第6章 发酵过程的供氧 PPT.ppt

第6章发酵过程的供氧理论授课内容及学时分配第1章绪论(2学时)第2章发酵设备(2学时)第3章菌种选育理论与技术(4学时)第4章培养基、灭菌与除菌(3学时)第5章生产菌种的制备与保藏(2学时)第6章发酵过程的供氧(2学时)第7章发酵过程的控制(4学时)第8章次生代谢产物的生物合成(2学时)第9章抗生素发酵工艺(3学时)第10章氨基酸与核苷酸发酵(3学时)第11章维生素与核苷酸(3学时)第12章酶制剂与免疫抑制剂(3学时)第13章研究进展和课程总结(2学时)发酵工艺学2第6章发酵过程的供氧1、细胞对氧的需求2、培养过程中氧的传质理论3、溶解氧的测定方法4、氧传递系数的测定5、影响氧传递速率的主要因素6、控制溶氧的工艺手段发酵工艺学3好气性微生物的生长发育和代谢活动都需要消耗氧气,因为好气性微生物只有氧分子存在情况下才能完成生物氧化作用。因此,供氧对需氧微生物是必不可少的,在发酵过程中必须供给适量无菌空气,才能使菌体生长繁殖积累所需要的代谢产物。而需氧微生物的氧化酶系是存在于细胞内原生质中,因此,微生物只能利用溶解于液体中的氧。发酵液中溶解氧的多少,一般以溶解氧系数(Kd)表示。由于各种好气微生物所含的氧化酶体系(如过氧化氢酶、细胞色素氧化酶、黄素脱氢酶、多酚氧化酶等)的种类和数量不同,在不同环境条件下,各种需氧微生物的吸氧量或呼吸程度是不同的。4比耗氧速率(呼吸强度):单位质量的干细胞在单位时间内消耗氧的量molO2/(kg干细胞·s)用Qo2表示。临界溶氧浓度:好氧性微生物生长繁殖所需要的最低溶解氧的浓度。(mol/m3)摄氧率(耗氧速率):指单位体积培养液在单位时间内的消耗氧的量,以r表示,单位为[molO2/m3·s]。一、细胞对氧的需求饱和溶氧浓度:在一定温度和压力下,空气中的氧在水中的溶解度。(mol/m3)1、三个基本概念5r=Qo2·X式中:r---微生物耗氧速率[molO2/m3·s];Qo2---菌体呼吸强度(比耗氧速率);molO2/(kg干细胞·s);X---发酵液中菌体浓度(kg/m3)一、细胞对氧的需求2、耗氧速率与呼吸强度之间的关系63、注意点1)判断:在生产中,要保证最高产物产量,供氧时必须使溶氧浓度大于临界溶氧浓度( )。溶氧浓度大于临界溶氧浓度可以得到最高的微生物浓度( )。2)碳源种类对细胞的耗氧速度没有影响( )。一、细胞对氧的需求3)培养液中基质浓度对细胞的耗氧速度有很大的影响( )。例如在链霉素的发酵过程中,初始的摄氧率为34molO2/m3·h,补料后(78h)·h,随着营养物质的消耗,在94h又降到15-20molO2/m3·h。74细胞的耗氧速率与培养时间及细胞浓度有关Qo2干重PH疣孢漆斑霉在分批培养时比耗氧速率的变化Qo2干重r=Qo2·Xr请问耗氧速率和比耗氧速率(Qo2)在细胞培养的哪一阶段达到最高值?8大家有疑问的,可以询问和交流可以互相讨论下,但要小声点95培养条件(如pH、温度等)对细胞的需氧要求也有影响,一些有害代谢产物的积累,也会抑制细胞的呼吸。何谓氧的满足度?问题1举例说说各种氨基酸的生产与最佳溶氧浓度的关系?为什么?问题2举例说说微生物的次级代谢产物的生产也与临界溶氧浓度有关?问题310