溶氧对氨基酸发酵的影响及控制

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溶解氧对发酵的影响及其控制

溶解氧对发酵的影响及其控制
3、溶氧高有利于菌体生长和产物合成,但溶氧太大有时会抑 制产物合成。
QO2
C临界
CL
满足微生物呼吸的最低氧浓度叫临界溶氧浓度(c临界),当溶 氧溶度(cL)高于菌体生长的临界溶氧浓度(c临界)时,菌体 的各种代谢活动不受干扰,反之则反。
一般好氧微生物的c临界很低,大约为饱和氧浓度1%~25%。
定义:氧饱和度=发酵液中氧的浓度/临界溶氧溶度
提高罐压
Pi增加则与之平衡的Ci也会增加,对提高(c* - c) 是有一定作用的。
利用纯氧,可以提高(c* - cL)
缺点:价格较高 易引起爆炸
可见,提高KLa最有效的方法是提高N与Vs,并 协调两者之间的关系,其他方法效果不大,且受 限制较多。
2、发酵液的需氧量
发酵液的需氧量(OUR),受c(X) 、基质的种
式中
KL
(c
cL
)
OTR-氧由气相向液相的传递速率(传氧速率,
oxygen take rate),mmol O2 /(L·h);
KLα-液相体积氧传递系数,1/h;
c*-液相饱和溶氧浓度,mmol O2 /L;
cL-液相实际溶氧浓度,mmol O2 /L;
OUR-菌的耗氧速率(摄氧速率,oxygen uptake
但不能够无限的增加通风量,研究表明,当通风量 增加到一定的量后,(Pg/V)会随着Q的增加而下 降。
也就是说单位体积发酵液所拥有的搅拌功率会下 降,不但不能提高kLa,甚至会造成kLa值的下降。
(2)提高(c* - cL),即氧传递动力
c*,改变c*是没有太大的余地的。因为,发酵温 度、浓度等严格的受到菌体生长和发酵工艺的限 制。
OTR = kLa×(P*-P)

溶氧对发酵的影响及控制

溶氧对发酵的影响及控制

溶氧对发酵的影响及控制总述:溶氧(DO)是需氧微生物生长所必须,发酵过程中有多方面的限制因素,而溶氧往往是最易成为控制因素。

发酵液中的溶氧浓度对微生物的生长和产物形成有着重要的影响,在发酵液中溶氧的高低直接影响菌体的生长和代谢产物的积累,并最终决定着发酵产物产量的高低。

根据对氧的需求,微生物可分为专性好氧微生物、兼性好氧微生物和专性厌氧微生物。

以下则主要针对氧在好养微生物,需要微生物或兼性厌氧型微生物的一些影响。

1.溶氧在好氧微生物发酵过程的影响溶氧是发酵中的营养和环境因素,不同发酵阶段的需氧量通常不同。

根据溶氧调控策略对Alcaligenes.sp.NX-3 产威兰胶的发酵过程的影响(5)溶氧对好氧微生物发酵的影响主要分为两方面:是溶氧浓度影响与呼吸链有关的能量代谢,影响微生物生长代谢。

二是在氧直接参与产物合成,且通过溶氧控制条件对深层灵芝发酵生产灵芝酸产量的影响溶氧是好氧性微生物生长发酵的重要工艺参数,对菌体生长和积累代谢产物都有较大影响,定着代谢产物产量的高低。

溶氧过低,不利于菌体生长和代谢产物的积累,溶氧过高,只利于菌体大量生长,代谢产物的积累受到抑制,好氧微生物生长和代谢均需要氧气,此供氧必须满足微生物在不同阶段的需要,在不同的环境条件下,各种不同的微生物的吸氧量或呼吸强度是不同的。

因此,对于好氧性微生物发酵,溶氧参数的控制尤为重要。

而好氧微生物发酵过程中溶氧检测值受多种参数的影响,包括生物代谢过程本身,也包括外部补料、风量、搅拌转速、发酵罐温度、压力等。

可以针对不同的影响因素对发酵过程进行控制与调节。

2.溶氧在需氧菌或兼性厌氧菌微生物发酵过程的影响需氧发酵并不是溶氧愈大愈好,溶氧高虽然有利于菌体生长和产物合成,但溶氧太大有时反而抑制产物的形成。

因此,发酵处于限氧条件下,需要考查每一种发酵产物的临界氧浓度和最适氧浓度,并使发酵过程保持在最适浓度。

根据溶氧对氨基酸发酵的影响及控制(2)中可知发酵液中的氧(溶解氧)是菌体生长与代谢的必需品。

溶氧对发酵的影响及控制

溶氧对发酵的影响及控制

溶氧对发酵的影响及其控制The dissolved oxygen concentration in the fermentation broth (Dissolved Oxygen, referred to as DO) is the key factor to influence the fermentation, has an important influence on microbial growth and product formation. According to the demand of dissolution characteristics and microbial oxygen on oxygen, analysis of the effects of dissolved oxygen on the fermentation and the effect on fermentation, and then determine the control of dissolved oxygen in the fermentation broth and transfer, the maximum production efficiency.Compared with normal PID controller, the new controller is of small overshoot and quick response, improved stability of the system andincrease the yield of products. Study the influence of dissolved oxygen and controlling the fermentation to improve production efficiency, improve product quality, etc. are important.溶氧浓度(DO)作为发酵控制中的一个关键参数,直接影响着发酵生产的稳定性和生产成本,受到工业生产和实验室研究的重视,无论是厌氧还是需氧发酵,研究发酵液中溶氧对发酵的影响都有重要意义。

溶解氧对发酵的影响及其控制

溶解氧对发酵的影响及其控制

溶解氧对发酵的影响及其控制1 溶解氧对发酵的影响溶氧是需氧发酵控制最重要的参数之一。

由于氧在水中的溶解度很小,在发酵液中的溶解度亦如此,因此,需要不断通风和搅拌,才能满足不同发酵过程对氧的需求。

溶氧的大小对菌体生长和产物的形成及产量都会产生不同的影响。

如谷氨酸发酵,供氧不足时,谷氨酸积累就会明显降低,产生大量乳酸和琥珀酸。

1.1 溶氧量在发酵的各个过程中对微生物的生长的影响是不同的改变通气速率发酵前期菌丝体大量繁殖,需氧量大于供氧,溶氧出现一个低峰。

在生长阶段,产物合成期,需氧量减少,溶氧稳定,但受补料、加油等条件大影响。

补糖后,摄氧率就会增加,引起溶氧浓度的下降,经过一段时间以后又逐步回升并接近原来的溶解氧浓度。

如继续补糖,又会继续下降,甚至引起生产受到限制。

发酵后期,由于菌体衰老,呼吸减弱,溶氧浓度上升,一旦菌体自溶,溶氧浓度会明显上升。

1.2 溶氧对发酵产物的影响对于好氧发酵来说,溶解氧通常既是营养因素,又是环境因素。

特别是对于具有一定氧化还原性质的代谢产物的生产来说,DO的改变势必会影响到菌株培养体系的氧化还原电位,同时也会对细胞生长和产物的形成产生影响。

在黄原胶发酵中,虽然发酵液中的溶氧浓度对菌体生长速率影响不大,但是对菌体浓度达到最大之后的菌体的稳定期的长短及产品质量却有着明显的影响。

需氧微生物酶的活性对氧有着很强的依赖性。

谷氨酸发酵中,高溶氧条件下乳酸脱氢酶(LDH)活性明显比低溶氧条件下的LDH酶活要低,产酸中后期谷氨酸脱氢酶(GDH)的酶活下降很快,这可能是由于在高溶氧条件下,剧烈的通气和搅拌加剧了菌体的死亡速度和发酵活性的衰减。

DO值的高低还会改变微生物代谢途径,以致改变发酵环境甚至使目标产物发生偏离。

研究表明,L-异亮氨酸的代谢流量与溶氧浓度有密切关系,可以通过控制不同时期的溶氧来改变发酵过程中的代谢流分布,从而改变Ile等氨基酸合成的代谢流量。

2 溶氧量的控制对溶解氧进行控制的目的是把溶解氧浓度值稳定控制在一定的期望值或范围内。

4谷氨酸发酵控制

4谷氨酸发酵控制

由于各种微生物所具有的酶系不同,所 能利用的碳源往往是不同的。目前所发现的 谷氨酸产生菌均不能直接利用淀粉,只有利 用葡萄糖、果糖、蔗糖和麦芽糖等单糖或双 糖,有些菌种能够利用醋酸、乙醇、正烷烃 等。由于国内绝大多数味精厂采用的碳源为 淀粉水解糖,因此这里主要介绍淀粉水解糖 作业碳源的发酵。
培养基中糖浓度对谷氨酸发酵有很大影 响。在一定范围内,谷氨酸产酸率随糖浓 度增加而增加,但当糖浓度过高时,由于 渗透压增大,对菌体生长和发酵均不利, 当工艺条件配合不当时,糖酸转化率相当 低。同时培养基浓度大,氧溶解的阻力也 增大,影响供氧效率。
由于双酶法(高温淀粉酶液化、糖化 酶水解)对原料中生物素等营养因子破坏 很少,因此采用双酶法制糖时,如果采用 生物素亚适量工艺进行谷氨酸发酵,尽量 采用精制淀粉。
4.1.2 氮源
氮源是合成菌体蛋白质、核酸等含氮物 质和合成谷氨酸氨基的来源。同时,在发酵 过程中一部分氨用于调节发酵液pH,形成谷 氨酸铵。因此,谷氨酸发酵需要的氮源比一 般的发酵工业要高,一般发酵工业碳氮比为 100: 0.2~2.0,而谷氨酸发酵的碳氮比为 100: 15~30。
磷酸盐对谷氨酸发酵影响很大。当磷 酸盐偏高时,菌体代谢转向合成缬氨酸; 但如磷酸盐过低,菌体生长也不好,造成 延长发酵时间,影响谷氨酸的合成。
②硫酸镁 Mg2+许多重要酶(如己糖磷酸化酶、异柠 檬酸脱氢酶、羧化酶等)的激活剂。如果Mg2+ 含量太少,就会影响其底物的氧化。一般革 兰氏阳性菌对Mg2+的最低要求为25mg/L;革 兰氏阴性菌为4~5mg/L。 MgSO4· 2O中含Mg2+ 9.87%,发酵培 7H 养基中添加0.5g/L MgSO4· 2O时,Mg2+浓 7H 度约为50mg/L。

发酵工艺控制(溶氧)

发酵工艺控制(溶氧)

(2)、降低发酵液中的CL
降低发酵液中的CL,可采取减少通气量或降低搅拌转速等方式来降低KLa,使发酵液中的CL降低。但是,发酵过程中发酵液中的CL不能低于C临界,否则就会影响微生物的呼吸。
目前发酵所采用的设备,其供氧能力已成为限制许多产物合成的主要因素之一,故此种方法亦不理想。
(一)影响氧传质推动力的因素
要想增加氧传递的推动力(C*一CL),就必须设法提高C*或降低CL。
1、提高饱和溶氧浓度C*的方法
A、温度:降低温度
B、溶液的性质:一般来说,发酵液中溶质含量越高,氧的溶解度越小。
C、氧分压:在系统总压力小于0.5MPa时,氧在溶液中的溶解度只与氧的分压成直线关系。气相中氧浓度增加,溶液中氧浓度也增加。
氨基酸合成的需氧程度产生上述差别的原因,是由它们的生物合成途径不同所引起的,不同的代谢途径产生不同数量的NAD(P)H,当然再氧化所需要的溶氧量也不同。第一类氨基酸是经过乙醛酸循环和磷酸烯醇式丙酮酸羧化系统两个途径形成的,产生的NADH量最多。因此NADH氧化再生的需氧量为最多,供氧愈多,合成氨基酸当然亦愈顺利。第二类的合成途径是产生NADH的乙醛酸循环或消耗NADH的磷酸烯醇式丙酮酸羧化系统,产生的NADH量不多,因而与供氧量关系不明显。第三类,如苯丙氨酸的合成,并不经TCA循环,NADH产量很少,过量供氧,反而起到抑制作用。肌苷发酵也有类似的结果。由此可知,供氧大小是与产物的生物合成途径有关
这个理论假定在气泡和包围着气泡的液体之间存在着界面,在界面的气泡一侧存在着一层气膜,在界面液体一侧存在着一层液膜,气膜内的气体分子与液膜中的液体分子都处于层流状态,分子之间无对流运动,因此氧分子只能以扩散方式,即借助于浓度差而透过双膜,另外,气泡内除气膜以外的气体分子处于对流状态,称为气流主体,在空气主流空间的任一点氧分子的浓度相同,液流主体亦如此。

氨基酸类药物的发酵生产—谷氨酸的发酵生产

氨基酸类药物的发酵生产—谷氨酸的发酵生产

生物素的来源:氨基酸生产上可以作为生物素来源的原料 有玉米浆、麸皮水解液、糖蜜及酵母水解液等,通常选取 几种混合使用。例如,许多工厂选择纯生物素、玉米浆、 糖蜜这三种物质来配制培养基。各种原料来源及加工工艺 不同,所含生物素的量不同。玉米浆含生物素500μg/kg, 麸皮含生物素300μg/kg,甘蔗糖蜜含生物素1500μg/kg。
操作简单 周期长,占地面积大。
直接常温等电点法工艺流程
发酵液
起晶中和点(pH4-4.5) 育晶(2h)
盐酸
菌体及细小的 谷氨酸晶体
等电点搅拌pH3-3.22 静置沉降4-6h 离心分离
成品
母液
干燥
湿谷氨酸晶体
2、离子交换法
可用阳离子交换树脂来提取吸附在树脂上的谷氨 酸阳离子,并可用热碱液洗脱下来,收集谷氨酸 洗脱流分,经冷却、加盐酸调pH 3.0~3.2进行结 晶,之后再用离心机分离即可得谷呈棒形或短杆形; 革兰氏阳性菌,无鞭毛,无芽孢;不能运动; 需氧性的微生物; 生物素缺陷型; 脲酶强阳性; 不分解淀粉、纤维素、油脂、酪蛋白、明胶等;
发酵中菌体发生明显形态变化,同时细胞膜渗透性改变; 二氧化碳固定反应酶系强; 异柠檬酸裂解酶活力欠缺或微弱,乙醛酸循环弱; α-酮戊二酸氧化能力微弱; 柠檬酸合成酶、乌头酸酶、异柠檬酸脱氢酶、谷氨酸脱氢酶活
有机氮丰富有利于长菌,因此谷氨酸发酵前期要 求一定量的有机氮,通常在基础培养基中加入适 量的有机氮,在发酵过程中流加尿素、液氨或氨 水来补充无机氮。
(3)无机盐
磷酸盐 :工业生产上可用K2HPO4·3H2O、KH2PO4、 Na2HPO4·12H2O、NaH2PO4·2H2O等磷酸盐,也可用磷酸。 过高:代谢转向合成缬氨酸。 过低:菌体生长缓慢。

氨基酸发酵工艺学

氨基酸发酵工艺学

氨基酸发酵工艺学氨基酸发酵工艺学是研究氨基酸生产过程中的发酵过程和工艺参数的科学。

氨基酸是生命体中重要的有机物质,广泛应用于医药、化工、食品等领域。

通过发酵工艺学的研究,可以优化氨基酸的生产工艺,提高产量和质量,降低生产成本。

氨基酸发酵工艺学主要包括微生物的选育与改良、发酵介质的配方和优化、发酵条件的控制等环节。

首先,通过选择适合生产目标氨基酸的微生物种类进行培养,并通过基因改造等手段提高其产酸能力和抗生素产量。

其次,合理配方发酵介质,提供微生物生长和代谢所需的营养物质,如碳源、氮源、无机盐等,并优化营养物质浓度和比例,以提高产酸效率。

同时,还需要注意控制介质的pH值、温度和氧气供应等因素,以最大程度地促进微生物生长和酸产量。

此外,还需要加入抗泡剂、抗生素等辅助物质,防止发酵过程中的杂菌污染。

在发酵过程中,通过监测微生物生长曲线、消耗和产酸速率等指标来了解反应的进程和微生物代谢状态。

根据这些数据,可以调整前述的工艺参数,如发酵温度、密度、通气量、搅拌速度等,以提高产酸效率和酸产量。

在工艺的最后阶段,通过优化酸的提取、纯化和结晶工艺,以获得高纯度的氨基酸产品。

随着生物技术的发展,氨基酸发酵工艺学还涉及到基因工程、酶工程等新技术的应用。

通过选择、改造和优化微生物的代谢途径和酶系统,可以进一步提高氨基酸的产酸效率和产量,同时降低废水和废料的排放。

总之,氨基酸发酵工艺学是一门综合知识学科,涉及到微生物学、生化学、工程学等多个领域的知识。

通过深入研究和应用,可以不断改进氨基酸生产工艺,满足市场需求,推动氨基酸产业的发展。

氨基酸发酵工艺学是一门涉及微生物学、生化学、生物工程学等多学科的综合学科,旨在通过研究发酵过程和优化工艺参数,提高氨基酸的产量和质量,降低生产成本,促进氨基酸产业的发展。

在氨基酸发酵工艺学中,微生物的选育与改良是一个重要的环节。

微生物是氨基酸发酵的生产工具,不同的微生物对于氨基酸的产量和产物特性有着不同的影响。

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溶氧对氨基酸发酵的影响及控制
【摘要】本文对溶解氧在氨基酸微生物工业发酵的影响及控制策略进行了系统分析和探讨。

【关键词】氨基酸发酵;DO;溶解氧控制
利用微生物发酵生产氨基酸的技术已历半个多世纪。

氨基酸生物发酵是一个复杂的生化反应过程,溶解氧是氨基酸发酵生产工艺的一个非常重要的控制参数[1]。

发酵液中溶氧的高低直接影响菌体的生长和代谢产物的积累,并最终决定着氨基酸产量的高低[2]。

因此,研究溶解氧在氨基酸微生物工业发酵中对产物生产的影响及控制策略,对氨基酸发酵工艺管理的优化和工艺过程的放大具有重要意义。

笔者对氨基酸发酵工艺的供氧问题进行了分析与探讨,对增加溶氧的主要方法进行了综述,以期对氨基酸工业生产提供一定的借鉴。

1 氧在氨基酸好氧发酵过程的作用
氨基酸发酵生产菌大多为需氧菌或兼性厌氧菌。

发酵液中的氧(溶解氧)是菌体生长与代谢的必需品。

氨基酸的发酵过程主要包括菌体生长和代谢产物积累2个阶段,溶解氧在氨基酸发酵中的主要作用有两点:①参与氨基酸生物合成所必须的ATP,以完成生物氧化作用,并使菌体能够充分生长;②只有在氧的存在下,氨基酸的生物合成过程中产生的NAD(P)H2才能被氧化生成NAD(P),确保反应向合成氨基酸产物的方向进行。

因此在氨基酸发酵过程中要保持一定的溶氧量来满足菌体生长和产酸的耗氧需要;溶氧的高低,应该根据不同菌种,不同培养阶段和培养条件等具体情况决定,将溶解氧控制在一个最佳水平以实现糖和酸最大转化率。

1.1 溶解氧对菌体生长的影响
氨基酸发酵的前期是菌体生长的主要阶段,如果发酵液中溶解氧的浓度受到限制,就会影响菌体的生长与繁殖,进而影响到最终的氨基酸产量。

如谷氨酸发酵过程中,在菌体生长期,溶解氧浓度过低,在产酸期则抑制谷氨酸合成,生成大量代谢副产物;反之,溶解氧浓度过高,菌体生长受到高氧抑制,生长慢,耗糖慢,造成后期菌体容易衰老,导致糖酸转化率偏低[3]。

1.2 溶解氧对发酵产物积累的影响
氨基酸发酵按照合成途径不同,需氧量的差异可分为三类,第一类,是合成期需供氧充分,产酸量才能达最大的谷氨酸系氨基酸;第二类,是合成期满足供氧,就能达到最高产量,一但供氧受限,产量会受影响但并不十分明显的是天冬氨酸系氨基酸;第三类,是只有在供氧受限、细胞呼吸受抑制时,才能获得最大量的氨基酸,如果供氧充足,产物形成反而受到抑制的亮氨酸、缬氨酸和苯丙氨酸等。

因此,在实际生产应用中,应根据合成氨基酸种类及具体需要确定溶氧控
制水平。

在谷氨酸发酵生产实践中发现,在谷氨酸合成期,溶氧低,会造成没有足够的氧合成谷氨酸,产生乳酸等代谢副产物;溶氧水平过高,耗糖慢,产酸较少,转化率不高[4]。

2 溶氧量的控制
在氨基酸微生物发酵中,对溶解氧进行控制的目的是把溶解氧浓度值稳定控制在一定的期望值或范围内,以满足菌种不同生长时期的要求。

溶解氧浓度受生物反应器中多种物理,化学和微生物因素的影响和制约,与其它过程参数的关系也十分复杂。

其传递速率方程及需氧速率公式如下:
N=KLa(C*-CL)
其中:N——氧的传递速率[mmmol/(L·h)]
C*——溶液中溶解氧饱和浓度(mmol/L)
CL——溶液中溶解氧浓度(mmol/L)
KL——以浓度差为推动力的氧传递系数(m/h)
a——比表面积(单位体积溶液中所含有的气液接触面积,m2/m3),很难测定,故将其与KL合并成KLa,称为液相体积氧传递系数(h-1)
N=QO2X=r
其中:N——需氧速率[mmmol/(L·h)]
QO2——呼吸强度(氧的比消耗速率)[mmmol/(g·h)]
X——培养液中的菌体浓度(g/L)
r——摄取率[mmmol/(L·h)]
供需氧平衡时:KLa(C*-CL)=QO2X=r,KLa=r/(C*-CL)
从公式看出对DO值的控制主要集中在氧的溶解和传递两个方面;而影响微生物需氧量的因素有:微生物种类、生长阶段、培养基组成、培养液中氧溶解浓度、CO2浓度的影响。

呼吸强度随溶解氧浓度的增加而增加,当溶解浓度达到呼吸临界氧浓度时呼吸强度不再变化;临界氧浓度与微生物的种类、培养条件、生长阶段有关。

2.1 控制溶氧量
从以上推导不难得出,(C*-CL)是氧在发酵液中溶解的推动力,因此控制溶氧量首先需要控制氧分压(C+)。

例如有的高密度培养会采用通入纯氧的方式来提高氧分压,进而提高溶氧量。

但是厌氧发酵则采用其他方式将氧分压控制在较低水平。

例如,啤酒发酵,在麦汁充氧和酵母接种阶段,一般要求氧含量达到8~1OPPM;由于氧是难溶气体,在一定的温度和压力下,DO值有一上限;因此,向发酵液中加入氧载体是提高DO值的有效方法。

有实验表明,在发酵基质中添加5%正十二烷,可明显地提高发酵介质中的溶氧水平改善供氧条件,维持溶氧的相对稳定,增加菌体浓度,提高L一天冬酞胺酶发酵水平(21%左右)。

2.2 控制氧传递速率
要控制氧在发酵液中的传递速率,主要应从KLa的影响因素入手。

在一定意义上,KLa的值越大,则好氧生物反应器的传质性能越好。

控制KLa的途径主要有改变操作变量、发酵液的理化性质和反应器的结构3个方面。

操作变量主要有温度、压力,通风量和转速(搅拌功率)等,发酵液的理化指标则包括发酵液的黏度、表面张力、氧的溶解度、发酵液的组成成分、发酵液的流动状态等;发酵反应器的结构包括发酵反应器的类型、反应器各部分尺寸的比例、空气分布器的形式等。

有些因素也是相互关联的。

另外在培养过程中并不是维持DO越高越好。

即使是专性好气菌,过高的DO也可能会对生长不利。

2.3 实际生产中的应用
实际生产中可控的对溶氧影响较大的因素有通气量、搅拌功率、罐压,另外尾气中CO2的含量也可以作为实际控制的参考指标。

空气流速与通气量成正比关系,当空气流速增加时,发酵液空气增多、相对密度下降,使搅拌功率降低当空气流量过大,通入的空气不经过搅拌叶的分散,而沿着搅拌轴形成空气通道直接溢出发酵罐,搅拌功率不再下降时空气流速称为“气泛点”,此时KLa也不再增加。

搅拌可增加发酵液流速,延长空气滞留时间,但搅拌过大会导致剪切力变大易损伤菌丝。

搅拌功率见上文公式:P=Kd5n3ρ。

增加罐压可提高氧的分压,但会减小气泡体积,会较少气液接触面积,但同时增加设备负担。

菌体自然生长曲线分为适应期、对数期、稳定期、衰亡期。

菌体快速生长期的呼吸商(CO2产生与O2吸收之比)较产物生产期的呼吸商要高。

根据菌体生长曲线可对应绘制单位菌重的呼吸商变化曲线。

生产过程中通过测定实际尾气中CO2和O2变化情况,对比呼吸商变化曲线可了解菌体的生长情况,并根据生产要求及时调节O2的供应。

对一定设备而言,固定搅拌功率和罐压,通气量对KLa的影响曲线如下图[4]:
通入过大的通气量,利用O2 /CO2测定仪测定呼吸商饱和变化曲线;然后降低通气量,直到呼吸商出现下降,即达到菌体发酵的供氧临界值。

以后,对于一定的生产即可根据为其测定情况及时调节通气量,既保证发酵生产,又节约资源。

3 结语
对于氨基酸生物发酵,在实际生产中,应根据溶氧控制理论的分析与指导,从工艺配方、工艺控制参数调整和设备构造改造等方面入手,采取适当的措施,使氧的供应量与实际需求量相适应,从而实现氨基酸发酵工艺管理的最优化,在满足工艺要求的同时,达到提高单位产量,降低生产的成本的目标。

【参考文献】
[1]彭珍荣.微生物资源与氨基酸的生产和应用[J].化学与生物工程,2003,20(6):7-8.
[2]陈宁.氨基酸工艺学[M].北京:中国轻工业出版社,2007:47-59.
[3]王营,董亮,张雁铃,等.谷氨酸发酵标准溶解氧水平的确定[J].食品与发酵工业,2005,31(9):42-44.
[4]王宏龄,张国峰.溶解氧在谷氨酸发酵中的应用[J].发酵科技通讯,2005,34(1):4-6,12.。

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