發(fā)酵工程第九章發(fā)酵過程控制

1、第九章第九章發(fā)酵過程控制發(fā)酵過程控制 本章內(nèi)容本章內(nèi)容一、一、概述概述二、二、代謝調(diào)控在發(fā)酵過程控制中的應(yīng)用代謝調(diào)控在發(fā)酵過程控制中的應(yīng)用三、三、溫度溫度對(duì)發(fā)酵的影響及其控制對(duì)發(fā)酵的影響及其控制四、四、pH對(duì)發(fā)酵的影響及其控制對(duì)發(fā)酵的影響及其控制五、五、溶解氧對(duì)發(fā)酵的影響及其控制溶解氧對(duì)發(fā)酵的影響及其控制六、六、CO2和呼吸商對(duì)發(fā)酵的影響及其控制和呼吸商對(duì)發(fā)酵的影響及其控制七、七、基質(zhì)濃度對(duì)發(fā)酵的影響及補(bǔ)料控制基質(zhì)濃度對(duì)發(fā)酵的影響及補(bǔ)料控制八、八、高密度發(fā)酵及過程控制高密度發(fā)酵及過程控制九、泡沫對(duì)發(fā)酵的影響及其控制九、泡沫對(duì)發(fā)酵的影響及其控制十、十、自動(dòng)控制技術(shù)在發(fā)酵過程控制中的應(yīng)用自動(dòng)控制技

2、術(shù)在發(fā)酵過程控制中的應(yīng)用1. 過程控制的重要性過程控制的重要性 菌株特性菌株特性(營(yíng)養(yǎng)要求、生長(zhǎng)速率、營(yíng)養(yǎng)要求、生長(zhǎng)速率、 呼吸強(qiáng)度、產(chǎn)物合成速率呼吸強(qiáng)度、產(chǎn)物合成速率) 傳遞性能傳遞性能 物理：物理：n、T、Ws 化學(xué)化學(xué)：pH、DO、濃度濃度 過程控制的意義：過程控制的意義：最佳工藝條件的優(yōu)選（即最佳工藝參數(shù)最佳工藝條件的優(yōu)選（即最佳工藝參數(shù) 的確定）以及在發(fā)酵過程中通過過程調(diào)節(jié)達(dá)到最適水平的的確定）以及在發(fā)酵過程中通過過程調(diào)節(jié)達(dá)到最適水平的 控制?？刂啤Q定發(fā)酵決定發(fā)酵單位單位(水平水平)的的因素因素理化因素理化因素工藝條件工藝條件生物因素生物因素：設(shè)備性能：設(shè)備性能：2. 發(fā)酵過程控制

3、的一般步驟發(fā)酵過程控制的一般步驟 確定能反映過程變化的各種確定能反映過程變化的各種理化參數(shù)理化參數(shù)及其及其檢測(cè)方法檢測(cè)方法 研究這些參數(shù)的變化對(duì)發(fā)酵生產(chǎn)水平的影響及其研究這些參數(shù)的變化對(duì)發(fā)酵生產(chǎn)水平的影響及其機(jī)制機(jī)制，獲取獲取最適水平最適水平或或最佳范圍最佳范圍建立數(shù)學(xué)模型定量描述各參數(shù)之間建立數(shù)學(xué)模型定量描述各參數(shù)之間隨時(shí)間變化隨時(shí)間變化的關(guān)系的關(guān)系通過計(jì)算機(jī)實(shí)施通過計(jì)算機(jī)實(shí)施在線自動(dòng)檢測(cè)和控制在線自動(dòng)檢測(cè)和控制，驗(yàn)證各種控制，驗(yàn)證各種控制模型的可行性及其適用范圍，實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過程最優(yōu)控制模型的可行性及其適用范圍，實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過程最優(yōu)控制 3. 參數(shù)檢測(cè)參數(shù)檢測(cè)n代謝參數(shù)按性質(zhì)可分為三類：代謝參數(shù)按

4、性質(zhì)可分為三類：物理參數(shù)：物理參數(shù)：溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、罐壓、空氣流量、溶解溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、罐壓、空氣流量、溶解氧、表觀粘度、排氣氧（二氧化碳）濃度等氧、表觀粘度、排氣氧（二氧化碳）濃度等化學(xué)參數(shù)：化學(xué)參數(shù)：基質(zhì)濃度（包括糖、氮、磷）、基質(zhì)濃度（包括糖、氮、磷）、 pH、產(chǎn)物、產(chǎn)物濃度等濃度等生物參數(shù)：生物參數(shù)：菌絲形態(tài)、菌體濃度、菌體比生長(zhǎng)速率、菌絲形態(tài)、菌體濃度、菌體比生長(zhǎng)速率、呼吸強(qiáng)度、攝氧率、關(guān)鍵酶活力等呼吸強(qiáng)度、攝氧率、關(guān)鍵酶活力等3.參數(shù)檢測(cè)參數(shù)檢測(cè)n參數(shù)按獲取方式可分為兩類：參數(shù)按獲取方式可分為兩類： 如如T、pH、罐壓、空氣流量、攪罐壓、空氣流量、攪拌轉(zhuǎn)速、溶氧濃度等拌轉(zhuǎn)速、溶氧濃

5、度等如攝氧率如攝氧率()、呼吸強(qiáng)度、呼吸強(qiáng)度(QO2)、比生長(zhǎng)、比生長(zhǎng)速率（速率（)、體積溶氧系數(shù)體積溶氧系數(shù)(KLa)、呼吸商呼吸商(RQ)等等。直接參數(shù)直接參數(shù)： 間接參數(shù)間接參數(shù)：將直接參數(shù)通過公式計(jì)算獲得的：將直接參數(shù)通過公式計(jì)算獲得的參數(shù)，參數(shù)，3. 參數(shù)檢測(cè)參數(shù)檢測(cè)n參數(shù)的測(cè)量形式參數(shù)的測(cè)量形式離線測(cè)量：離線測(cè)量：基質(zhì)（糖、脂類、無機(jī)鹽等）、前體和代基質(zhì)（糖、脂類、無機(jī)鹽等）、前體和代謝產(chǎn)物（抗生素、酶、有機(jī)酸、氨基酸等）謝產(chǎn)物（抗生素、酶、有機(jī)酸、氨基酸等）在線測(cè)量在線測(cè)量：如：如T 、pH、DO、溶解、溶解CO2、尾氣、尾氣CO2、黏度、黏度、攪拌轉(zhuǎn)速等攪拌轉(zhuǎn)速等n優(yōu)點(diǎn)：及時(shí)、

6、省力，可從繁瑣操作中解脫出來，便優(yōu)點(diǎn)：及時(shí)、省力，可從繁瑣操作中解脫出來，便于計(jì)算機(jī)控制。于計(jì)算機(jī)控制。n困難：傳感器要求較高。困難：傳感器要求較高。 v對(duì)傳感器的要求對(duì)傳感器的要求n能經(jīng)受能經(jīng)受高壓高壓蒸汽滅菌；蒸汽滅菌；n傳感器及其二次儀表具有傳感器及其二次儀表具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性長(zhǎng)期穩(wěn)定性；n最好能在過程中隨時(shí)校正，最好能在過程中隨時(shí)校正，靈敏度好靈敏度好；n探頭材料探頭材料不易老化不易老化，使用壽命長(zhǎng)；，使用壽命長(zhǎng)；n安裝使用和維修方便；安裝使用和維修方便；n解決探頭敏感部位被物料（反應(yīng)液）粘住、堵塞解決探頭敏感部位被物料（反應(yīng)液）粘住、堵塞 問題；問題；n價(jià)格合理，便于推廣。價(jià)格合理，便于

7、推廣。 3. 參數(shù)檢測(cè)參數(shù)檢測(cè)3. 參數(shù)檢測(cè)參數(shù)檢測(cè)v參數(shù)檢測(cè)方法參數(shù)檢測(cè)方法n溫度測(cè)量溫度測(cè)量 感溫元件：熱電偶（溫度信號(hào)感溫元件：熱電偶（溫度信號(hào) 電信號(hào)電信號(hào)） 二次儀表：將熱電偶輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成二次儀表：將熱電偶輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成 被測(cè)介質(zhì)的溫度被測(cè)介質(zhì)的溫度v參數(shù)檢測(cè)方法參數(shù)檢測(cè)方法n攪拌轉(zhuǎn)速和攪拌功率的測(cè)量攪拌轉(zhuǎn)速和攪拌功率的測(cè)量攪拌轉(zhuǎn)速：磁感應(yīng)式，光感應(yīng)式，攪拌轉(zhuǎn)速：磁感應(yīng)式，光感應(yīng)式， 測(cè)速電機(jī)；測(cè)速電機(jī)；攪拌功率：功率表，測(cè)定力矩求功率法。攪拌功率：功率表，測(cè)定力矩求功率法。3. 參數(shù)檢測(cè)參數(shù)檢測(cè)3. 參數(shù)檢測(cè)參數(shù)檢測(cè)v參數(shù)檢測(cè)方法參數(shù)檢測(cè)方法n空氣流量測(cè)定空氣流量測(cè)定體積

8、流量型：體積流量型： 會(huì)引起流體能量損失，受溫度和壓力變化的影響；會(huì)引起流體能量損失，受溫度和壓力變化的影響； 同心孔板壓差式流量計(jì)；同心孔板壓差式流量計(jì)； 轉(zhuǎn)子流量計(jì)轉(zhuǎn)子流量計(jì)。質(zhì)量流量型：質(zhì)量流量型： 根據(jù)流體固有性質(zhì)（質(zhì)量、導(dǎo)電性、熱傳導(dǎo)性能）根據(jù)流體固有性質(zhì)（質(zhì)量、導(dǎo)電性、熱傳導(dǎo)性能）設(shè)計(jì)的流量計(jì)。設(shè)計(jì)的流量計(jì)。v參數(shù)檢測(cè)方法參數(shù)檢測(cè)方法n罐壓測(cè)量罐壓測(cè)量 壓力表壓力表 壓力傳感器壓力傳感器 3.參數(shù)檢測(cè)參數(shù)檢測(cè)v參數(shù)檢測(cè)方法參數(shù)檢測(cè)方法n料液計(jì)量與液位控制料液計(jì)量與液位控制 壓差法：壓差法：H=（P2/P1）H 直接重量測(cè)量法：直接稱重直接重量測(cè)量法：直接稱重 體積計(jì)量法：計(jì)算進(jìn)出料

9、液體積計(jì)量法：計(jì)算進(jìn)出料液 流量計(jì)量法：計(jì)算流量和時(shí)間流量計(jì)量法：計(jì)算流量和時(shí)間 液位探針液位探針3. 參數(shù)檢測(cè)參數(shù)檢測(cè)v參數(shù)檢測(cè)方法參數(shù)檢測(cè)方法n發(fā)酵液粘度測(cè)定發(fā)酵液粘度測(cè)定 毛細(xì)管粘度計(jì)毛細(xì)管粘度計(jì) 回轉(zhuǎn)式粘度計(jì)回轉(zhuǎn)式粘度計(jì) 渦輪旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)渦輪旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)3. 參數(shù)檢測(cè)參數(shù)檢測(cè)v參數(shù)檢測(cè)方法參數(shù)檢測(cè)方法npH測(cè)量測(cè)量復(fù)合復(fù)合pH電極電極pH測(cè)量?jī)x器測(cè)量?jī)x器3. 參數(shù)檢測(cè)參數(shù)檢測(cè)v參數(shù)檢測(cè)方法參數(shù)檢測(cè)方法n溶解氧的測(cè)量溶解氧的測(cè)量 化學(xué)法化學(xué)法 極譜法極譜法 復(fù)膜氧電極法復(fù)膜氧電極法 3. 參數(shù)檢測(cè)參數(shù)檢測(cè)復(fù)膜氧電極示意圖復(fù)膜氧電極示意圖（a）極譜型極譜型 （b）原電池型原電池型v參數(shù)檢測(cè)方法

10、參數(shù)檢測(cè)方法n溶解二氧化碳測(cè)量溶解二氧化碳測(cè)量 復(fù)膜式電極法復(fù)膜式電極法 滲透膜滲透膜碳酸氫鈉法碳酸氫鈉法n發(fā)酵尾氣的在線分析發(fā)酵尾氣的在線分析 CO2分析分析 O2分析分析3. 參數(shù)檢測(cè)參數(shù)檢測(cè)v參數(shù)檢測(cè)方法參數(shù)檢測(cè)方法n細(xì)胞濃度的測(cè)量細(xì)胞濃度的測(cè)量 化學(xué)法：如化學(xué)法：如DNA、RNA分分析等析等 物理法：如重量分析、分光光度分析、物理法：如重量分析、分光光度分析、 濁度分析等濁度分析等新技術(shù)：以電容法為測(cè)量原理的在線新技術(shù)：以電容法為測(cè)量原理的在線 活細(xì)胞濃度測(cè)量傳感器活細(xì)胞濃度測(cè)量傳感器 3. 參數(shù)檢測(cè)參數(shù)檢測(cè)原位活細(xì)胞在線檢測(cè)儀原位活細(xì)胞在線檢測(cè)儀第一節(jié)第一節(jié)溫度對(duì)發(fā)酵的影響及其控制溫

11、度對(duì)發(fā)酵的影響及其控制1. 影響發(fā)酵溫度的因素影響發(fā)酵溫度的因素2.溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響3.溫度對(duì)產(chǎn)物合成的影響溫度對(duì)產(chǎn)物合成的影響4.最適溫度的選擇與控制最適溫度的選擇與控制 (1)發(fā)酵熱發(fā)酵熱n發(fā)酵過程中所產(chǎn)生的熱量，叫做發(fā)酵熱發(fā)酵過程中所產(chǎn)生的熱量，叫做發(fā)酵熱。 Q發(fā)酵=Q生物+Q攪拌-Q蒸發(fā)-Q輻射 (2)生物熱生物熱n來源來源 ：微生物微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解所釋放的能量對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的分解所釋放的能量n影響因素：影響因素：n菌株菌株n培養(yǎng)基成分培養(yǎng)基成分 n發(fā)酵時(shí)期發(fā)酵時(shí)期 n生物熱與其它參數(shù)的關(guān)系生物熱與其它參數(shù)的關(guān)系 呼吸強(qiáng)度呼吸強(qiáng)度QO2 糖利用速率糖利用速

12、率當(dāng)產(chǎn)生的生物熱達(dá)到高峰時(shí)，菌的呼當(dāng)產(chǎn)生的生物熱達(dá)到高峰時(shí)，菌的呼吸強(qiáng)度最大，糖的利用速率也最大，吸強(qiáng)度最大，糖的利用速率也最大，可用耗氧量、糖耗來衡量生物熱?？捎煤难趿俊⑻呛膩砗饬可餆?。嗜冷、嗜中溫、嗜熱菌的典型生長(zhǎng)與溫度關(guān)系嗜冷、嗜中溫、嗜熱菌的典型生長(zhǎng)與溫度關(guān)系2.溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響2.溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響n在其最適溫度范圍內(nèi)，生長(zhǎng)速率隨溫度升高而增加，在其最適溫度范圍內(nèi)，生長(zhǎng)速率隨溫度升高而增加，當(dāng)溫度超過最適生長(zhǎng)溫度，生長(zhǎng)速率隨溫度增加而迅當(dāng)溫度超過最適生長(zhǎng)溫度，生長(zhǎng)速率隨溫度增加而迅速下降。速下降。 n不同生長(zhǎng)階段的微生物對(duì)溫度的

13、反應(yīng)不同不同生長(zhǎng)階段的微生物對(duì)溫度的反應(yīng)不同 n處于延遲期的細(xì)菌對(duì)溫度的影響十分敏感。處于延遲期的細(xì)菌對(duì)溫度的影響十分敏感。n對(duì)于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)菌，如果在略低于最適溫度的對(duì)于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的細(xì)菌，如果在略低于最適溫度的條件下培養(yǎng)，即使在發(fā)酵過程中升溫，則升溫的破條件下培養(yǎng)，即使在發(fā)酵過程中升溫，則升溫的破壞作用較弱。壞作用較弱。 n處于生長(zhǎng)后期的細(xì)菌，其生長(zhǎng)速度一般主要取決于處于生長(zhǎng)后期的細(xì)菌，其生長(zhǎng)速度一般主要取決于溶解氧，而不是溫度。溶解氧，而不是溫度。 3.溫度對(duì)產(chǎn)物合成的影響溫度對(duì)產(chǎn)物合成的影響n影響發(fā)酵過程中各種反應(yīng)速率，從而影響微生物的生影響發(fā)酵過程中各種反應(yīng)速率，從而影響微生物的生長(zhǎng)

14、代謝與產(chǎn)物生成。長(zhǎng)代謝與產(chǎn)物生成。 e.g.青霉菌發(fā)酵生產(chǎn)青霉素青霉菌發(fā)酵生產(chǎn)青霉素青霉菌生長(zhǎng)活化能青霉菌生長(zhǎng)活化能E1=34kJ/mol青霉素合成活化能青霉素合成活化能E2=112kJ/mol青霉素合成速率對(duì)溫度較敏感青霉素合成速率對(duì)溫度較敏感n改變發(fā)酵液的物理性質(zhì)，間接影響菌的生物合成改變發(fā)酵液的物理性質(zhì)，間接影響菌的生物合成。n影響生物合成方向影響生物合成方向。e.g.四環(huán)素發(fā)酵中金色鏈霉菌：四環(huán)素發(fā)酵中金色鏈霉菌：TCCr），CO2的抑制作用不能解除，這種負(fù)作用在放大過程的抑制作用不能解除，這種負(fù)作用在放大過程更明顯。更明顯。n正確評(píng)價(jià)通氣的作用：正確評(píng)價(jià)通氣的作用：n供氧：供氧：n排

15、廢氣：排廢氣：CO2n水分及揮發(fā)性組分的散失水分及揮發(fā)性組分的散失 LaK,VVM（4）CO2釋放與補(bǔ)糖速率的關(guān)系釋放與補(bǔ)糖速率的關(guān)系n在青霉素發(fā)酵中補(bǔ)糖將引起排氣在青霉素發(fā)酵中補(bǔ)糖將引起排氣CO2增加，同時(shí)增加，同時(shí)pH下降下降。 n糖糖、CO2、pH三者的相關(guān)性三者的相關(guān)性，被青霉素工業(yè)生產(chǎn)上用于補(bǔ)料控制的參被青霉素工業(yè)生產(chǎn)上用于補(bǔ)料控制的參數(shù)，并認(rèn)為排氣數(shù)，并認(rèn)為排氣CO2的變化比的變化比pH變化更為敏感，所以測(cè)定排氣變化更為敏感，所以測(cè)定排氣CO2釋釋放率放率（CER）來控制補(bǔ)糖速率來控制補(bǔ)糖速率。 補(bǔ)糖與溶氧及補(bǔ)糖與溶氧及pH協(xié)同控制協(xié)同控制補(bǔ)糖速率與補(bǔ)糖速率與CER控制控制 補(bǔ)糖對(duì)

16、排氣補(bǔ)糖對(duì)排氣CO2和和pH的影響的影響（5）呼吸商與發(fā)酵的關(guān)系）呼吸商與發(fā)酵的關(guān)系不同菌株、同一菌株不同代謝途徑、同一菌株利用不同基質(zhì)、同不同菌株、同一菌株不同代謝途徑、同一菌株利用不同基質(zhì)、同一菌株在不同發(fā)酵階段，一菌株在不同發(fā)酵階段，RQ值不相同值不相同。RQ值可以表征發(fā)酵狀況值可以表征發(fā)酵狀況。 青霉素發(fā)酵不同階段青霉素發(fā)酵不同階段： 菌體生長(zhǎng)階段菌體生長(zhǎng)階段：RQ0.909 維持階段維持階段：RQ=1 生產(chǎn)階段生產(chǎn)階段：RQ=4如果產(chǎn)物的還原性比基質(zhì)大時(shí)，其如果產(chǎn)物的還原性比基質(zhì)大時(shí)，其RQ值就增加；值就增加；反之，當(dāng)產(chǎn)物的氧化性比基質(zhì)大時(shí)反之，當(dāng)產(chǎn)物的氧化性比基質(zhì)大時(shí)，RQ值就要減

17、少；值就要減少；其偏離程度決定于單位菌體利用基質(zhì)形成產(chǎn)物的量。其偏離程度決定于單位菌體利用基質(zhì)形成產(chǎn)物的量。產(chǎn)物形成對(duì)產(chǎn)物形成對(duì)RQ影響最大影響最大一、基質(zhì)濃度對(duì)發(fā)酵的影響一、基質(zhì)濃度對(duì)發(fā)酵的影響 二、補(bǔ)料控制二、補(bǔ)料控制第五節(jié)第五節(jié) 流加補(bǔ)料的控制流加補(bǔ)料的控制nSKS情況下，比生長(zhǎng)速率與基質(zhì)濃度呈直線關(guān)系：情況下，比生長(zhǎng)速率與基質(zhì)濃度呈直線關(guān)系：n一般情況下符合一般情況下符合Monod方程式方程式n基質(zhì)濃度高時(shí)基質(zhì)濃度高時(shí) SkSmaxSkSSmaxSkkiimax（1） 基質(zhì)濃度對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響基質(zhì)濃度對(duì)微生物生長(zhǎng)的影響n低濃度限制低濃度限制n高濃度抑制高濃度抑制n谷氨酸發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵

18、（乙醇為碳源）：當(dāng)乙醇濃度為（乙醇為碳源）：當(dāng)乙醇濃度為2.5g/L和和35g/L時(shí)，可時(shí)，可延長(zhǎng)谷氨酸生產(chǎn)時(shí)間，但在更高濃度下，菌體生長(zhǎng)受到抑制，谷延長(zhǎng)谷氨酸生產(chǎn)時(shí)間，但在更高濃度下，菌體生長(zhǎng)受到抑制，谷氨酸產(chǎn)量降低。氨酸產(chǎn)量降低。n分解阻遏作用分解阻遏作用e.g.葡萄糖氧化酶發(fā)酵葡萄糖氧化酶發(fā)酵：葡萄糖用量從：葡萄糖用量從8%降至降至6%，補(bǔ)入，補(bǔ)入2%氨基乙氨基乙酸或甘油，使酶活力分別提高酸或甘油，使酶活力分別提高26%或或6.7%。(2) 基質(zhì)濃度對(duì)產(chǎn)物合成的影響基質(zhì)濃度對(duì)產(chǎn)物合成的影響n（1）補(bǔ)料的目的）補(bǔ)料的目的n（2）補(bǔ)料的內(nèi)容）補(bǔ)料的內(nèi)容n（3）補(bǔ)料的原則）補(bǔ)料的原則n（4）補(bǔ)

19、料控制的策略）補(bǔ)料控制的策略n（5）反饋控制參數(shù)的確定）反饋控制參數(shù)的確定n（6）補(bǔ)料速率的確定）補(bǔ)料速率的確定n（7）補(bǔ)料時(shí)間的優(yōu)化）補(bǔ)料時(shí)間的優(yōu)化二、補(bǔ)料控制二、補(bǔ)料控制（1）補(bǔ)料的目的）補(bǔ)料的目的n避免基質(zhì)濃度過低的限制避免基質(zhì)濃度過低的限制n解除解除基質(zhì)過濃的抑制基質(zhì)過濃的抑制n解除解除產(chǎn)物的反饋抑制產(chǎn)物的反饋抑制n解除分解代謝物阻遏作用解除分解代謝物阻遏作用n避免避免因一次性投糖過多造成細(xì)胞大量生長(zhǎng)，耗氧過多而造成波谷現(xiàn)因一次性投糖過多造成細(xì)胞大量生長(zhǎng)，耗氧過多而造成波谷現(xiàn)象。象。n在生產(chǎn)上，補(bǔ)料還經(jīng)常作為糾正異常發(fā)酵的一個(gè)重要手段。在生產(chǎn)上，補(bǔ)料還經(jīng)常作為糾正異常發(fā)酵的一個(gè)重要手段

20、。（2）補(bǔ)料的內(nèi)容）補(bǔ)料的內(nèi)容n補(bǔ)充微生物所需的碳源補(bǔ)充微生物所需的碳源n 補(bǔ)充菌體所需要的氮源補(bǔ)充菌體所需要的氮源n 補(bǔ)充微量元素或無機(jī)鹽補(bǔ)充微量元素或無機(jī)鹽n 添加前體、誘導(dǎo)劑等添加前體、誘導(dǎo)劑等（3）補(bǔ)料的原則）補(bǔ)料的原則n補(bǔ)料的原則就在于控制微生物的中間代謝，使之向著有利于產(chǎn)物積補(bǔ)料的原則就在于控制微生物的中間代謝，使之向著有利于產(chǎn)物積累的方向發(fā)展。累的方向發(fā)展。n補(bǔ)料速率、時(shí)間很重要。補(bǔ)料速率、時(shí)間很重要。n現(xiàn)有的各種補(bǔ)料措施都是通過實(shí)驗(yàn)方法確定的?，F(xiàn)有的各種補(bǔ)料措施都是通過實(shí)驗(yàn)方法確定的。n中間補(bǔ)料的數(shù)量為基礎(chǔ)料的中間補(bǔ)料的數(shù)量為基礎(chǔ)料的13倍倍。 n大多數(shù)補(bǔ)料分批發(fā)酵均補(bǔ)加生長(zhǎng)大

21、多數(shù)補(bǔ)料分批發(fā)酵均補(bǔ)加生長(zhǎng)限制性基質(zhì)限制性基質(zhì)以以經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)控制流加；或預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)控制流加；用用傳感器傳感器直接測(cè)定限制性基質(zhì)的濃度，直接控制流加；直接測(cè)定限制性基質(zhì)的濃度，直接控制流加；以以物料平衡物料平衡方程，通過傳感器在線測(cè)定的一些參數(shù)計(jì)算限制性基方程，通過傳感器在線測(cè)定的一些參數(shù)計(jì)算限制性基質(zhì)的濃度，間接控制流加；質(zhì)的濃度，間接控制流加；以溶氧、以溶氧、pH、RQ、排氣中、排氣中CO2分壓及代謝物質(zhì)濃度等分壓及代謝物質(zhì)濃度等多參數(shù)多參數(shù)間接控間接控制流加。制流加。（4）補(bǔ)料控制的策略）補(bǔ)料控制的策略（5）反饋控制參數(shù)的確定）反饋控制參數(shù)的確定n為了有效地進(jìn)行中間補(bǔ)料，必須選擇恰當(dāng)?shù)姆答伩刂茀榱擞行У剡M(jìn)行中間補(bǔ)料，必須選擇恰當(dāng)?shù)姆答伩刂茀?shù)，以及了解這些參數(shù)與微生物代謝、菌體生長(zhǎng)、基質(zhì)數(shù)，以及了解這些參數(shù)與微生物代謝、菌體生長(zhǎng)、基質(zhì)利用以及產(chǎn)物形成之間的關(guān)系。利用以及產(chǎn)物形成之間的關(guān)系。e.g.谷氨酸發(fā)酵谷氨酸發(fā)酵 在谷氨酸發(fā)酵過程中的某階段，生產(chǎn)菌的攝