导图社区 发酵过程工艺控制
发酵过程工艺控制知识总结，包括基质代谢控制、PH控制、温度、溶解氧、CO2呼吸商、泡沫、染菌防治等内容。
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第14章DNA的生物合成读书笔记
工艺控制
第三节 基质代谢控制
二、中间补料
延迟自溶；染菌
补能源碳源
谷氨酸发酵--足量菌体 产酸期--补糖，流加氨水尿素
补糖
补料阶段，时间，方式，流加模式（恒速、指数流加-菌体，恒PH-GSH)
补氮
有机-尿素，无机-氨水、硫酸铵
补前体
前体的确定:产物合成途径、产物分子结构 同位素示踪法--添加速度,添加时机
补水、无机盐
带放抗生素
第四节 PH控制
一、 原因
基质代谢
糖代谢：丙酮酸
氮代谢
生理酸碱性物质
产物形成
菌体自溶（PH上升）
二、 影响
酶活性，细胞通透性，培养基某些成分和中间代谢物的解离，代谢方向，不同阶段
三、 控制
调节基础料
维持-缓冲液
补料
酸碱（尿素）
四、 调节方法
不同缓冲液离子强度不同
五、 优化
变换控制
第五节 温度
一、 最适温度：阿仑尼乌斯方程
二、 原理
细胞膜物理化学性质：液晶状态（固转液）
蛋白质结构、合成
合成冷/热休克蛋白
三、 变化
发酵热
生物热：散发的热，耗氧效率高
搅拌热，蒸发热（可忽略），辐射热
四、 影响，控制
最适
菌种，生长情况
阶段，培养条件
五、 温度控制提高产量
热冲击处理技术
第六节 溶解氧
一、 规律
溶氧电极测溶解氧OD值
溶解氧变化
异常降低：好气性杂菌，代谢异常，停止搅拌
异常升高：污染烈性噬菌体（耗氧少）
二、 溶氧监测
溶解氧浓度，工艺控制，设备供氧
三、 因素和控制方法
氧传递速率OTR--供氧控制
氧传递推动力--温度，溶质，氧分压
四、 影响
调节DO值
第七节 CO2呼吸商
CO2
影响生长和产物：膜结构和通透性，抑制代谢，重要基质，酸碱平衡
因素，控制：减压，搅拌通风，补料
关系：呼吸商RQ=CER/OUR
RQ>1.1 EMP-乙醇 =1仅生长 =0.93柠檬酸 <0.7生成乙醇当基质
第八节 泡沫
气体在液体中粗分散体，属气液非均相体系
助泡剂，通气大，培养基粘度大，营养丰富（有机氮源），生长慢，搅拌强
二、 危害
易染菌，浪费
三、 性质
定向吸附层，胶束
热力学不稳定体系
变化：泡径变大（气泡间压力差）-液膜变薄-破灭
四、 作用机理
铺展系数S,浸入系数E，均正值才为消泡剂
（化）消泡剂=破泡剂+抑泡剂 （物）消泡器
第九节 染菌防治
一、 影响
噬菌体--断种，停产
其他杂菌-产生菌自溶产泡沫
时间-种子培养期（全部弃掉），发酵前期（减少损失），发酵中后期（提前放罐）
过滤（粘稠），提炼（杂质），染菌率
二、 染菌情况
单罐（不是系统问题），多罐（eg空气过滤系统)，前期（种子），中后期（补料，阀门）
三、 防止
种子，设备，培养基，空气，移种，再次污染
