导图社区 发酵过程的主要工艺参数
发酵过程的主要工艺参数，调节培养基的营养基质浓度，首先要使基础培养基有个适当的配比，通过中间补料来控制，向发酵罐中补加无菌水。
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发酵过程的主要工艺参数
菌体浓度
控制方法
调节培养基的营养基质浓度，首先要使基础培 养基有个适当的配比
通过中间补料来控制
向发酵罐中补加无菌水
营养基质
碳源
工业发酵培养基常采用含迅速和缓慢利用的混合 碳源，来控制菌体的生长和产物的合成
经验性方法：根据不同代谢类型来确定发酵 过程补糖时间、补糖量、补糖方式
动力学方法：根据动力学参数来控制
氮源
发酵培养基一般选用含有快速和慢速利用 的混合氮源
在发酵过程中补加氮源来控制其浓度
磷酸盐
在基础培养基中采用适当的磷酸盐浓度
抗生素发酵中常采用亚适量的磷酸盐浓度（亚适量：略低于菌体生长的最适量）
磷酸盐的最适浓度必须结合当地的具体条件和使 用的原材料进行实验确定
温度
影响因素
产热因素
生物热
产生菌在生长繁殖过程中产生的热能
生物热的大小随菌种和培养基成分的不 同而变化
生物热的大小还随培养时间的不同而不 同。在对数生长期释放的热量最大
生物热的大小与菌体的呼吸强度有对应 的关系
搅拌热
搅拌器转动引起的液体之间和液体与设 备之间的磨擦所产生的热量
散热因素
蒸发热
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，即为蒸发热
辐射热
由于罐外壁和大气间的温度差异而使发 酵液中的部分热量能通过罐体向大气辐 射，此部分热量即为辐射热
显热
废气因温度差异排放时所带走的热量
发酵热=生物热+搅拌热-蒸发热-辐射热-显热
最是温度的选择
根据不同的发酵阶段，选择不同的发酵温度
根据发酵条件的变化，适当调整发酵的温度
温度的控制
工业生产中，因发酵中释放了大量的发酵 热，需要冷却的情况较多
原理：在夹套或蛇管通入冷水进行控制； 气温较高，采用冷冻盐水进行循环式降 温，可迅速达到恒温
PH
影响发酵液pH值变化的主要因素有：菌 种遗传特性、培养基的成分、培养条件
从代谢曲线的pH值变化就可以推测发酵 罐中各种生化反应的进行情况及pH变化 异常的可能原因
发酵PH的确定
按发酵过程的不同阶段分别控制不同的pH范 围，使产物的产量达到最大
最适pH是根据实验来确定的
原理：将发酵培养基调节成不同的出发pH进行发酵，在 发酵过程中，定时测定和调节pH，以分别维持出发 pH值，到时观察菌体的生长情况，以菌体生长达到 最大量的pH值为菌体生长的最适pH值
同样的方法可测得产物合成的最适pH值
PH的控制
调整发酵培养基的组成
需要考虑和试验发酵培养基的基础配方， 使它们有个适当的配比，使发酵过程中的pH 变化在合适的范围内
补料
在发酵培养基中加入pH缓冲剂
改变发酵条件
直接补加酸、碱
溶氧
在一定的发酵条件下，每种产物发酵的 溶氧浓度变化都有自身的规律
发酵前期：菌体生长，溶氧出现低峰； 产物合成期：溶氧水平相对较稳，会受 补料、消沫油的影响
发酵后期：菌体衰老，溶氧逐步上升
异常情况
溶氧异常下降
污染好气性杂菌
菌体代谢发生异常现象
某些设备发生故障或工艺控制发生变化
溶氧异常升高
在供氧条件没发生变化的情况下，耗氧量的显 著减少，会引起溶氧异常上升
特别注意：是否污染烈性噬菌体 （若污染了烈性噬菌体： 产生菌尚未裂解，呼吸就受到抑制→溶氧明显上升 菌体破裂会完全失去呼吸能力→ 溶氧直线上升）
提高供氧量
供氧能力：提高氧传递的推动力和液相体积氧 传递系数KLa
推动力：∆C = (C*-CL)，主要受C*的影响， 而C*又主要受温度、罐压、发酵液的性质的影 响（难改变）
KLa ：提高搅拌转速、增大通气流速、降低 粘度等
控制需氧量
控制菌浓在最适菌体浓度
可以通过控制营养基质的浓度来控制菌 体浓度
CO2
通气搅拌是控制CO2浓度的一种方法。 提高通气量和搅拌转速有利于增加CO2 在发酵液中的浓度。反之则减少
用碱中和CO2产生的碳酸(不能用CaCO3 )
调节罐压
控制补糖
泡沫
泡沫的控制
调整培养基的成分和改变某些发酵条 件或改变发酵工艺来控制
机械消沫
利用机械强烈振动或压力变化使泡沫破裂
安装消沫桨
消沫剂消沫
消沫剂降低泡沫液膜的机械强度或者降 低液膜的表面粘度，或者兼有两者，使 泡沫破裂（消沫剂都是表面活性剂）
