6.4氧的供需及对发酵的影响(2).ppt

(2)(2)溶氧(DO)是需氧微生物生长所必需。在发酵过程中有多方面的限制因素,而溶氧往往是最易成为控制因素。在28℃氧在发酵液中的100%-1左右,比糖的溶解度小7000倍。在对数生长期即使发酵液中的溶氧能达到100%空气饱和度,若此时中止供氧,发酵液中溶氧可在几分钟之内便耗竭,使溶氧成为限制因素。(2)(2)、描述微生物需氧的物理量比耗氧速度或呼吸强度(QO2):单位时间内单位重量的细胞所消耗的氧气,mmolO2·g菌-1·h-1摄氧率(OUR,r):单位时间内单位体积的发酵液所需要的氧量。mmolO2·L-1·h-1X:菌体密度,g菌/(2)(2)二、r:临界溶氧浓度,指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度,一般用空气氧饱和度表示。(2)(2)r:=1~15%饱和浓度例:*10--1,%*10--1,%定义:临界溶氧浓度=临界时发酵液中氧的浓度/氧饱和度所以对于微生物生长,只要控制发酵过程中氧浓度不低于临界氧浓度即可微生物温度临界氧值/(mmolO2/L)温度/C临界氧值/(mgO2/L)(2)(2)问题:一般微生物的临界溶氧浓度很小,是不是发酵过程中氧很容易满足例:·L-1·S-1计,=()注意:由于产物的形成和菌体最适的生长条件,常常不一样:头孢菌素卷须霉素生长阶段5-7%(相对于饱和浓度)13-23%产物合成10-20%8%男懈犊宿乒痰欣僻何翠***(2)(2)在菌体生长和产物合成阶段,并非溶解氧浓度越高越好卷须霉素发酵时,在40-140h维持氧在10%比在0或45%时的产量都要高过高的溶氧对菌体生长有害,主要原因可能是新生O,超氧化物基和过氧化物基,(2)(2)三、(2)(2)、发酵液中氧的传递方程(氧的溶解情况)CLCiPPi气膜液膜N:单位接触面积传氧速率kmol/:气膜传质系数;kmol/:液膜传质系数m/h气液界面:(2)(2)C*:与气相中氧分压相平衡的液体中氧的浓度KL:以氧浓度为推动力的总传递系数(m/h)c*:氧在水中的饱和浓度mmol/L所有能增加以上两指标的因素都能改善供氧再令:单位体积的液体中所具有的氧传递面积为a(m2/m3)Nv:体积传氧速率kmol/:以(c*-c)为推动力的体积溶氧系数h-(2)(2)