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影響發酵罐發酵的三大重要參數

作者:發酵罐 時間:2018-04-13 14:23
發酵罐發酵過程中,為了能對生産過程進行必要的控制,我們需要對有關參數進行定期取樣測定或進行連續測量,以确定其參數對于發酵罐發酵過程的影響程度。 反映發酵過程變化的參數可以 信息摘要:
發酵罐 發酵 過程中,為了能對生産過程進行必要的控制,我們需要對有關參數進行定期取樣測定或進行連續測量,以确定其參數對于發酵罐發酵過程的影響程度。 反映發酵過程變化的參數可以分為兩類:一類是可以直接采用特定

影響發酵罐發酵的三大重要參數

氣相雙動态釀酒發酵罐包括卧式固态發酵罐筒體,内置循環風道,多組冷卻水管,鼓風裝置,空氣循環系統。固态發酵罐筒體,有雙筒體釀酒發酵罐和單筒體固态發酵罐兩種。單筒體釀酒發酵罐,其特征在于在單筒體内焊接正方形隔闆,正方形隔闆内外形成循環風道。而雙筒體固态發酵罐,其特征在于一個循環接管和一個循環風機管連接兩個固态發酵罐筒體,形成循環風道,雙筒體固态發酵罐含多組冷卻排管。氣相雙動态固态發酵罐反應器的特點可歸納如下:

(1)無機械翻動裝置,傳質與傳熱由氣體循環風機實現;

(2)反應器結構簡單容易密封,便于工業放大;

(3)發酵罐為一耐壓容器,可用壓力蒸汽進行嚴格的空罐或實罐滅菌;

(4)反應過程始終維持在正壓階段,不鏽鋼儲罐,易于保持無菌過程;

(5)周期刺激促進微生物代謝、強化細胞内外的傳質,減少代謝産物的反饋抑制;

(6)反應器内的溫度、濕度均勻一緻,易于控制;發酵過程實現自控。

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影響發酵罐發酵的三大重要參數

發酵罐發酵過程中,為了能對生産過程進行必要的控制,我們需要對有關參數進行定期取樣測定或進行連續測量,以确定其參數對于發酵罐發酵過程的影響程度。

反映發酵過程變化的參數可以分為兩類:一類是可以直接采用特定的傳感器檢測的參數。它們包括反映物理環境和化學環境變化的參數,如溫度、壓力、攪拌功率、轉速、泡沫、發酵液粘度、濁度、pH、離子濃度、溶解氧、基質濃度等,稱為直接參數。

另一類是至今尚難于用傳感器來檢測的參數,包括細胞生長速率、産物合成速率和呼吸嫡等。這些參數需要根據一些直接檢測出來的參數,借助于電腦計算和特定的數學模型才能得到。因此這類參數被稱為間接參數。上述參數中,對發酵過程影響較大的有溫度、pH值和溶解氧濃度等。

一、溫度對發酵罐發酵過程的影響

但實際生産中,由于發酵液的體積很大,升降溫度都比較困難,所以在整個發酵過程中,往往采用一個比較适合的培養溫度,使得到的産物産量最高,或者在可能的條件下進行适當的調整。

發酵溫度可通過溫度計或自動記錄儀表進行檢測,通過向發酵罐的夾套或蛇形管中通人冷水、熱水或蒸汽進行調節。工業生産上,所用的大發酵罐在發酵過程中一般不需要加熱,因發酵中釋放了大量的發酵熱,在這種情況下通常還需要加以冷卻,利用自動控制或手動調整的閥門,将冷卻水通人夾套或蛇形管中,通過熱交換來降溫,保持恒溫發酵。

二、溶解氧濃度對發酵罐發酵過程的影響

對于好氧發酵,溶解氧濃度是最重要的參數之一。微生物深層培養時,需要适量的溶解氧以維持其呼吸代謝和某些産物的合成,氧的不足會造成代謝異常,産量降低。

微生物發酵的最适氧濃度與臨界氧濃度是不同的。前者是指溶解氧濃度對生長或合成有一最适的濃度範圍,後者一般指不影響菌體呼吸所允許的最低氧濃度。為了避免生物合成處在氧限制的條件下,需要考察每一發酵過程的臨界氧濃度和最适氧濃度,并使其保持在最适氧濃度範圍。

因此可以控制菌的比生長速率比臨界值略高一點,達到最适菌體濃度。這樣既能保證産物的比生産速率維持在最大值,又不會使需氧大于供氧。這可以通過控制基質的濃度來實現,如控制補糖速率。除控制補料速度外,在工業上,還可采用調節溫度(降低培養溫度可提高溶氧濃度)。液化培養基、中間補水,添加表面活性劑等工藝措施,來改善溶氧水平。

三、PH值對發酵罐發酵過程的影響

發酵過程中,pH值的變化取決于所用的菌種、培養基的成分和培養條件。培養基中的營養物質的代謝,是引起pH值變化的重要原因,發酵液的pH值變化乃是菌體産酸和産堿的代謝反應的綜合結果。每一類微生物都有其最适的和能耐受的pH值範圍,而且微生物生長階段和産物合成階段的最适pH值往往不一樣,需要根據實驗結果來确定。

PH值對發酵罐發酵過程的影響主要表現在以下幾個方面:

影響酶的活性,當pH值抑制菌體中某些酶的活性時,會阻礙菌體的新陳代謝;

2.影響培養基中某些組分和中間代謝産物的離解,從而影響微生物對這些物質的利用;

3.影響微生物細胞膜所帶電荷的狀态,改變細胞膜的通透性,影響微生物對營養物質的吸收及代謝産物的排洩;

4.PH值不同,往往引起菌體代謝過程的不同,使代謝産物的質量和比例發生改變。

5.pH值還會影響某些黴菌的形态。

為了确保發酵罐發酵的順利進行,必須使其各個階段經常處于最适pH值範圍之内,這就需要在發酵過程中不斷地調節和控制pH值的變化。

首先需要考慮和試驗發酵培養基的基礎配方,使它們有個适當的配比,使發酵過程中的pH值變化在合适的範圍内。如果達不到要求,還可在發酵過程中補加酸或堿。

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