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pH值對發酵罐的影響及其控制

作者:發酵罐 時間:2018-03-23 09:54
發酵罐内的pH随着微生物活動而不斷變化,為提供菌體适宜的生長或産物積累的pH值,需要對發酵生産過程各階段的pH值實施控監控,改變溫度,以控制微生物代謝速度;改變罐壓及通氣量,降低CO2的溶解量;改變加油或加糖量等,調節有機酸的積累量等 信息摘要:
在 發酵 過程中, 發酵罐 内的pH随着微生物活動而不斷變化,為提供菌體适宜的生長或産物積累的pH值,需要對發酵生産過程各階段的pH值實施控監控,實際生産中,從以下幾個方面進行: (1)調整培養基組分: 适當調整C/N比,使

pH值對發酵罐的影響及其控制

①分批發酵法.此法是指一次性地向不鏽鋼發酵罐中投入培養液,發酵完畢後,又一次性地放出原料的發酵方法.放料後再重複投料、滅菌、接種、發酵等過程.在這一過程中,菌種的生長可分為調整期、對數期、穩定期和衰亡期四個時期.

②分批補料發酵法.此法是指在分批發酵中,間歇或連續補加新鮮培養基的發酵方法.所補的原料可以是全料,也可以是氮源、碳源等,目的是延長代謝産物的合成時間等.用這種方法生産青黴素,使生産效率提高了20%.

③連續發酵法.此法是指向發酵罐連續加入培養液的同時,連續放出老培養液的發酵方法.其優點是設備利用率高、産品質量穩定,便于自動控制等,缺點是容易污染雜菌.這種技術已用于生産酵母菌菌體、乙醇、乳酸、丙酮?丁醇,以及石油脫蠟、污水處理等.

 

pH值對發酵罐的影響及其控制

發酵過程中,發酵罐内的pH随着微生物活動而不斷變化,為提供菌體适宜的生長或産物積累的pH值,需要對發酵生産過程各階段的pH值實施控監控,實際生産中,從以下幾個方面進行:

(1)調整培養基組分:

适當調整C/N比,使鹽類與碳源配比平衡,一般情況,C/N高時(真菌培養基),pH降低;C/N低時(一般細菌),經過發酵後,pH上升;還有基礎料中若含有玉米漿,pH呈酸性,必須調節pH。若要控制消後pH在6.0,消前pH往往要調到6.5—6.8

(2)在基礎料中加入維持pH的物質:

①添加CaCO3:當用NH4+鹽作為氮源時,可在培養基中加入CaCO3,不鏽鋼儲罐,用于中和NH4+被吸收後剩餘的酸.

②氨水流加法:氨水可以中和發酵中産生的酸,且NH4+可作為氮源,供給菌體營養.通氨一般是使壓縮氨氣或工業用氨水(濃度20%左右),采用少量間歇添加或連續自動流加,可避免一次加入過多造成局部偏堿。氨極易和銅反應産生毒性物質,對發酵産生影響,故需避免使用銅制的通氨設備。

③尿素流加法:味精廠多用,尿素首先被菌體尿酶分解成氨,氨進入發酵液,使pH上升,當NH4+被菌體作為氮源消耗并形成有機酸時,發酵液pH下降,這時随着尿素的補加,氨進入發酵液,又使發酵液pH上升及補充氮源,如此循環,緻至發酵液中碳源耗盡,完成發酵。

(3)通過補料調pH:

在發酵過程中根據糖氮消耗需要進行補料。在補料與調pH沒有矛盾時采用補料調pH如調節補糖速率來調節pH、當NH2-N低而pH低時補氨水、當NH2-N低且pH高時補(NH4)2SO4等;當補料與調pH發生矛盾時,加酸堿調pH。

氨基酸發酵常用此法。這種方法既可以達到穩定pH值的目的,又可以不斷補充營養物質,特别是能産生阻遏作用的物質。少量多次補加還可解除對産物合成的阻遏作用,提高産物産量。也就是說,采用補料的方法,可以同時實現補充營養、延長發酵周期、調節pH值和培養液的特性(如菌濃等)等幾個目的。

(4)應急措施:

必要的時候采取應急措施。如改變攪拌轉速或通氣量,以改變溶解氧濃度,控制有機酸的積累量及其代謝速度;改變溫度,以控制微生物代謝速度;改變罐壓及通氣量,降低CO2的溶解量;改變加油或加糖量等,調節有機酸的積累量等。

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