發(fā)酵過程不同階段

1、發(fā)酵過程的不同階段小規(guī)模發(fā)酵第二組第一階段 實(shí)驗(yàn)室規(guī)模，進(jìn)行菌種的篩選和培養(yǎng)基的研究第二階段 中試工廠規(guī)模，確定菌種培養(yǎng)的最佳操作條件第三階段 工廠大規(guī)模生產(chǎn)小規(guī)模發(fā)酵 小規(guī)模發(fā)酵通常是多數(shù)發(fā)酵過程優(yōu)化的開始，并且盡量將優(yōu)化條件設(shè)定在最接近放大生產(chǎn)所需的條件，在某些場(chǎng)合下也把這一過程稱之為規(guī)模縮小化實(shí)驗(yàn)。也是發(fā)酵過程優(yōu)化中非常重要的一個(gè)部分，該部分中要盡量完成培養(yǎng)基配方和培養(yǎng)條件的優(yōu)化，盡可能地對(duì)發(fā)酵罐上可檢測(cè)、可控制的一些參數(shù)進(jìn)行研究。 實(shí)驗(yàn)室研究 一. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 二. 搖瓶實(shí)驗(yàn) 短期內(nèi)可以獲得大量數(shù)據(jù) 1. 瓶塞是氧傳遞的限制因素 2. 水蒸發(fā)的影響 影響培養(yǎng)液的體積，改變氧傳遞效率， 改

2、變菌體產(chǎn)物濃度常規(guī)放大進(jìn)程 3. 比表面積的影響 搖床振蕩的頻率與振幅的大小 培養(yǎng)基體積與搖瓶總體積的比率 搖瓶的形式 三. 實(shí)驗(yàn)室研究和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 (一)目的及內(nèi)容： 菌種保藏 菌種在固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)和繁殖的條件 研究培養(yǎng)基最適組分 實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的培養(yǎng)技術(shù)先確定培養(yǎng)基組分通氣強(qiáng)度影響代謝產(chǎn)物產(chǎn)量的關(guān)鍵因素?fù)u瓶實(shí)驗(yàn)：提供基本信息和初步發(fā)酵工藝數(shù)據(jù)通過正交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 一般實(shí)驗(yàn)： 時(shí)間、勞動(dòng)力消耗大，如要考察 4個(gè)因素和3個(gè)水平需要做33 3 3=81次實(shí)驗(yàn) （水平）34（因素） 溫度(C) pH 濃度(mg/ml) 溶解氧(mg/L) 15 6.5 1.0 2.0 20 7.0 1.5 2.

3、5 25 7.5 2.0 3.0 （二）正交實(shí)驗(yàn)： 應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理，作少量次數(shù)實(shí)驗(yàn)，求出各參數(shù)之間的數(shù)量關(guān)系 進(jìn)行較少實(shí)驗(yàn)，獲得較多信息 找出主次因子，各因子的影響程度 確定最佳生產(chǎn)或?qū)嶒?yàn)條件正交表特點(diǎn)：正交表特點(diǎn)：每個(gè)因子的各種水平在在8次試驗(yàn)中試驗(yàn)次數(shù)一樣（均為4）每2個(gè)因子的各種搭配在8次試驗(yàn)中出現(xiàn)的次數(shù)一樣（2次）這兩個(gè)特點(diǎn)保證了正交表的均衡分散這兩個(gè)特點(diǎn)保證了正交表的均衡分散1. 如何應(yīng)用正交實(shí)驗(yàn)？ 確定因素和水平的數(shù)目 確定進(jìn)行幾次實(shí)驗(yàn) 從正交表中查設(shè)計(jì)方案 正交表：應(yīng)用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)等一類書的附錄中都可以找到2. 正交表的表示： Ln(rm) L:表示正交表 m:表示正交表

4、的列數(shù)，實(shí)驗(yàn)因子數(shù) r: 表示水平數(shù) n：表示安排的實(shí)驗(yàn)數(shù)目 L8(27)， L8(424)3. 交互作用 因子之間聯(lián)合起來對(duì)結(jié)果的影響作用 A1 A2 B1 2 5 B2 7 10 A從從A1變化到變化到A2時(shí)，指標(biāo)增加時(shí)，指標(biāo)增加33與與B無關(guān)無關(guān)B從從B1變化到變化到B2時(shí)，指標(biāo)增加了時(shí)，指標(biāo)增加了5與與A的水平無關(guān)的水平無關(guān)A與與B沒有交互作用沒有交互作用 4. 正交實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)分析： 極差分析：一組數(shù)俱中最大數(shù)與最小數(shù)之差 方差分析（略） 兩人的兩人的5次測(cè)驗(yàn)成績(jī)?nèi)缦拢捍螠y(cè)驗(yàn)成績(jī)?nèi)缦拢?X： 50，100，100，60，50 E(X )=72； Y： 73， 70， 75，72，70 E(Y )=72。 平均成績(jī)相同，但平均成績(jī)相同，但X 不穩(wěn)定，對(duì)平均值的偏離大。不穩(wěn)定，對(duì)平均值的偏離大。 方差描述隨機(jī)變量對(duì)于數(shù)學(xué)期望的偏離程度。方差描述隨機(jī)變量對(duì)于數(shù)學(xué)期望的偏離程度。 I, II兩行分別表示各列對(duì)應(yīng)于1和2的數(shù)合 實(shí)際含義：因子處于不同水平的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 I/4和I