发酵过程控制
发酵过程控制(概述)
数理统计学方法：运用统计学方法设计实验和分析
实验结果，得到最佳的实验条件。如正交设计、均匀设 计、响应面设计。 优点 同时进行多因子试验。用少量的实验，经过数 理分析得到单因子实验同样的结果，甚至更准确，大大 提高了实验效率。 但对于生物学实验要求准确性高，因为实验的最佳 条件是经过统计学方法算出来的，如果实验中存在较大 的误差就会得出错误的结果。
二
发酵过程工艺控制的目的
有一个好的菌种以后要有一个配合菌种生长的最佳条 件，使菌种的潜能发挥出来。 目标是得到最大的比生产速率和最大的生产率。
发挥菌种的最大生产潜力考虑之点
菌种本身的代谢特点 ： 生长速率、呼吸强 度、营养要求（酶系统）、代谢速率
菌代谢与环境的相关性： 温度、pH、渗透 压、离子强度、溶氧浓度、剪切力等
本节重点内容
根据发酵工艺，发酵分为哪几种类型？ 各自有何优缺点？
微生物代谢是一个复杂的系统，它的代谢呈网络 形式，比如糖代谢产生的中间物可能用作合成菌体的 前体，可能用作合成产物的前体，也可能合成副产物， 而这些前体有可能流向不同的反应方向，环境条件的 差异会引发代谢朝不同的方向进行。
发酵过程受到多因素又相互交叉的影响如菌本身的遗传 特性、物质运输、能量平衡、工程因素、环境因素等等。 因此发酵过程的控制具有不确定性和复杂性。 为了全面的认识发酵过程，本章首先要告诉大家分 析发酵过程的基本方面，在此基础上再举一些例子，说
第一节 发酵过程工艺控制的 目的、研究的方法和层次
一 发酵过程的种类
分批培养
补料分批培养
半连续培养 连续培养
1、 分批发酵 简单的过程，培养基中接入菌种以后，没有 物料的加入和取出，除了空气的通入和排气。 整个过程中菌的浓度、营养成分的浓度和产 物浓度等参数都随时间变化。
发酵工程发酵过程控制
发酵工程发酵过程控制1. 引言发酵工程是利用微生物的生理代谢过程来生产有机化合物的一种工程技术。
而发酵过程控制则是在发酵工程中对发酵过程进行调控和监控，以确保发酵过程能够稳定进行，并获得高产率和良好的产品质量。
发酵过程控制通过对微生物与培养基、发酵设备和操作条件等方面进行控制，研究微生物的生长规律和代谢产物的生成规律，实现对发酵过程的调控，以实现最佳的发酵效果。
本文将介绍发酵工程发酵过程控制的主要内容和方法。
2. 发酵过程控制的目标发酵过程控制的主要目标是实现以下几个方面的调控：1.生物量的控制：调控微生物的生长速率和生物量，使其在适宜的培养基和环境条件下获得最佳生长，提高产酶或产物的产量；2.代谢产物的控制：调控微生物代谢过程中的关键反应步骤，实现选择性产物的生成，并提高产量；3.溶氧的控制：调控发酵过程中的溶氧浓度，提高氧传递效率，防止氧的限制性产物的堆积；4.pH的控制：调控发酵过程中的pH值，维持合适的酸碱环境，促进微生物的生长和代谢；5.温度的控制：调控发酵过程中的温度，提供适宜的环境条件，促进微生物的生长和代谢。
3. 发酵过程控制的方法发酵过程控制主要采用以下几种方法：3.1 反馈控制反馈控制是一种基于对发酵过程变量的测量和反馈，通过调节控制器输出量，实现对发酵过程的调控。
常见的反馈控制方法包括：•温度控制：通过测量发酵容器内的温度，控制加热或降温设备的输出，以维持适宜的温度；•pH控制：通过测量发酵液的pH值，控制酸碱调节器的输出，以维持适宜的酸碱环境；•溶氧控制：通过测量发酵液中的溶氧浓度，控制气体供应设备的输出，以维持适宜的溶氧浓度。
3.2 前馈控制前馈控制是一种基于对发酵过程中外部输入变量的预测，通过调节控制器输出量，实现对发酵过程的调控。
常见的前馈控制方法包括：•溶氧前馈控制：根据发酵微生物对溶氧需求的特性，通过对气体供应设备输出的调节，提前调整溶氧浓度，以满足微生物的需求；•pH前馈控制：根据发酵产物对酸碱环境的敏感性，通过对酸碱调节器输出的调节，提前调整pH值，以维持合适的酸碱环境。
发酵工艺过程控制
发酵工艺过程控制发酵工艺过程控制是指在发酵过程中，通过合理控制发酵的条件和参数，使发酵过程达到预期的目标，达到最佳的产品质量和产量。
发酵工艺过程控制包括发酵条件的选择、发酵参数的控制和数据采集、分析等内容。
下面将详细介绍发酵工艺过程控制的一些关键点。
首先，在发酵工艺过程控制中，发酵条件的选择非常重要。
发酵条件包括温度、pH值、氧气供应和搅拌速度等。
不同的微生物和发酵产物有其适宜的发酵条件。
一般来说，温度是一个非常关键的参数。
适宜的温度可以提高微生物的生长速率和代谢活性，从而提高产物的产量和质量。
同时，pH值也会影响微生物的生长和代谢。
合适的pH值可以提供一个适宜的酶活性和物质转运环境。
氧气供应和搅拌速度对于需要氧气的微生物来说非常重要。
合适的氧气供应和搅拌速度可以提高微生物的通气效果和溶氧量，从而提高产量和代谢产物的选择性。
其次，在发酵工艺过程控制中，对发酵参数的控制和数据采集、分析也是至关重要的。
发酵参数包括微生物的接种量、培养基成分比例、培养基的初始pH值等。
合理的微生物接种量和培养基成分比例可以提高产物的产量和质量。
同时，初始pH值的控制可以提供一个合适的环境供微生物生长和代谢。
在发酵过程中，需要对各个参数进行实时的数据采集和分析，以便及时调整和优化发酵条件。
通过数据采集和分析，可以有效地监测发酵过程的进展，及时发现并解决问题，从而提高发酵工艺的稳定性和可控性。
另外，在发酵工艺过程控制中，发酵的时间也是需要考虑的一个因素。
发酵的时间过短可能导致微生物的生长和代谢不完全，从而影响产物的产量和质量；发酵的时间过长则可能导致微生物的过度生长和细胞死亡，影响发酵过程的稳定性和可控性。
因此，需要通过实验和经验来确定合适的发酵时间，以达到最佳的产物质量和产量。
综上所述，发酵工艺过程控制是一个非常重要的领域。
通过合理选择发酵条件和控制发酵参数，以及进行数据采集和分析，可以实现对发酵过程的有效控制，提高产品的产量和质量。
生物发酵过程及其控制
生物发酵过程及其控制生物发酵是指微生物在一定的环境下利用有机物质发生代谢过程，通过酶的作用产生各种有用的代谢产物。
发酵技术在生产上有着极为广泛的应用，包括食品、药品、生物质能源等领域。
本文将就生物发酵的过程及其控制进行探讨。
一、发酵的基本过程发酵的基本过程包括微生物菌种的培养、基质的制备和发酵过程。
培养微生物菌种需要选用适合的培养基和合适的培养条件。
可以在实验室中进行人工培养，也可在自然界中选择自然发酵菌株。
基质的制备需要考虑到基质成分、PH值、温度等因素，以保证微生物菌种的正常生长和代谢活动。
发酵过程则包括发酵容器的选择，如罐式、槽式、筒式等多种类型。
同时还需要控制发酵过程中的参数，包括温度、PH值、通气量、搅拌速度等因素。
二、发酵过程中的微生物代谢微生物通过营养需求和代谢途径的不同将基质转化为各种代谢产物。
举一个例子，以酿酒菌为代表的酵母菌在经过葡萄糖酵解的过程中，首先将葡萄糖分解成酒精和二氧化碳。
随后，将酒精进一步代谢，转化为较为稳定的乙醇。
同时，微生物在代谢过程中也会产生产物外流问题，例如在生产酸奶的过程中，乳酸细菌代谢产物的堆积会导致形成酸味。
三、发酵过程的控制发酵过程的控制是实现生产效益最大化的重要手段。
发酵过程的控制需要根据具体的微生物代谢特征和反应条件进行调节。
常用的调节手段包括温度控制、PH值调节、通气控制和搅拌速率调节等。
其中，PH值控制的重要性越来越受到重视。
由于微生物的代谢过程对PH值非常敏感，过高或过低的PH值会导致微生物代谢异常，严重时甚至会导致微生物死亡。
四、发酵技术的应用发酵技术的应用范围非常广泛，具有极为广阔的前景。
其中，食品工业应用最为广泛，如发酵豆腐、酿酒、面包等。
药品工业中，通过发酵生产出多糖、激素、维生素等高附加值产品。
此外，发酵技术在清洁能源、生物肥料、环境工程等领域也有着广泛的应用。
综上所述，生物发酵是一种非常重要的生产技术，拥有广阔的应用前景。
发酵过程中，微生物的代谢途径和控制参数的调节，能够最大程度地提高发酵工艺的效益。
发酵工艺过程及控制介绍
发酵工艺过程及控制介绍1. 引言发酵是一种常见的生物过程，广泛应用于食品、饮料、药品等行业。
掌握发酵工艺的相关知识和控制方法对于提高产品品质、减少生产成本具有重要意义。
本文将介绍发酵工艺的基本过程和常见的控制方法，希望能为读者提供一些有用的信息。
2. 发酵工艺的基本过程发酵工艺是利用微生物在一定条件下进行生物代谢产生有用产物的过程。
其基本过程可以分为以下几个阶段：2.1 发酵前处理发酵前处理包括原料准备、消毒灭菌和接种等步骤。
原料准备是根据产品的不同需求选择合适的原料，并进行加工处理，如研磨、过滤等。
消毒灭菌是为了杀死微生物，防止杂菌污染。
接种是将合适的微生物菌种引入到发酵系统中，以促进发酵的进行。
2.2 发酵主过程发酵主过程是指微生物在适宜的环境条件下，利用碳源、氮源和能源进行代谢活动。
这个阶段主要包括菌种适应期、生长期和产物积累期。
在菌种适应期，微生物适应新的环境条件，准备进入生长期。
在生长期，微生物通过吸收和利用外部营养物质，进行生物合成和生长增殖。
在产物积累期，微生物代谢产物开始积累，并趋于稳定。
2.3 发酵后处理发酵后处理主要包括产物分离、精制、贮存等步骤。
产物分离是将发酵液中的固体和液体分离开来，常用的分离方法包括离心、膜分离等。
精制是对分离得到的产物进行纯化和提纯，以满足产品的要求。
贮存是将产物储存起来，以便日后销售和使用。
3. 发酵工艺的控制方法为了保证发酵工艺的顺利进行和产物的高质量，需要采用一些控制方法。
以下是常见的发酵工艺控制方法的介绍：3.1 温度控制温度是影响微生物生长和代谢的重要因素之一。
合适的温度可以提高微生物代谢活性，促进产物的积累。
过高或过低的温度都会对发酵产物的质量和产量产生不良影响。
因此，在发酵过程中，需要对发酵系统进行温度控制，保持适宜的温度范围。
3.2 pH控制pH是微生物生长和代谢的另一个重要因素。
微生物对不同pH值的适应能力有所不同，因此，在发酵过程中，需要控制发酵液的pH值，使其保持在适宜的范围内。
发酵过程的控制
温度提高，合成四环素的比例也提高，温度到达 35 ℃
时，金霉素的合成几乎停顿，只产生四环素。
4、温度还影响基质溶解度
在发酵液中的溶解度也影响菌对某些基质的分解
吸收。因此对发酵过程中的温度要严格控制。
五、最适温度的控制
1、根据菌种及生长阶段来选择 微生物种类不同，所具有的酶系及其性质不同，所要求
在发酵30h，一次性参加0.1%、0.2％、0.3％、0.4％的次黄嘌呤 对鸟苷产量的影响
第五节 菌体浓度与基质对发酵的影响
一、菌体浓度对发酵的影响 菌体浓度与菌体生长速率直接相关 菌体浓度的大小影响产物的得率 控制培养基中营养物质的含量来控制菌体浓
度
二、基质对发酵的影响及控制
1、碳源对发酵的影响及控制
容易实现自动控制 1、化学消泡机理 消泡剂外表张力低，使气泡膜局部的外表张力降低，
使得平衡受到破坏
2、消泡剂选择的依据及常用的消泡剂种类 〔1〕选用依据： ①外表活性剂 ②对气-液界面的散布系数必须足够大 ③无毒害性，且不影响发酵菌体； ④不干扰各种测量仪表的使用； ⑤在水中的溶解度较小 ⑥来源方便，本钱低
二、发酵热的测量及计算
发酵热的测定可采用以下几种方法：
①利用热交换原理，测量一定时间内冷却水的流量和冷 却水进出口温度，根据
Q发酵 = qvC〔t2 – t1〕/V；
qv为冷却水体积流量，L/h；C为水的比热容，kJ/kg ℃；V为发酵液体积，m3
②利用温度变化率：先使罐温恒定，再关闭自控装置，测量温度 随时间上升的速率，根据
异亮氨酸发酵
不同pH控制方式对目的突变株ISw330异亮氨酸摇 瓶发酵的影响，结果如下图。 “1〞表示只加CaC03 控制pH值，“2〞表示只加尿素控制，“3〞表示 CaC03和尿素联合控制pH值。
生物发酵过程中的控制策略
生物发酵过程中的控制策略生物发酵是一种特殊的化学过程，可以利用微生物代谢产生有用的产物。
这种过程可以用来生产酸、酒精、乳酸、酶、抗生素等。
然而，控制生物发酵过程是非常重要的，因为微生物有种种生长条件和代谢路径选择，必须用适当的控制策略才能达到良好的产量和质量。
下面本文将探讨关于生物发酵过程中的控制策略的几个关键方面。
1. 控制发酵物质的转变在生物发酵中，生物体内代谢反应产生的中间产物和代谢产物会相互影响，对发酵过程的产出、时间和质量等产生重要影响。
因此，在生物发酵过程中，必须掌握好反应条件，以使其达到理想的产出效果。
首先，要做到微生物菌群环境的控制，例如调节发酵器PH、温度等参数，保持一个理想的生长环境和代谢环境。
因此，选择合适的补料、减少氧气供应等。
同时，还应注意对发酵液的持续监测，了解每一时刻的发酵状态，及时修改发酵参数。
这一系列的控制措施旨在确保微生物体内的代谢产物在适宜的转化途径上进行转变，从而达到更高的产量和品质。
2. 控制细胞的生长和分裂在生物发酵过程中，发酵液中的微生物并不是一开始就处于快速增长的状态。
这是因为微生物需要适应环境，进行代谢调整和新基因的表达等过程。
在这个过程中，要注意调整发酵液环境，控制生长速率。
此外，还需防止微生物体积过多和细胞死亡过快等问题。
最后，要在适当的时候终止发酵反应，对细胞完成生长周期和生物代谢途径。
3. 控制气体输送生物发酵过程中，气体输送也是一个需注意控制的方面。
在空气或其他气体的供应中，氧气、二氧化碳、氮气等气体的流动性直接影响微生物代谢。
控制气体输送方式和速度，能够降低二氧化碳累积或氧气不足的情况，使微生物代谢通畅并确保良好地发酵效果。
此外，在输送气体的同时还要注意识别微生物产生的气体，学习和处理产生的微生物氣體处理和管理方式。
4.优化和选择合适的微生物结构生物体内代谢能力是产生发酵产品的关键，而微生物的菌株和菌群的选择能够对发酵产率造成重要影响。
发酵过程中控制杂菌的方法
发酵过程中控制杂菌的方法
1.设备与环境消毒：
-在发酵前，应对所有接触发酵物料的设备，如发酵罐、管道、过滤器、阀门等进行全面、彻底的清洁和消毒，可使用高温蒸汽灭菌、化学消毒剂浸泡等方式进行消毒处理。
2.培养基灭菌：
-制备的发酵培养基必须在严格的无菌条件下操作，通过高压蒸汽灭菌或其它适用方式彻底灭菌，确保无任何杂菌存在。
3.无菌操作技术：
-接种、转接、取样等操作应在无菌操作台上进行，操作人员需要穿戴无菌防护装备，遵循无菌操作规程，避免引入杂菌。
4.种子纯化：
-使用纯净、活性良好的种子进行接种，必要时对种子进行多次传代净化，剔除可能携带的杂菌。
5.温度与pH控制：
-发酵过程中适当调整和控制温度、pH值等参数，创造有利于目标菌株生长而不利于杂菌滋生的条件。
6.监控与检测：
-定期对发酵过程进行监测，包括pH值、溶解氧、浊度等指标的变化，及时发现异常。
并对发酵液进行微生物检测，一旦发现杂菌污染，立即采取相应措施。
7.添加抑菌剂：
-在某些情况下，可在发酵过程中添加适量的抑菌剂或抗生素来抑制杂菌生长，但这需要考虑对目标菌株的影响。
8.应急措施：
-若发现早期染菌，可通过降低培养温度、调整补料策略、补充杀菌剂或抗生素等手段尝试挽救；若中后期染菌且不影响产品质量，则可考虑提前终止发酵。
9.优化工艺流程：
-改进工艺流程，如采用一次性使用系统、密闭连续流发酵技术等，减少人为操作带来的污染风险。
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（2）搅拌热（Q搅拌）：搅拌器转动引起的液体 之间和液体与设备之间的摩擦所产生的热量。 搅拌热与搅拌轴功率有关，可用下式计算：
Q搅拌＝P×860×4186.8（焦耳/小时）
（3）蒸发热（Q蒸发）：空气进入发酵罐与发酵 液广泛接触后，引起水分蒸发所需的热能。
（4）辐射热（Q辐射）：由于罐外壁和大气间的 温度差异而使发酵液中的部分热能通过罐体向 大气辐射的热量。
（3）根据菌生长情况
➢生长快的菌种，维持在较高温度时间要短些；生 长慢的菌种，维持较高温度时间可长些。培养条件 适宜，如营养丰富，通气能满足，那么前期温度可 髙些，以利于菌的生长。
➢总的来说，温度的选择根据菌种生长阶段及培养 条件综合考虑。要通过反复实践来定出最适温度。
3.发酵热的产生和控制
（1）生物热（Q生物）： 产生菌在生长繁殖过 程中产生的热能。
8. 料液流量（L／min） 这是控制流体进料的参数。
（二）化学参数
1． pH（酸碱度）
•发酵液的pH是发酵过程中各种产酸和产碱的 生化反应的综合结果。
•它是发酵工艺控制的重要参数之一。它的高 低与菌体生长和产物合成有着重要的关系。
2．基质浓度（g或mg％） •是指发酵液中糖、氮、磷等重要营养物质的 浓度。 •它们的变化对产生菌的生长和产物的合成有 着重要的影响，也是提高代谢产物产量的重 要控制手段。 •在发酵过程中，必须定时测定糖（还原糖和 总糖）、氮（氨基氮或氨氮）等基质的浓度。
发酵过程中，发酵液温度变化取 决于上面几个因素：
Q发酵= Q生物+ Q搅拌—Q蒸发—Q辐射
总的来说抗生素发酵是一个放热过程。 对温度通过冷却进行控制。 夹套 冷却蛇管
二、 pH的影响与控制
1. pH对发酵的影响 (1)发酵过程中微生物的正常生长需要有一定的
pH值，不同的微生物对PH值的要求也是不同 的。
酵 母：pH 3.8－6.0 细 菌：pH 6.5－7.5 霉 菌：pH 4.0－5.8 放线菌：pH 6.5－8.0
(2)影响酶的活性，当pH值抑制菌体中某些酶的 活性时，会阻碍菌体的新陈代谢； (3)影响微生物细胞膜所带电荷的状态，改变细 胞膜的通透性，影响微生物对营养物质的吸收 和代谢产物的排泄； (4)pH值不同，往往引起菌体代谢过程的不同， 使代谢产物的质量和比例发生改变。
• 计算
（菌体的比生长速率、氧比消耗速率、糖比消耗速 率、氮比消耗速率和产物比生产速率）
（控制产生菌的代谢、决定补料和供氧工艺条件）
研究 发酵动力学
由此可见，取得发酵过程中正确可靠的各种数 据是研究动力学的前提。遗憾的是现有的能直接 从发酵罐中测量的参数不多，还难于做到把许多 有用的参数就地通过传感方式变成各种输出信号。
第五章 发酵过程控制
典型的细菌生长曲线
a适应期（迟滞期）
10
b对数生长期期
c稳定期(平稳期）
d死亡期（衰老期）
d
b
c
a
0
ab菌体生长阶段
时间
c产物合成阶段
16
d菌体自溶阶段
第一节、发酵过程的主要控制参数
（一）物理参数 1．温度（℃） •发酵整个过程或不同阶段中所维持的温度。 •影响酶反应速率、氧在培养液中的溶解度与传 递速率、菌体生长速率和产物合成速率 2．压力（Pa） 发酵过程中发酵罐维持的压力, 罐内维持正压可 以防止外界空气中的杂菌侵入，保证纯种的培养, 间接影响菌体代谢。一般维持在 0.2×105~0.5×105Pa。
2.最适温度的选择
（1）根据菌种及生长阶段选择 •前期菌量少，取稍高的温度，使菌生长迅速； •中期菌量已达到合成产物的最适量，发酵需要延长 中期，从而提高产量，因此温度要稍低一些，可以 推迟衰老。因为在稍低温度下氨基酸合成蛋白质和 核酸的正常途径关闭得比较严密有利于产物合成。 •后期产物合成能力降低，延长发酵周期没有必要， 就又提高温度，刺激产物合成到放罐。
• （2）机械消沫
• 靠机械引起的强烈振动或压力的变化促使气泡破裂。
罐内消沫法：在搅拌轴上方装消沫桨，通过消沫 桨转动打碎泡沫。
罐外消沫法：将泡沫引出罐外，通过喷嘴的加速 作用或利用离心力来消除泡沫。
• 优点：不需加入外界物料，可节省原料，减少污染 杂菌的机会。
• 缺点：消沫效果不理想，仅可作为辅助的消沫方 法。
如： ➢ 四环素生长阶段280C，合成期260C后期再升温； ➢ 黑曲霉生长370C，产糖化酶32～340C。 ➢ 最适温度选择要根据菌种与发酵阶段做试验。
（2）根据培养条件选择
➢温度选择还要根据培养条件综合考虑，灵活选择。 ➢通气条件差时可适当降低温度，使菌呼吸速率降低 些，溶氧浓度也可髙些。 ➢培养基稀薄时，温度也该低些。因为温度高营养利 用快，会使菌过早自溶。
生物热与发酵类型有关 微生物进行有氧呼吸产生的热比厌氧发酵产生的热多 一摩尔葡萄糖彻底氧化成CO2和水 好氧：产生287.2千焦耳热量，
183千焦耳转变为高能化合物 104.2千焦以热的形式释放 厌氧：产生22.6千焦耳热量， 9.6千焦耳转变为高能化合物 13千焦以热的形式释放 生物热的大小，还与菌种和培养基成分等不同而变化。
也是影响微生物生长及其生化活性的因素之一。 对微生物，培养基最适宜和所允许的最大电位值， 应与微生物本身的种类和生理状态有关。
其他化学参数：DNA、RNA、生物合成的酶等。
（三）生物参数
1．菌丝形态
•丝状菌发酵过程中菌丝形态的改变是生化代谢 变化的反映。
•一般都以菌丝形态作为衡量种子质量、区分发 酵阶段、控制发酵过程的代谢变化和决定发酵周 期的依据之一。
2．菌体浓度 •菌体浓度简称菌浓，是控制微生物发酵的重要 参数之一。
•大小和变化速度对菌体的生化反应都有影响
•在生产上，常常根据菌体浓度来决定适合的补 料量和供氧量，以保证生产达到顶期的水平。
（三）发酵参数在发酵过程控制中的作用
• （发酵液的菌体量和单位时间的菌浓、溶氧浓度、 糖浓度、氮浓度和产物浓度等的变化值）
机会； 氧传递减弱； 使微生物菌体提早自溶，降低发酵物产量。
4.泡沫的控制
泡沫的控制，可以采用三种途径：
（1） 调整培养基中的成分(如少加或缓加易起 泡的原材料)或改变某些物理化学参数(如pH 值、温度、通气和搅拌)或者改变发酵工艺 (如采用分次投料)来控制，以减少泡沫形成 的机会。但这些方法的效果有一定的限度。
如产黄青霉菌体的最适生长温度为30℃，黑曲酶的 最适生长温度为37度
（2）温度还能改变菌种代谢产物的合成方 向，细胞生长和代谢产物积累的最适温度也 往往是不同的。
例如，青霉素产生菌的生长最适温度为 30度，而产生青霉素的最适温度为25度；
（3）影响发酵液的物理性质。
发酵液的粘度、基质和氧在发酵液中的溶 解度和传递速率、某些基质的分解和吸收速 率等。
4．产物的浓度[μg（u）／ml] 这是发酵产物产量高低或合成代谢正常与否的重 要参数，也是决定发酵周期长短的根据。
5．废气中的氧含量（％） • 废气中的氧含量与产生菌的摄氧率和供氧系数 有关。 •从废气中的O2的含量可以算出产生菌的摄氧率 和发酵罐的供氧能力。
6．废气中的CO2浓度（％） • 废气中的CO2就是产生菌呼吸放出的CO2。测定 它可以算出产生菌的呼吸熵，从而了解产生菌的 呼吸代谢规律。 ７.氧化还原电位（mV)
意义、主要作用 维持生长、合成 维持正压、增加DO 供氧排泄废气提高KLα 物料混合、提高KLα 反映pH、KLα
第二节、发酵过程控制
一、温度变化及控制 1.温度对发酵的影响
（1）影响各种酶反应的速率和蛋白质的性质。 在一定范围内，随着温度的升高，酶反应速率也
增加，但有一个最适温度，超过这个温度，酶的催 化活力就下降。温度对菌体生长的酶反应和代谢产 物合成的酶反应的影响不同。
3．溶解氧浓度［10-6（ppm）或饱和度（％）］
• 溶解氧是需氧菌发酵的必备条件。 •利用溶氧浓度的变化，可了解产生菌对氧利用的 规律，反映发酵的异常情况，也可作为发醉中间 控制的参数及设备供氧能力的指标。 •溶氧浓度一般用绝对含量（10-6）来表示、有时 也用在相同条件下，氧在培养液中饱和浓度表示。
（2）发酵pH的控制： ①调整基础培养基：适当调整C/N比，或加入产 酸或产碱物料—作用有限 ②补料控制：可直接补加酸、碱性物质 一般加生理性酸碱 pH低：补尿素、氨水
pH高：硫酸氨 加生理性酸碱，即可调节pH,同时补充营养。
三、溶氧的影响和控制
1. 定义： 溶氧（DO）指溶解在发酵液中的氧。单位ppm
3．搅拌转速（r／min） •搅拌转速是指搅拌器在发酵过程中的转动速度， 通常以每1min的转数来表示。 •它的大小与氧在发酵液中的传递速率与发酵液的 均匀性有关。
4．搅拌功率（kw） 指搅拌器搅拌时所消耗的功率，常指每1m3发酵 液所消耗的功率（kw／m3）。 它的大小与氧容量传递系数有关。
5．空气流量［V／（V·min），简称VVM］ •每1min内每单性体积发酵液通入空气的体积， 也是需氧发酵的控制参数。 •与氧的传递和其他控制参数有关。一般控制在 0.5～1.0V／（V·min）范围内。
• （3）消沫剂消沫（化学消沫）--最常用，有效
酿酒酵母
pH：4.5-5.0－3，乙醇 发酵 pH：8.0身具有一定的调整周围环境pH值，构建最 适pH值的能力。
（1）基质代谢 ①糖代谢：C源过多，糖分解成小分子酸、醇，使 pH下降。糖缺乏，pH上升，是补料的标志之一 ②氮代谢：当氨基酸中的-NH2被利用后pH会下降； 尿素被分解成NH3，pH上升，NH3利用后pH下降， 当碳源不足时氮源当碳源利用pH上升。 ③生理酸碱性物质利用后pH会上升或下降
(毫克·分子/升） 2.DO对发酵的影响 DO不足：微生物代谢异常，产量下降，菌体过
早衰老死亡； DO太多：发酵液泡沫过多，抑制产物生产，同