生物反应器的操作

综合实训一生物反应器的操作

一、目的要求：

1.掌握机械搅拌通风发酵罐的基本结构

(1)发酵罐主体

(2)蒸汽灭菌系统：正确把握各阀门的操作

(3)通气系统

(4)加热冷却循环系统：各管道联络关系

(5)搅拌动力系统

(6)智能控制系统

2.掌握发酵罐小试的基本操作，包括：培养基配制，灭菌，接种，参数设定

3.掌握发酵过程中的参数测定和在线控制，包括：pH，DO，温度，搅拌速度，

生物量，残糖含量，产物生成量，消泡，CO2。

4.运用所学知识分析发酵过程中的实验数据，讨论某一特定菌株的发酵规律。

二、实验试剂和仪器

1、解脂假丝酵母AS2.1379培养基的配制

培养温度：30℃

培养时间：2天

（1）种子培养基(100ml)：蔗糖2.0g, 蛋白胨0.5g,NaCl 0.2g, K

2HPO

4

0.2g,

酵母浸膏0.5g；

(2)发酵培养基：(%,W/V):

豆油4.0,

全脂豆粉4.0,

K2HPO4 0.1,

KH2PO4 0.1.

2、主要试剂和原料

菜籽油、橄榄油、玉米油、叔丁醇、甲醇、NaOH、CuSO4

3、仪器

分光光度计、CRYOBANK TM菌种保存管、摇床、电子天平、恒温培养箱、超净

实验台、离心机、50ml锥形瓶、培养皿、离心管、移液管、滴管、烧杯等

三、实验步骤

1、发酵罐操作步骤：

（一）了解机械搅拌通分发酵罐的基本结构

（1）．罐体

（2）．发酵罐的搅拌系统

（3）．空气供给系统

（4）．温度控制系统

（5）．pH控制系统

（6）．过程变量的测量

（7）．灭菌系统

（二）生物过程灭菌与发酵过程的操作

1、灭菌操作过程

2、发酵过程操作

（三）测量与控制系统

2、具体操作过程

1）. 了解机械搅拌通分发酵罐的基本结构

2）. 培养基的配制

3）. 装料、灭菌

4）. 溶氧电极“0”的标定

灭菌完毕，此时发酵罐中为100％水蒸气分压，标定溶氧为“0”

5）. 降温冷却

6）. 取样操作

旋松放料口螺旋阀门（开启方向与正常螺旋相反），打开取样阀，先弃掉约20-30mL样液（为什么？），再收集30-50mL灭菌培养基液体，关闭放料阀、取样阀、样液用已灭菌的4层纱布过滤样液（4℃冰箱保存），样液作用测定用。7）. 接种

当罐温降低至40℃以下时，采用火圈法接种摇瓶种子100mL。

火圈法接种：当各测量参数显示正常稳定时，就可进行接种（接种时应确保

实验室空气相对静止，如关掉电扇等。）·准备好合格的摇床菌种。·酒精盘内放入无水酒精或酒精棉，点燃后安放于接种口，适当加大通气量或减小尾气流量。·打开接种盖，将其放入干净器皿中。·将菌种瓶口放在火焰上烧一下，并在火焰上拔下瓶塞将菌种倒入发酵罐。将接种盖放在火焰上烧一下，盖上接种盖。·按工艺要求恢复罐压和通气量。

8）. 溶氧电极“100”的标定

搅拌速度开至最大，通气量升至最大，标定溶氧为“100”

9）.设定发酵参数，运行发酵指令

参数:

温度：30-35℃通气量：10－14L/min

维持正压： 0.02-0.03MPa

搅拌速度 100-250rpm

pH自然

3、发酵过程中相关参数的测定

需要记录的过程参数为：

1）. pH值的测定

（1）直接读取发酵罐中pH电极显示值

（2）用pH计测定待测液的pH值

2). 温度的测定

直接读取发酵罐中温度电极显示值

3). 通气量的测定

直接读取发酵罐中溶氧电极显示值

4). 搅拌速度

直接读取发酵罐中电机转速显示值