消毒后分水时可以把它分开。
7、消毒在保证无菌的前体下,还要考虑经济、对培养基破坏情况、操作方便(节省维修时间人员等)、工艺改进等等。
剪切力的计算可以参考(发酵设备),一般的说剪切力一般以搅拌叶的线速度测量,如果没有摇瓶没有搅拌可以参考摇瓶中最大的线速度,计算公式为:转速*3.14*摇瓶中最大的半径的平方。
不过我觉得影响你发酵可能是胞外次级代谢物或者其他的物质。
摇瓶中的剪切力对菌种的影响很小,不过你的菌种我不是很熟悉,不过凭我的经验我觉得他不是主要的因素。
我考虑的可能是氧气对你的影响较大,可能你搅拌时破坏了菌种的生长环境,导致他的代谢途径改变,产生了其他的物质(可能是有害物质)导致了菌种的生长环境改变影响了它的代谢。
还有一点是:你的培养基条件不是很适合菌种的生长,菌种在前期创造了自己生长条件,结果搅拌遭到破坏所以没有长好。
浅谈在发酵工艺优化中统计手段的重要性。
1. 协同效应与关键因素:优化发酵工艺实质是考察各个变量对优化目标的效应以获得各因素(变量)对目标值的影响关系,进而以此为基础确定最优操作条件。
同其他学科一样,在发酵优化时如果能建立各因素对目标的数学表达函数是最为理想的。
但由于发酵中微生物性质的复杂性(微生物内部的代谢机理,调控机制等)及发酵环境多样的传递特性(热,质量、动量),使得要建立一个准确的机理模型十分困难。
因此目前常见的发酵模型多为黑箱模型,即拟合模型(虽然随着对微生物代谢途调控机制的了解及生化反应动力学的发展,不少成功的机理模型也被建立并用于发酵的优化和调控——可参见诸多生化反应动力学教程及研究文献)。
同时,更简单的单因素试验或稍复杂的正交试验也在发酵工艺优化中得到普遍应用。
虽然针对不同的优化要求,优化手段当然可以也应该尽量简单,但目前很多国内学术研究文献还频频采用正交试验的确让人感觉很惋惜,特别是对试验数据的统计处理不够重视,相关的检验欠缺。
因为在发酵时,涉及微生物性质(种类、种龄、活力,接种量),生长条件(pH、温度),培养基组成,传递条件(溶氧量或转速、搅拌速度)等多个变量,所以不仅要考察每个因素的效应,还应考察是否存在不同因素的协同效应。
一般而言,存在如此多的因素,协同效应在所难免。
而要高效判别协同效应,统计手段就不可不重视。
此外,要高效的进行优化时,也应该借助统计手段确定各个因素的效应大小,选择重要的因素进行重点考察,即抓住主要矛盾把好钢(精力)用在刀刃(关键因素)上。
因此,在优化发酵工艺时,一定要有意识的应用统计手段,首先确定关键因素(包括产生重要协同效应的因素),而后再集中精力优化关键因素。
值得一提的是,要事半功倍地实现优化目标,就应该时刻牢记要抓住主要矛盾。
2. 用统计手段建立数学模型:前点已提及要建立数学模型,但为什么要用统计手段建立数模了?我们都知道盲人摸象的故事,其实优化发酵工艺也与此类似。
试想,如果我们能准确地定量了解各个因素是如何影响发酵目标的,那要进行优化就是个简单地求最值的问题。
之所以进行单因素试验或者正交试验,目的就是通过考察输入-输出关系建立变量-响应间的关系。
我们如果仅仅通过考察几个孤立的点就想得到一个系统的全局的关系实在有盲人摸象的危险:获得一个局部的关系,得到一个局部的极值而非全局最值;或者获得失真的关系,得到连极值都不是的结果。
而如果借助统计手段,我们可以有意识的选取一些有代表性的点,以获得全局的正确关系。
比如,如果确定一个正方体的考察空间,那可以选择八个顶点+一个中心点,还可以补充考察六个面上的中心点。
如此一来,不仅对全局做到了有效考察,而且最少只用9个点就可以达到目标,胜于无目的地考察正方体的其他点。
3. 如何事半功倍确定有效因素:如果有12个因素需要考察,那考虑到因素间的两两协同效应,则要另增加12×11=132个因素。
如果采用单因素试验或正交试验,试验将非比寻常。
如果借助适当的统计手段,则可大大减少试验次数。
如Plackett-Burman(拼写可能有误)试验,n次试验可以考察n-1个因素,即进行12次试验可以考察11个因素。
虽然PB有一定的缺陷,但一般而言的确是高效而又实用的。
类似的非平衡或平衡块统计手段还有许多,我们可以根据需要选择合适的手段进行试验以达到目的。
4.应用统计优化的其他好处:在建立数学模型是,选择合适的方法也对优化过程和结果大有裨益。
借助最陡爬坡试验、中心点试验,相应面方法,均匀设计等方法能让你准确、高效的完成试验。
借助SAS,SPAA,Statistics等统计手段,你可以快速完成数据的分析、模型构建及假设检验。
而且这些统计软件还特供了强大的绘图能力,你可以看到所建模型的三维图像,得到直观影响,轻松进行最优求解得到优化条件。
另外,最优算法发展比较快,象基因算法,神经元网络算法也广为应用。
发酵工艺优化前言:发酵工艺的优化在发酵行业起到很大的作用,尤其是在发酵生产中,它是提高发酵指标的一项非常,有用的技术手段.同时也是搞发酵行业的人的必备知识要求之一,借此我想通过和大家交流共同提高发酵方面的知识水平.一、发酵工艺优化方法与思路:发酵工艺优化的方法有很多,它们之间不是孤立的,而是相互联系的。