(简)发酵过程参数相关分析(庄英萍)PPT课件
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发酵工艺控制PPT课件(2024版)
方法二： 通过罐温的自动控制，先使罐温达到恒定，再关闭自
动控制装置测得温度随时间上升的速率S, 按下式可求得发 酵热 ：
Q 发酵 = K ·S
S --- 温度随时间上升的速率，℃/h K --- 总参数，代表系统的热容量，J/L·℃
K值可由下式求得： K = (MCp)发酵液 + (MCp)容器 + (MCp)附件
3）温度还可能影响生物合成的方向
例如： 四环素发酵中金色链霉菌同时能产生金霉素。在低于30℃下， 该菌合成金霉素能力较强；温度提高，合成四环素的比例提高； 在温度达到35℃时，则只产生四环素，金霉素的合成停止
四、最适温度的选择
◇ 最适温度是指在该温度下最适于菌的生长或产物的形成。 ◇ 在发酵的整个周期内仅选一个温度不一定好。
后长时间不回升，这很可能说明污染了好气菌 4、溶氧➢➢ 作补如为糖发考后酵查，过设溶程备氧中、出溶工现氧艺明迅条显速件下回对降升氧的，供趋发需势酵与液产变物稀形，成则影很响可能 的指标是➢之因污一此染可了利噬用菌溶体氧作为参数来控制加料的次数、流加速
度和加入量
二、适当溶解氧的选择
◆ 在好氧微生物反应中，一般取 [DO]
传质状况差，对产物的合成不利
例如： 以乙醇为碳源发酵谷氨酸，当乙醇浓度达35g/L，可延长
谷氨酸生产时间，提高产量；但在更高浓度下，菌体生长受 到抑制，产量降低
二、 基质浓度的控制 —— 补料控制
为解除基质过浓的抑制、产物的反馈抑制和葡萄糖效应， 以及避免在分批发酵中因足的状况，通常采用中间补 料工艺。
当温度超过一 定数值，细胞得 率降低。主要原 因是生命活动维 持方面的需求增 加
2、温度对发酵的影响
1） 温度影响产物合成的速率及产量
25.1 发酵技术（课件ppt）
发酵用到的酵母菌、霉菌、乳酸菌等微生物的繁殖需要有 机物、水分和适宜的温度等外界条件
乳酸菌
酵母菌
霉菌
常见发酵食品的原料和微生物
产品
原料
发酵微生物
米酒
米
曲霉、毛霉、酵母菌
面酱
面粉
米曲霉
黄酱 面粉、黄豆
米曲霉
豆豉
黄豆
米曲霉、毛霉、黑根霉
二、沼气的生产也是发酵过程
沼气发酵又叫厌氧消化，是指利用人畜粪便、秸秆、污水 等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条 件下，被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，最终产生 沼气的过程。
沼气是一种混合气体，可以燃烧，因为这种气体最先是在 沼泽中发现的，所以称为沼气，它的主要成分是甲烷占55 ％～70％左右，二氧化碳占25％～40％左右，此外还有 少量氢气、硫化氢、一氧化碳、氮和氨等。甲烷细菌
产生甲烷
甲烷燃烧可用于照明、发电。
沼渣是沼气发酵后残留在沼气 池底部的半固体物质,含有丰富 的机质、腐殖酸、粗蛋白、氮 、磷、钾和多种微量元素等， 是一种缓速兼备的优质有机肥 和养殖饵料。
三、工业化的发酵技术构成了生物技术的产业
工业化的发酵产品
抗生素 氨基酸 甜味剂 食用有机酸 酶制剂
总结
一、发酵食品 1. 认识发酵食品
25.1发酵技术
2. 品尝一杯自制的酸奶
乳酸菌在适宜的温度和无氧条件下将牛奶中的乳糖等分解或转化为乳酸
3. 酿一瓶醇香浓郁的米酒。
曲霉、毛霉
酵母菌
淀粉——————葡萄糖———酒精
讨论：
1.酒药对酿制米酒起什么作用？
酒药就是酒曲， 酒曲中所含的酶 制剂将谷物原料糖化发酵成酒。
2.米饭表面的绒毛是什么？
乳酸菌
酵母菌
霉菌
常见发酵食品的原料和微生物
产品
原料
发酵微生物
米酒
米
曲霉、毛霉、酵母菌
面酱
面粉
米曲霉
黄酱 面粉、黄豆
米曲霉
豆豉
黄豆
米曲霉、毛霉、黑根霉
二、沼气的生产也是发酵过程
沼气发酵又叫厌氧消化，是指利用人畜粪便、秸秆、污水 等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条 件下，被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，最终产生 沼气的过程。
沼气是一种混合气体，可以燃烧，因为这种气体最先是在 沼泽中发现的，所以称为沼气，它的主要成分是甲烷占55 ％～70％左右，二氧化碳占25％～40％左右，此外还有 少量氢气、硫化氢、一氧化碳、氮和氨等。甲烷细菌
产生甲烷
甲烷燃烧可用于照明、发电。
沼渣是沼气发酵后残留在沼气 池底部的半固体物质,含有丰富 的机质、腐殖酸、粗蛋白、氮 、磷、钾和多种微量元素等， 是一种缓速兼备的优质有机肥 和养殖饵料。
三、工业化的发酵技术构成了生物技术的产业
工业化的发酵产品
抗生素 氨基酸 甜味剂 食用有机酸 酶制剂
总结
一、发酵食品 1. 认识发酵食品
25.1发酵技术
2. 品尝一杯自制的酸奶
乳酸菌在适宜的温度和无氧条件下将牛奶中的乳糖等分解或转化为乳酸
3. 酿一瓶醇香浓郁的米酒。
曲霉、毛霉
酵母菌
淀粉——————葡萄糖———酒精
讨论：
1.酒药对酿制米酒起什么作用？
酒药就是酒曲， 酒曲中所含的酶 制剂将谷物原料糖化发酵成酒。
2.米饭表面的绒毛是什么？
发酵过程中工艺参数控制及检测123页PPT
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
发酵过程中工艺参数控制及检测
16、云无心以出岫，鸟倦飞而知还。 17、童孺纵行歌，斑白欢游诣ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 18、福不虚至，祸不易来。 19、久在樊笼里，复得返自然。 20、羁鸟恋旧林，池鱼思故渊。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
发酵过程中工艺参数控制及检测
16、云无心以出岫，鸟倦飞而知还。 17、童孺纵行歌，斑白欢游诣ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 18、福不虚至，祸不易来。 19、久在樊笼里，复得返自然。 20、羁鸟恋旧林，池鱼思故渊。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
《发酵过程工艺》PPT课件
第六章 发酵工艺过程控制
• 发酵，原本是指在厌氧条件下葡萄糖通过酵解途径生成乳酸或乙醇等的分解代谢过程 。 在广义的工艺上，则把发酵看做是微生物把一些原料养分在合适的条件下（通常是 需氧）经特定的代谢转变成产物的过程。
• 发酵是一种很复杂的生化过程，发酵生产受许多因素的影响和工艺条件的制约。需要 多年的经验才能掌握。
第二节 发酵过程的主要控制参 数
• 在发酵工艺中，要想控制发酵，使其按人的意志转移，是很难办到的。因为影响发 酵的因素太多，有些因素还是未知的，但了解发酵工艺条件对过程的影响和掌握反 映菌的生理代谢和发酵过程变化的规律，可以帮助人们有效地控制微生物的生长和 生产。
第二节 发酵过程的主要控制参
数 1. pH值（酸碱度）
以溶氧、pH值、呼吸商、排气中CO2分 压及代谢产物浓度等作为控制参数
３、半连续发酵
是指在补料－分批发酵的基础上，间歇地放掉部分发酵液 （行业中称为带放）的培养方法。
优点：
① 可以除去快速利用碳源的阻遏效应，并维持适当 的菌体浓度，使不至于加剧供氧的矛盾；
② 克服养分的不足，避免发酵过早结束； 缺点
（Yx/s）和产物得率系数（Yp/s），分别定义为消耗1g营养物质生成的细胞的克数和生成产物 的克数。
工业生产中可通过测定一定时间内细胞和产物的生成量及营养物质的消耗量来进行计算。
在分批培养过程中根据产物生成是否与菌体生长同 步的关系，将微生物产物形成动力学分为① 生长关 联型 和② 非生长关联型。
二、pH值对发酵的影响及控制
• 发酵液pH对菌体生长、繁殖和产物积累影响较大 。生产前应进行试验和研究。
• 菌体生长、繁殖和产物积累的最适pH不一定相同 。
• 整个发酵过程的pH是变化的。 1、 pH对发酵的影响 2、影响发酵pH的因素 3、最适pH的选择和调节
• 发酵，原本是指在厌氧条件下葡萄糖通过酵解途径生成乳酸或乙醇等的分解代谢过程 。 在广义的工艺上，则把发酵看做是微生物把一些原料养分在合适的条件下（通常是 需氧）经特定的代谢转变成产物的过程。
• 发酵是一种很复杂的生化过程，发酵生产受许多因素的影响和工艺条件的制约。需要 多年的经验才能掌握。
第二节 发酵过程的主要控制参 数
• 在发酵工艺中，要想控制发酵，使其按人的意志转移，是很难办到的。因为影响发 酵的因素太多，有些因素还是未知的，但了解发酵工艺条件对过程的影响和掌握反 映菌的生理代谢和发酵过程变化的规律，可以帮助人们有效地控制微生物的生长和 生产。
第二节 发酵过程的主要控制参
数 1. pH值（酸碱度）
以溶氧、pH值、呼吸商、排气中CO2分 压及代谢产物浓度等作为控制参数
３、半连续发酵
是指在补料－分批发酵的基础上，间歇地放掉部分发酵液 （行业中称为带放）的培养方法。
优点：
① 可以除去快速利用碳源的阻遏效应，并维持适当 的菌体浓度，使不至于加剧供氧的矛盾；
② 克服养分的不足，避免发酵过早结束； 缺点
（Yx/s）和产物得率系数（Yp/s），分别定义为消耗1g营养物质生成的细胞的克数和生成产物 的克数。
工业生产中可通过测定一定时间内细胞和产物的生成量及营养物质的消耗量来进行计算。
在分批培养过程中根据产物生成是否与菌体生长同 步的关系，将微生物产物形成动力学分为① 生长关 联型 和② 非生长关联型。
二、pH值对发酵的影响及控制
• 发酵液pH对菌体生长、繁殖和产物积累影响较大 。生产前应进行试验和研究。
• 菌体生长、繁殖和产物积累的最适pH不一定相同 。
• 整个发酵过程的pH是变化的。 1、 pH对发酵的影响 2、影响发酵pH的因素 3、最适pH的选择和调节
发酵过程控制与优化ppt课件
参数，使有利于生
产菌而不利于杂菌的生长，如降低发酵温度等。加人某些 抑制杂菌的化合物也不失为一种急办法，条件是这种化合 物对生产菌无害对生产影响不大和在下游精制阶段能被完 全去除。中后期染菌除非是噬菌体，通常后果不会那么严 重，这时发酵液中己产生一定浓度的抗生素，对杂菌已有 一定抑制作用。实际生产中常采用大接种量的原因之一是 即使不慎污染了极少量杂菌，生产菌也能很快占优势。
• 补料-分批发酵：是在
分批发酵过程中补入 新鲜料液，以克服由 于养分的不足，导致 发酵过早结束。
• 半连续发酵：在补料-
分批发酵的基础上加 上间歇放掉部分发酵 液便可称为半连续发 酵。
• 连续发酵： 是指发酵
过程中一面补入新鲜 的料液，一面以相同 的流速放料，维持发 酵液原来的体积。
5.2发酵条件的影响及其控制
生产方法
• 胰岛素的生产方法主要有两种，一种是从
动物脏器中生化提取的动物胰岛素，如猪 胰岛素、牛胰岛素等，动物脏器中生化提 取产量低、成本高（100公斤动物胰腺只 能提取4-5克胰岛素，一个病人所需胰岛 素要从40头牛或50头猪的胰腺中提取）、 纯度低，疗效差；一种是通过基因工程手 段的人胰岛素，基因重组人胰岛素纯度高、 疗效好.
5.4.发酵终点的判断与自溶的监测
• 5.4.1发酵终点的判断 • 发酵类型的不同，要求达到的目标也不同，因而
对发酵终点的判断标准也应有所不同。
• 判断放罐的指标主要有产物浓度、过滤速度、菌
丝形态、氨基氮、pH、DO、发酵液的粘度和外 观等。
• 对抗生素发酵，老品种抗生素发酵放罐时间一般
都按作业计划进行。但在发酵异常情况下，放罐 时间就需当机立断，以免倒罐。新品种发酵更需 探索合理的放罐时间。
产菌而不利于杂菌的生长，如降低发酵温度等。加人某些 抑制杂菌的化合物也不失为一种急办法，条件是这种化合 物对生产菌无害对生产影响不大和在下游精制阶段能被完 全去除。中后期染菌除非是噬菌体，通常后果不会那么严 重，这时发酵液中己产生一定浓度的抗生素，对杂菌已有 一定抑制作用。实际生产中常采用大接种量的原因之一是 即使不慎污染了极少量杂菌，生产菌也能很快占优势。
• 补料-分批发酵：是在
分批发酵过程中补入 新鲜料液，以克服由 于养分的不足，导致 发酵过早结束。
• 半连续发酵：在补料-
分批发酵的基础上加 上间歇放掉部分发酵 液便可称为半连续发 酵。
• 连续发酵： 是指发酵
过程中一面补入新鲜 的料液，一面以相同 的流速放料，维持发 酵液原来的体积。
5.2发酵条件的影响及其控制
生产方法
• 胰岛素的生产方法主要有两种，一种是从
动物脏器中生化提取的动物胰岛素，如猪 胰岛素、牛胰岛素等，动物脏器中生化提 取产量低、成本高（100公斤动物胰腺只 能提取4-5克胰岛素，一个病人所需胰岛 素要从40头牛或50头猪的胰腺中提取）、 纯度低，疗效差；一种是通过基因工程手 段的人胰岛素，基因重组人胰岛素纯度高、 疗效好.
5.4.发酵终点的判断与自溶的监测
• 5.4.1发酵终点的判断 • 发酵类型的不同，要求达到的目标也不同，因而
对发酵终点的判断标准也应有所不同。
• 判断放罐的指标主要有产物浓度、过滤速度、菌
丝形态、氨基氮、pH、DO、发酵液的粘度和外 观等。
• 对抗生素发酵，老品种抗生素发酵放罐时间一般
都按作业计划进行。但在发酵异常情况下，放罐 时间就需当机立断，以免倒罐。新品种发酵更需 探索合理的放罐时间。
发酵知识ppt课件
02 发酵过程与技术
原料选择与处理
01
02
03
原料来源
选择来源丰富、价格低廉 、质量稳定的原料，如农 产品废弃物、淀粉质原料 等。
原料预处理
对原料进行破碎、筛分、 除杂、清洗等预处理，以 满足后续发酵工艺的要求 。
配料与混合
根据发酵工艺需要，将原 料与其他添加物进行混合 ，调整pH值、水分等参数 。
发酵的基本原理
总结词
掌握发酵的基本原理有助于深入理解发酵过程。
详细描述
发酵过程涉及到微生物对营养物质的摄取、代谢产物的合成与分泌等环节。在发 酵过程中，微生物通过酶的作用将底物转化为产物，同时释放能量。
发酵的历史与文化
总结词
了解发酵的历史与文化有助于理解其在人类社会中的地位和作用。
详细描述
人类利用发酵技术已有几千年的历史，从酿酒、制酱到面包制作等，都离不开发酵。发酵在人类文明的发展中扮 演着重要角色，也承载了丰富的文化内涵。随着科技的发展，发酵技术不断进步，为人类的生产和生活带来了更 多便利和可能性。
发酵技术还可以用于生产生物医药、 生物农药等，为人类健康和农业发展 提供有力支持。
发酵技术能够生产天然、健康、营养 丰富的食品，提高农产品的附加值， 为人类提供更加安全、可靠的食物来 源。
发酵技术还有助于处理和转化废弃物 ，减少环境污染，实现可持续发展。
未来发酵技术的发展趋势与展望
随着基因组学、蛋白质组学等 新兴学科的发展，未来发酵技 术将更加注重微生物菌种的筛 选和改良，以提高发酵产物的
如乳酸菌发酵制成的泡菜等。
食品添加剂
如酵母提取物、食用色素等。
医药工业
抗生素的生产
如青霉素、头孢菌素等。
生物制药
发酵过程优化与控制PPT课件
菌种生产性能越高，其生产条件越难满足。
.
3
发酵过程技术原理
分批发酵 补料-分批发酵 半连续发酵 连续发酵
.
4
分批发酵
几个重要参数：
为比生长速率,h-1； -qs 为比基质消耗速率,(g/g)/h； qp 为比产物形成速率,(g/g)/h 。
uX dX dt
q xX d S dt
补充养分，同时解除/消弱代谢产物的抑制。
不足：
丢失了未利用的养分和处于生长旺盛期的菌体；送去提炼 的发酵液体积更大；丢失代谢产生的前体物；利于非产生 菌突变株的生长。
实施：海洋微藻合成藻红素和EPA。
需要摸索最佳的培养基更新速率。
.
10
连续发酵
发酵过程中一面补入新鲜的料液，一面以相同的流速 放料，维持发酵液原来的体积。（恒化培养）
.
1
发酵过程优化与控制
发酵
狭义——厌氧条件下葡萄糖通过酵解途径生成 乳酸或乙醇等的分解代谢过程。
广义——微生物把一些原料养分在合适的发酵 条件下经特定的代谢途径转变成所需产物的过 程。
.
2
发酵是一个很复杂的生化过程，其好坏涉及诸多因素： 菌种性能、培养基组成、原料质量、灭菌条件、种子 质量、发酵条件和过程控制等
pH变化会影响酶活，菌对基质的利用效率和细
胞结构，从而影响菌的生长和产物的合成。
.
23
选择最适发酵pH的原则是获得最大比生产速率和
适当的菌量。
分阶段pH控制策略
如何控制发酵液pH？
基础培养基的配方；通过加酸碱或中间补料 例如，青霉素发酵，通过调节加糖速率来控制pH；链 霉素的生产，补充NH3来控制pH，同时为产物合成提 供氮源。
培养液pH可反映菌的生理状况：pH上升超过最适值，意 味着菌处于饥饿状态，可加糖调节；糖的过量又使pH下 降；用氨水中和有机酸需防止微生物中毒，可通过监测 培养液种溶氧浓度的变化来控制。
.
3
发酵过程技术原理
分批发酵 补料-分批发酵 半连续发酵 连续发酵
.
4
分批发酵
几个重要参数：
为比生长速率,h-1； -qs 为比基质消耗速率,(g/g)/h； qp 为比产物形成速率,(g/g)/h 。
uX dX dt
q xX d S dt
补充养分，同时解除/消弱代谢产物的抑制。
不足：
丢失了未利用的养分和处于生长旺盛期的菌体；送去提炼 的发酵液体积更大；丢失代谢产生的前体物；利于非产生 菌突变株的生长。
实施：海洋微藻合成藻红素和EPA。
需要摸索最佳的培养基更新速率。
.
10
连续发酵
发酵过程中一面补入新鲜的料液，一面以相同的流速 放料，维持发酵液原来的体积。（恒化培养）
.
1
发酵过程优化与控制
发酵
狭义——厌氧条件下葡萄糖通过酵解途径生成 乳酸或乙醇等的分解代谢过程。
广义——微生物把一些原料养分在合适的发酵 条件下经特定的代谢途径转变成所需产物的过 程。
.
2
发酵是一个很复杂的生化过程，其好坏涉及诸多因素： 菌种性能、培养基组成、原料质量、灭菌条件、种子 质量、发酵条件和过程控制等
pH变化会影响酶活，菌对基质的利用效率和细
胞结构，从而影响菌的生长和产物的合成。
.
23
选择最适发酵pH的原则是获得最大比生产速率和
适当的菌量。
分阶段pH控制策略
如何控制发酵液pH？
基础培养基的配方；通过加酸碱或中间补料 例如，青霉素发酵，通过调节加糖速率来控制pH；链 霉素的生产，补充NH3来控制pH，同时为产物合成提 供氮源。
培养液pH可反映菌的生理状况：pH上升超过最适值，意 味着菌处于饥饿状态，可加糖调节；糖的过量又使pH下 降；用氨水中和有机酸需防止微生物中毒，可通过监测 培养液种溶氧浓度的变化来控制。
第六章 发酵过程的控制
三、 发酵pH的确定 单因子试验法:对试验中要考察的各因子逐个进行 试验,寻找每个因子的最佳条件。一般用摇瓶做 试验。 数理统计学方法:运用统计学方法设计试验和分析 试验结果,得到最佳的试验条件。 四、发酵过程中pH的调节: 1、在培养基中加入缓冲剂,制成缓冲能力强、pH 变化不会很大的培养基; 2、加入酸或碱来调节pH值; 3、添加碳酸钙法:用生理酸性铵盐为氮源时,由于 NH4+被菌体利用后,剩下的酸根会引起发酵液pH 值下降,在培养基中加入碳酸钙,就能调节pH值;
o t1、t2 − 进、出口冷却水的温度， ;V 为发酵液体积, m3。 C
2、通过发酵罐温度的自动控制,先使罐温达到恒定, 再关闭自控装置,测量温度随时间上升的速率,按 下式求出发酵热:
Q发酵 = m1c1 + m2 c2 ) × u （ m1 − 发酵液的质量，kg ; m2 − 发酵罐的质量，kg ; c1 − 发酵液的比热容，kJ （kg ⋅o C）c2 − 发酵罐的比热容，kJ （kg ⋅o C） / ; / ;
生物热、蒸发热与辐射热在发酵过程中是随时 间变化的,因此发酵热在整个发酵过程中也是随 时间变化的。为了使发酵维持在适当的温度下 进行,必须采取在夹套或蛇管内通入冷水或热水 的措施对温度加以控制。
四、发酵热的测定及计算 1、通过测量一定时间内冷却水的流量和进出口温 度,用下式进行计算
qV c(t2 − t1 ) Q发酵 = V qV − 冷却水质量流量，kg / h; c − 水的比热容，kJ / (kg ⋅o C );
最简单的温度测定方法是观察发酵罐罐壁上温 包内的温度计。然后,对照工艺规程,罐温偏高 时,开启自来水(或冷却水)的阀门,使发酵液温 度降至规定的温度。升温或降温终了时,应注意 出现滞后现象,适时合理的控制往往需要一定的 经验和技巧。
发酵工艺过程及控制介绍课件(129页)
1、影响发酵温度的因素
产热因素：生物热 搅拌热 散热因素：蒸发热 辐射热
27
发酵热
发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。 Q发酵=Q生物+Q搅拌-Q蒸发-Q辐射
28
✓ 生物热：生物热是生产菌在生长繁殖时产 生的大量热量。培养基中碳水化合物，脂 肪，蛋白质等物质被分解为CO2,NH3时释放 出的大量能量。
• 蒸发热的计算： Q蒸发=G（I2-I1） G：空气流量，按干重计算，kg/h I1 、 I2 ：进出发酵罐的空气的热焓量，J/kg （干空气）
33
• 辐射热：由于发酵罐内外温度差，通过罐体 向外辐射的热量。
• 辐射热可通过罐内外的温差求得，一般不超 过发酵热的5%。
34
发酵热的测定
（1）通过测定一定时间内冷却水的流量和冷 却水进出口温度，由下式求得这段时间内的 发酵热。
22
2、连续发酵的优缺点
• 优点
– 能维持低基质浓度； – 可以提高设备利用率和单位时间的产量； – 便于自动控制。
• 缺点
– 菌种发生变异的可能性较大； – 要求严格的无菌条件。
23
3、连续发酵的类型
• 恒化培养
– 使培养基中限制性基质的浓度保持恒定
• 恒浊培养
– 使培养基中菌体的浓度保持恒定
43
1、pH值对微生物的生长繁殖和产物合成的影响
• pH影响酶的活性 • pH影响微生物细胞膜所带电荷的状态 • pH影响培养基某些组分和中间代谢产物的离
解 • pH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
44
2、发酵过程中pH的变化
❖生长阶段 ❖生成阶段 ❖自溶阶段
45
这节介绍分批发酵、补料分批发酵及连续发酵三种
产热因素：生物热 搅拌热 散热因素：蒸发热 辐射热
27
发酵热
发酵热就是发酵过程中释放出来的净热量。 Q发酵=Q生物+Q搅拌-Q蒸发-Q辐射
28
✓ 生物热：生物热是生产菌在生长繁殖时产 生的大量热量。培养基中碳水化合物，脂 肪，蛋白质等物质被分解为CO2,NH3时释放 出的大量能量。
• 蒸发热的计算： Q蒸发=G（I2-I1） G：空气流量，按干重计算，kg/h I1 、 I2 ：进出发酵罐的空气的热焓量，J/kg （干空气）
33
• 辐射热：由于发酵罐内外温度差，通过罐体 向外辐射的热量。
• 辐射热可通过罐内外的温差求得，一般不超 过发酵热的5%。
34
发酵热的测定
（1）通过测定一定时间内冷却水的流量和冷 却水进出口温度，由下式求得这段时间内的 发酵热。
22
2、连续发酵的优缺点
• 优点
– 能维持低基质浓度； – 可以提高设备利用率和单位时间的产量； – 便于自动控制。
• 缺点
– 菌种发生变异的可能性较大； – 要求严格的无菌条件。
23
3、连续发酵的类型
• 恒化培养
– 使培养基中限制性基质的浓度保持恒定
• 恒浊培养
– 使培养基中菌体的浓度保持恒定
43
1、pH值对微生物的生长繁殖和产物合成的影响
• pH影响酶的活性 • pH影响微生物细胞膜所带电荷的状态 • pH影响培养基某些组分和中间代谢产物的离
解 • pH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
44
2、发酵过程中pH的变化
❖生长阶段 ❖生成阶段 ❖自溶阶段
45
这节介绍分批发酵、补料分批发酵及连续发酵三种
工业发酵分析课件PPT课件
泡沫控制
通过添加消泡剂或采用机械方 法来控制发酵过程中的泡沫。
发酵过程中的物质变化
底物消耗
在发酵过程中，底物如 葡萄糖、甘油等被微生 物消耗，产生能量和生
物物质。
代谢产物的生成
微生物在生长过程中产 生一系列代谢产物，如 酒精、醋酸、抗生素等
。
细胞生长
在发酵过程中，微生物 细胞不断生长繁殖，细 胞浓度和生物量增加。
菌种的改良与选育
自然选育
01
通过自然进化，选择具有优良性状的菌株，提高发酵产物的产
量和效率。
诱变育种
02
利用物理或化学诱变剂处理菌种，诱发基因突变，筛选具有优
良性状的突变株。
基因工程
03
通过基因工程技术，对菌种的基因进行改造和优化，提高发酵
性能和产物合成能力。
新型发酵技术的开发与应用
固定化细胞技术
发酵分析的原理
基于化学和生物学原理，通过测 量发酵液中各组分的浓度、比例 等参数，反映发酵过程的代谢变
化和物质转化。
通过分析数据，可以了解微生物 的生长代谢规律，为优化发酵条 件和提高产物产量提供科学依据
。
常用的发酵分析ห้องสมุดไป่ตู้法包括滴定法 、光谱分析法、色谱法、质谱法
等。
发酵分析的方法
滴定法
光谱分析法
利用固定化细胞进行发酵，提高细胞的稳定性和 产物合成能力。
连续发酵技术
实现发酵过程的连续化，提高设备的利用率和产 物的产量。
细胞代谢调控技术
通过调控细胞代谢途径，提高产物的合成效率和 产量。
05
CATALOGUE
工业发酵的案例分析
谷氨酸发酵的案例分析
总结词
谷氨酸发酵是工业发酵中重要的生产 过程，通过谷氨酸棒状杆菌的代谢途 径，将葡萄糖转化为谷氨酸。
通过添加消泡剂或采用机械方 法来控制发酵过程中的泡沫。
发酵过程中的物质变化
底物消耗
在发酵过程中，底物如 葡萄糖、甘油等被微生 物消耗，产生能量和生
物物质。
代谢产物的生成
微生物在生长过程中产 生一系列代谢产物，如 酒精、醋酸、抗生素等
。
细胞生长
在发酵过程中，微生物 细胞不断生长繁殖，细 胞浓度和生物量增加。
菌种的改良与选育
自然选育
01
通过自然进化，选择具有优良性状的菌株，提高发酵产物的产
量和效率。
诱变育种
02
利用物理或化学诱变剂处理菌种，诱发基因突变，筛选具有优
良性状的突变株。
基因工程
03
通过基因工程技术，对菌种的基因进行改造和优化，提高发酵
性能和产物合成能力。
新型发酵技术的开发与应用
固定化细胞技术
发酵分析的原理
基于化学和生物学原理，通过测 量发酵液中各组分的浓度、比例 等参数，反映发酵过程的代谢变
化和物质转化。
通过分析数据，可以了解微生物 的生长代谢规律，为优化发酵条 件和提高产物产量提供科学依据
。
常用的发酵分析ห้องสมุดไป่ตู้法包括滴定法 、光谱分析法、色谱法、质谱法
等。
发酵分析的方法
滴定法
光谱分析法
利用固定化细胞进行发酵，提高细胞的稳定性和 产物合成能力。
连续发酵技术
实现发酵过程的连续化，提高设备的利用率和产 物的产量。
细胞代谢调控技术
通过调控细胞代谢途径，提高产物的合成效率和 产量。
05
CATALOGUE
工业发酵的案例分析
谷氨酸发酵的案例分析
总结词
谷氨酸发酵是工业发酵中重要的生产 过程，通过谷氨酸棒状杆菌的代谢途 径，将葡萄糖转化为谷氨酸。