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丁醇发酵细菌的快速筛选研究

丁醇发酵细菌的快速筛选研究
丁醇发酵细菌的快速筛选研究

发酵生产中杂菌的检查和防治

第一节发酵生产中杂菌的检查与防治 一染菌的检查与判断 凡是在发酵液或发酵容器中侵入了非接种的微生物统称为杂菌污染,及早发现杂菌,及早采取相应措施,对减少由杂菌污染造成的损失至关重要。因此检查的方法要求准确、快速。目前发酵生产上常用的检查方法有下列几种: 1.显微镜检查 一般单染色后用油镜观察,凡是从视野中发现有形态与生产菌株不同的菌体都可认为是污染了杂菌。 优点:简便、快速,能及时检查出杂菌。 缺点:(1)对固形物多的发酵液检查较困难; (2)对含杂菌少的样品不易得出正确结论,应多检查几个视野; (3)由于菌体较小,本身又处于非同步状态,应注意区别不同生理状态下的生产菌与杂菌,必要时可用进行革蓝氏染色、芽孢染色等辅助方法进行鉴别。 2.平板检查 若怀疑发酵液被细菌污染,可取少量待检发酵液涂布在肉汤平板上,在适宜条件下培养,若出现与生产菌株形态不一的菌落,就表明可能被杂菌污染;若要进一步确证,可配合显微镜形态观察,若个体形态与菌落形态都与生产菌相异,则可确认污染了杂菌。 优点:(1)适于固形物多的发酵液; (2)形象直观,肉眼可辩,不需仪器。 缺点:(1)所需时间较长,至少也需8小时; (2)无法区分形态(包括细胞形态与菌落形态)与生产菌相似的杂菌,如啤酒生产中污染野生酵母时,由于啤酒酵母与野生酵母很难从形态上加以区分,只能借助生理生化试验进行确认。 (3)检查过程需严格执行无菌操作技术。 3.肉汤培养检查法 此法主要用于空气过滤系统和液体培养基的无菌检查。具体方法是将葡萄糖酚红肉汤培养基(牛肉膏0.3%,蛋白胨0.8%,葡萄糖0.5%,氯化钠0.5%,1%酚红溶液0.4%,pH7.2)装在吸气瓶中,经灭菌后,置37 ℃培养24小时,若培养液未变浑浊,表明吸气瓶中的培养液是无菌的,就可用于空气过滤系统的杂菌检查。把过滤后的空气引入吸气瓶的培养液中,经培养后,若培养液变混,表明过滤后的空气中仍有杂菌,说明过滤系统有问题,若培养液未变混,说明空气无菌。 此法还可用于检查培养基灭菌是否彻底,取少量培养基接入肉汤中,培养后观察肉汤的浑浊情况即可。 4.根据发酵过程中的异常现象来判断是否染菌

发酵生产中杂菌的检查与防治

第一节发酵生产中杂菌的检查与防治一染菌的检查与判断 凡是在发酵液或发酵容器中侵入了非接种的微生物统称为杂菌污染,及早发现杂菌,及早采取相应措施,对减少由杂菌污染造成的损失至关重要。因此检查的方法要求准确、快速。目前发酵生产上常用的检查方法有下列几种: 1.显微镜检查 一般单染色后用油镜观察,凡是从视野中发现有形态与生产菌株不同的菌体都可认为是污染了杂菌。 优点:简便、快速,能及时检查出杂菌。 缺点:(1)对固形物多的发酵液检查较困难; (2)对含杂菌少的样品不易得出正确结论,应多检查几个视野; (3)由于菌体较小,本身又处于非同步状态,应注意区别不同生理状态下的生产菌与杂菌,必要时可用进行革蓝氏染色、芽孢染色等辅助方法进行鉴别。 2.平板检查 若怀疑发酵液被细菌污染,可取少量待检发酵液涂布在肉汤平板上,在适宜条件下培养,若出现与生产菌株形态不一的菌落,就表明可能被杂菌污染;若要进一步确证,可配合显微镜形态观察,若个体形态与菌落形态都与生产菌相异,则可确认污染了杂菌。 优点:(1)适于固形物多的发酵液; (2)形象直观,肉眼可辩,不需仪器。

缺点:(1)所需时间较长,至少也需8小时; (2)无法区分形态(包括细胞形态与菌落形态)与生产菌相似的杂菌,如啤酒生产中污染野生酵母时,由于啤酒酵母与野生酵母很难从形态上加以区分,只能借助生理生化试验进行确认。 (3)检查过程需严格执行无菌操作技术。 3.肉汤培养检查法 此法主要用于空气过滤系统和液体培养基的无菌检查。具体方法是将葡萄糖酚红肉汤培养基(牛肉膏%,蛋白胨%,葡萄糖%,氯化钠%,1%酚红溶液%,)装在吸气瓶中,经灭菌后,置37 ℃培养24小时,若培养液未变浑浊,表明吸气瓶中的培养液是无菌的,就可用于空气过滤系统的杂菌检查。把过滤后的空气引入吸气瓶的培养液中,经培养后,若培养液变混,表明过滤后的空气中仍有杂菌,说明过滤系统有问题,若培养液未变混,说明空气无菌。 此法还可用于检查培养基灭菌是否彻底,取少量培养基接入肉汤中,培养后观察肉汤的浑浊情况即可。 4.根据发酵过程中的异常现象来判断是否染菌 (1)溶解氧水平异常变化显示染菌 每一种生产菌都有其特定的耗氧曲线,当杂菌污染时,如果污染的是好气性杂菌,会使溶解氧在较短的时间内下降,甚至接近零,且长时间不能回升;当污染的是非好气菌,生产菌的代谢由于受污染而遭抑制时,会使耗氧量减少,发酵液中的溶解氧就会升高。如味精生产上受噬菌体污染时,使菌体利用的氧气量减少,DO上升。 (2)排气中CO2的异常变化显示染菌

丁醇

1-丁醇 正丁醇 1.该名词的定义、又称 &Nb sp; 1.1 正丁醇分子式、理化性质 正丁醇俗称1-丁醇,英文简写为n-bu Ta nol;n-butyl alcohol;1-butanol,它是无色液体,有酒精味,相对密度0.8109,熔点-90.2℃,沸点117.7℃,与乙醇、乙醚及其它多种有机溶剂混溶。蒸汽与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限1.45-11.25(体积)。 1.2 正丁醇主要用途 正丁醇是一种重要的有机化工原料,用途非常广泛,主要用于邻苯二甲酸正丁酯、脂肪二元酸和磷酸丁酯、丙烯酸丁酯及醋酸丁酯等;可经过氧化生产丁醛或丁酸;还可用作油脂、医药和香料的提取溶剂以及醇酸树脂的添加剂等。还可用作有机染料和印刷油墨的溶剂、脱蜡剂。 我国丁醇主要用于生产醋酸丁酯、丙烯酸丁酯、邻苯二甲酸二丁酯及医药中间体等,用量较大的是醋酸丁酯、丙烯酸丁酯和邻苯二甲酸二丁酯(DBP),分别占我国丁醇消费总量的32.7%、15.3%和9%。 2.该名词的性状、情况简介。 毒性防护毒性大体与乙醇相同,但刺激性强,有使人难忍的恶臭。工作场所空气中最高容许浓度300mg/m3。车间应加强通风,设备应密闭。 包装储运用铁桶包装,每桶160kg或200kg。应贮存在干燥、通风的仓库中,温度保持在35℃以下,仓库内防火防爆。上下装卸和运输时,防止猛烈撞击,并防止日晒雨淋。按易燃化学品规定贮运。 物化性质无色液体,有酒味。相对密度0.8109(20/20℃)。沸点117.7℃。熔点-90.2℃。折射率Nd(20℃)1.3993。闪点35~35.5℃。自燃点365℃。20℃时在水中的溶解度7.7%(重量),水在正丁醇中的溶解度20.1%(重量)。与乙醇、乙醚及其他多种有机溶剂混溶。蒸气与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限1.45~11.25(体积)。 质量标准发酵法GB 6027-89;羟基合成法及乙醛缩合法GB 9014-88;GB 10618-89(食品添加剂) 消耗定额原料名称规格消耗,kg/t 3、生产工艺

发酵工程中的染菌原因及解决办法

学生综述性论文 题目:发酵过程中染菌的分析、检测及预 防 姓名:刘莉学号:2008132114 专业:生物技术班级:083班 课程名称:微生物工程 指导教师:燕平梅 课程学期:2010至2011学年第一学期

发酵过程中染菌的分析、检测及预防 姓名:刘莉指导老师:燕平梅 (太原师范学院生物系083班学号:2008132114) 摘要:通过分析发酵过程中染菌的各种原因,总结检测染菌的方法,并提出染菌后应采取哪些措施及预防染菌的方法。 关键词:发酵;染菌;危害;检查;预防 前言:发酵工业生产中,污染杂菌造成发酵失败的事故时常发生,严重影响发酵生产,关于发酵过程是否污染杂菌,如何检测,染了菌后如何处理等等,这些问题的研究是十分有意义的。 内容: 1发酵染菌的危害 1.1不同种类的杂菌对发酵的影响 青霉素发酵:污染细短产气杆菌比粗大杆菌的危害大 链霉素发酵:污染细短杆菌、假单孢杆菌和产气杆菌比粗大杆菌的危害大 四环素发酵:污染双球菌、芽孢杆菌和夹膜杆菌的危害较大 柠檬酸发酵:最怕污染青霉菌 肌苷、肌苷酸发酵:污染芽孢杆菌的危害最大 谷氨酸发酵:最怕污染噬菌体 高温淀粉酶发酵:污染芽孢杆菌和噬菌体的危害较大 1.2不同染菌时间对发酵的影响 1.2.1种子培养期染菌 菌体浓度低、培养基营养丰富

1.2.2发酵前期染菌 杂菌与生产菌争夺营养成分,干扰生产菌的繁殖和产物的形成 1.2.3发酵中期染菌 严重干扰生产菌的繁殖和产物的生成 1.2.4发酵后期染菌 如杂菌量不大,可继续发酵。如污染严重,可采取措施提前放罐 1.3不同染菌途径对发酵的影响 种子带菌:种子带菌可使发酵染菌具有延续性 空气带菌:空气带菌也使发酵染菌具有延续性,导致染菌范围扩大至所有发酵罐 培养基或设备灭菌不彻底:一般为孤立事件,不具有延续性 设备渗漏:这种途径造成染菌的危害性较大 1.4染菌对产物提取和产品质量的影响 1.4.1对过滤的影响 发酵液的粘度加大;菌体大多自溶;由于发酵不彻底,基质的残留浓度加度。造成过滤时间拉长,影响设备的周转使用,破坏生产平衡;大幅度降低过滤收率。 1.4.2对提取的影响 a.有机溶剂萃取工艺:染菌的发酵液含有更多的水溶性蛋白质,易发生乳化,使水相和溶剂相难以分开 b.离子交换工艺:杂菌易粘附在离子交换树脂表面或被离子交换树脂吸附,大大降低离子交换树脂的交换量 1.4.3对产品质量的影响 a.对内在质量的影响:染菌的发酵液含有较多的蛋白质和其它杂质。对产品的纯度有较大影响。 b.对产品外观的影响:一些染菌的发酵液经处理过滤后得到澄清的发酵液,放置后会出现混浊,影响产品的外观。 1.5染菌对三废处理的影响 使过滤后的废菌体无法利用,发酵染菌的废液,生物需氧量(BOD)增高,增加三废治理费用和时间。 2发酵过程中染菌的检查判断

第七章 发酵染菌及防治

第七章发酵染菌及防治 工业发酵生产过程大多为纯种培养过程,需要在无杂菌、无污染的条件下进行生产。生产的环节比较多,既要连续搅拌和供给无菌空气,又要排放多余的空气、多次添加消沫剂、补充培养基、定时取样分析及不断改变空气量等。所有这些操作都会给防止发酵染菌带来了极大的困难。 所谓发酵染菌是指在发酵过程中,生产菌以外的其他微生物侵入了发酵液,从而使发酵过程失去了真正意义上的纯种培养。 从国内外的发酵工业的报道看,在生产中要做到完全不染菌是不可能的。目前能够做到的是提高生产技术水平,尽可能防止发酵染菌的发生,而且一旦发生染菌,要能尽快找出其中污染的原因,并采取相应的有效措施,把发酵染菌造成的损失降低到最低的限度。 第一节发酵染菌的分析 第二节染菌对发酵的影响 第三节杂菌染菌的挽救与处理 第四节杂菌染菌的途径和防治 第一节发酵染菌的分析 一、种子培养和发酵的异常现象 发酵过程中的种子培养和发酵的异常现象是指某些物理参数、化学参数或生物参数发生与原有规律不同的改变,这些改变必然会影响发酵水平,使生产蒙受损失。 异常现象为: 1、种子培养异常 2、发酵异常 1、种子培养异常 ①、培养的种子不合格 ②、菌体生长缓慢 ③、菌丝结团 ④、菌体老化 ⑤、代谢不正常 2、发酵异常 ①、菌体生长差 ②、pH值过高或过低 ③、泡沫过多

④、菌体浓度过高或过低 二、染菌的检查、判断 发酵过程是否染菌应以无菌试验的结果为依据进行判断。在发酵过程中,如何及早发现杂菌并及时采取措施加以处理,是避免染菌造成严重经济损失的重要手段。 生产上要求能用确切、迅速的方法检查出杂菌的污染。常用的检查方法有: 1、显微镜检查法(镜检法) 2、肉汤培养法 3、平板划线培养或斜面培养检查法 4、发酵过程的异常现象观察法 5、其他一些异常现象如:菌体生长不良、耗糖慢、pH值的异常变化、发酵过程中泡沫的异常增多、发酵液的颜色异常变化、代谢产物含量的异常下降、发酵周期的异常的拖长、发酵液的粘度异常增加等来判断。 三、发酵染菌原因 1、发酵染菌的规模分析 2、不同污染时间分析 3、染菌的杂菌种类分析 四、发酵染菌的分析 第二节染菌对发酵的影响 一、染菌对发酵过程的影响 由于各种发酵过程所用的微生物菌种、培养基以及发酵的条件、产物的性质不同,染菌造成的危害程度也不同。 一旦发生染菌,都会由于培养基中的营养成分被消耗或代谢产物被分解,严重影响到发酵产物的生成,使发酵产品的产量大为降低 例如: ①、青霉素的发酵过程中,由于染菌许多杂菌都能产生青霉素酶,因此不管染菌是发生在发酵的前期、中期或后期,都会使青霉素迅速分解破坏,使发酵过程得不到目的产物,其危害十分严重。 ②、核苷或核苷酸的发酵过程,由于所用的生产菌种是多种营养缺陷型微生物,其生长能力差,所需要的培养基营养丰富,因此极易受到杂菌的污染,且污染后,培养基中的营养成分迅速被消耗,严重抑制了生产菌的生长和代谢产物的生成。 ③、柠檬酸等有机酸发酵过程中,一般在产酸后,发酵液的pH值比较低,杂菌生长十分困难,在发酵的中、后期不太会发生染菌,因此主要是要防止发酵的前期染菌。

发酵过程中染菌的有效控制及预防

发酵过程中染菌的有效控制及预防 邢攀科 摘要:针对微生物发酵过程中的染菌现象,分析了导致发酵染菌的几种主要原因,并提出了有效控制方法,以预防为主,及时观察分析,杜绝发酵染菌的隐患。 关键词:发酵染菌微生物发酵 前言:杂菌感染,简称染菌,普遍存在于微生物发酵工业生产中。特别是夏季,随着气温的不断升高.在丙酮、醇粮食发酵法工业生产中尤其突出[5]。发酵过程是利用某种特定的微生物在一定的环境中进行新陈代谢,从而获得某种产品。现代发酵工业要求纯种培养,不仅斜面、种子和培养基以及发酵罐、管道等须经严格灭菌除去各种杂菌,而且在需氧发酵中通入的空气也需经过除菌处理。只有这样,才能确保生产不受杂菌污染,从而保证生产菌的旺盛生长。染菌的结果,轻者影响产量或产品质量,重者导致倒罐,甚至停产。工业发酵中污染杂菌造成的损失是十分惊人的,所以必须认真对待除菌。 1 发酵过程对设备的要求 1.1发酵罐 发酵罐在使用之前,需要进行认真检查,以消除染菌隐患,如搅拌系统转动有无异常;机械密封是否严密:罐内的螺丝是否松动;罐内的管道有无堵塞;夹层或罐内盘管是否泄漏;罐体连接阀门严密度等等。机械密封目前在发酵罐上得到广泛应用,取代了以前搅拌轴采用的填料密封形式,但是由于安装精度不高或选用的机械密封不合适,仍然会由于轴封泄露造成染菌,因此在安装搅拌轴时要注意对中,为了便于观察罐内发酵情况,在人型发酵罐内一般设置有冲洗视镜的蒸汽管道,但是蒸汽一旦冷凝在管道中,冷凝水并不能完全保证无菌,因此冲洗视镜的蒸汽管道要去除,杜绝染菌隐患。如果罐内雾气大看小清楚,可以采用更高亮度的视镜灯[6]。 1.2发酵罐附属设备 发酵罐附属设备有空气净化系统,温度、压力流量等控制系统及相应的管道阀门。哪一个环节出问题都会造成发酵失败[3]。 1.2.1空气净化系统 传统的空气净化使用活性炭、棉花、超细玻璃纤维纸做过滤器Ul,过滤效果差,操作复杂。目前国内的膜过滤技术比较成熟,用偏二氟乙烯((PVDF)制成的折叠微孔滤膜滤芯,过滤精度高,流量大。使用时只要注意过滤器前压缩空气除湿脱油,并按规范对过滤器灭菌,空气保证无菌还足没有问题的。而且PVDF膜对压缩空气中的水分不敏感,膜本身的疏水性强,使用中注意过滤器排水,解决了以前当空气湿度过大导致棉花过滤器不能使用的问题[3]。 1.2.2温度、压力流量等控制系统 发酵罐实消是对发酵培养基进行彻底的灭菌处理,利用高温过饱和蒸汽的强穿透能力使

发酵动力学

第八章发酵动力学 发酵动力学是研究各种环境因素与微生物代谢活动之间的相互作用随时间变化的规律的科学。 fermentation kinetics 生化反应工程的基础内容之一,以研究发酵过程的反应速率和环境因素对速率的影响为主要内容。通过发酵动力学的研究,可进一步了解微生物的生理特征,菌体生长和产物形成的合适条件,以及各种发酵参数之间的关系,为发酵过程的工艺控制、发酵罐的设计放大和用计算机对发酵过程的控 发酵动力学 制创造条件。 研究发酵过程中菌的生长速率、培养基的消耗速率和产品形成速率的相互作用和随时间变化的规律。 发酵动力学包括化学热力学(研究反应的方向)和化学动力学(研究反应的速度)并涉及酶反应动力学和细胞生长动力学。 它为发酵过程的控制、小罐试验数据的放大以及从分批发酵过渡到半连续发酵和连续发酵提供了理论基础。 发酵动力学也是计算机模拟发酵过程研究及发酵过程计算机在线控制的基础。 在发酵中同时存在着菌体生长和产物形成两个过程,它们都需要消耗培养基中的基质,

发酵动力学 因此有各自的动力学表达式,但它们之间是有相互联系的,都是以菌体生长动力学为基础的。所谓菌体生长动力学是以研究菌体浓度、限制性基质(培养基中含量最少的基质,其他组分都是过量的)浓度、抑制剂浓度、温度和pH等对菌体生长速率的影响为内容的。在分批发酵中,菌体浓度X,产物浓度P和限制性基质浓度S均随时间t变化 菌体生长可分迟滞、对数、减速、静止、衰退等五个时期。其中菌体的主要生长期是对数期,它的特点是: 随着基质浓度继续下降,菌体的衰老死亡逐步与生长平衡以至超过生长,也即进入静止和衰退期。 发酵动力学 J.莫诺于1949年提出了一个μ与S间的经验关联式,此式被称莫诺方程式: μm为最大比生长速率, 即不因基质浓度变化而改变的最大μ值;Ks为饱和常数,即在数量上相当于μ=0.5μm时的S值。Ks值愈小,说明在低基质浓度范围中,S对μ愈为敏感,而保持μm的临界S值愈低。在一般情况下,当S>10Ks时,μ=μm 当时,μ=(μm/Ks)S。产物的形成常与菌体的生长或浓度有关.α、β为常数 ;qP为比产物形成速率。在限制性基质的消耗和菌体生长间常用下式表示:

发酵法制备丙醇、丁醇的工艺及菌种

发酵法制备丙醇、丁醇的工艺及菌种 摘要:当今世界对石油、天然气和煤炭等不可再生能源的需求在日益增加。石油危机引起了世界各国对未来能源短缺问题的普遍关注。为了缓解石油危机,人们将目光逐渐转向了生物丁醇。丙酮丁醇发酵主要产生丙酮、丁醇、乙醇、乙酸和丁酸等有机溶剂,其主要产物—丁醇,是重要的精细化工原料,也是新型的可再生能源,有着十分广泛的用途。生物丁醇具有高能量、可混合性、低挥发性、污染少等优点,可以取代乙醇作为一种可再生的燃料添加剂,使生物丁醇展示了良好的发展前景。针对丙酮丁醇发酵工艺中存在的问题,人们提出生产菌种的改良和发酵工艺的改进等高产策略。 关键词:丙酮丁醇发酵、菌种、生物丁醇、生产工艺 一、引言 当今世界对石油、天然气和煤炭等不可再生能源的需求在日益增加。70年代的石油危机起了世界各国对未来能源短缺问题的普遍关注。按照现在的开采速度,目前世界已探明的石油贮量至多可供使用40-50年。而在中国,如果按照目前的开采速度则已探明的石油贮量至多可用30年[1]。为了缓解石油危机,人们将目光逐渐转向了生物丁醇。目前全世界范围内的丁醇绝大部分都通过石油工业合成,伴随着石油能源的枯竭,丁醇作为良好的有机溶剂和新一代的液体能源越来越受到发达国家的重视[2]。杜邦和BP都是研发生物丁醇的积极倡导者[3]。丁醇在自然界中由微生物发酵产生,能够融入自然界的整体代谢循环。丁醇既是重要的化工原料又是良好的有机溶剂,同时也是有效的汽油增烷剂和增氧剂,丁醇作为燃料具有其它燃料无可比拟的优点。首先,丁醇燃油的一个很明显的优势就是:丁醇的能量密度要比乙醇高30%,生物丁醇较低的饱和蒸汽压,并允许汽油混合物含水,这有助于它在现有汽油供应和分配渠道中利用。甚至无需对车辆进行改造,就可以使用几乎100%浓度的丁醇。它有可能以更大的比例调入汽油而无需改造汽车,它比汽油/乙醇调和物具有更好的燃料经济。丁醇与其他生物燃料相比,腐蚀性较小,混合燃料中可混入20%的丁醇。丁醇还是一种高能量生物燃料,与传统燃料相比,每加仑(1Gallon=4.5L)可支持汽车多走10%的路程,与乙醇相比可多走30%的路程。它还可提高乙醇汽油的性能,减少乙醇对汽油蒸汽压的影响,这是影响乙醇在现有汽油分配渠道中广泛使用的一个问题。同样的条件下,要想使用高浓度的乙醇最为燃料,车辆需要进行必不可少的改造。杜邦首席执行官Charles Holliday表示:“给发动机使用丁醇,能得到更理想的性能,同时也更节省能源。”。其次,生物丁醇的生产原料——淀粉、纤维素等价格低廉。并且燃烧产物仅为二氧化碳和水,而二氧化碳能进入自然界的碳循环。因此,燃料丁醇的使用将从根本上解决温室效应问题。再次,生物丁醇作为一种可再生的清洁能源是石油等化石能源的首选替代品。目前生物燃料占世界运输燃料的比例不到2%,但可能在未来运输燃料构成中占很大的比例,可能在主要市场中占20%~30%。

发酵过程染菌及其防治

第八章发酵过程染菌及其防治 张海龙 山东教育学院生物系 Shan Dong Institute of Education

发酵染菌:指在发酵过程中生产菌以外的其他微生物侵入了发酵系统,从而使发酵过程失去真正意义上的纯种培养。 据报道,国外抗生素发酵染菌率为2%~5%,国内的青霉素发酵染菌率2%,链霉素、红霉素和四环素发酵染菌率5%,谷氨酸发酵噬菌体感染率1%~2%。

一、一、染菌对不同发酵过程的影响 染菌对不同发酵过程的影响二、二、染菌发生的不同时间对发酵的影响 染菌发生的不同时间对发酵的影响三、三、不同染菌途径对发酵的影响 不同染菌途径对发酵的影响四、四、染菌对产物提取和产品质量的影响 染菌对产物提取和产品质量的影响五、五、染菌对三废处理的影响 染菌对三废处理的影响第一节第一节 染菌对发酵的影响 染菌对发酵的影响

一、染菌对不同发酵过程的影响 ?由于各种发酵过程所用的微生物菌种、培养基以及发酵的条件、产物的性质不同,染菌造成的危害程度也不同。 ?不管是对于哪种发酵过程,一旦发生染菌,都会由于培养基中的营养成分被消耗或代谢产物被分解,严重影响到产物的生成,使发酵产品的产量大为降低。

例 1)青霉素发酵过程:由于许多杂菌都能产生青霉素酶,因此不管染菌是发 生在发酵前期、中期或后期,都会使青霉素迅速分解破坏,使目的产物得率降低,危害十分严重。 2)核苷或核苷酸发酵过程:由于所用的生产菌种是多种营养缺陷型微生 物,其生长能力差,所需的培养基营养丰富,因此容易受到杂菌的污染,且染菌后,培养基中的营养成分迅速被消耗,严重抑制了生产菌的生长和代谢产物的生成。 3)柠檬酸等有机酸发酵过程:一般在产酸后发酵液的pH值比较低,杂菌 生长十分困难,在发酵中、后期不太会发生染菌,主要是要预防发酵前期染菌。 4)谷氨酸发酵过程:周期短,生产菌繁殖快,培养基不太丰富,一般较少 污染杂菌,但噬菌体污染对谷氨酸发酵的影响较大。

新型生物燃料———丁醇的研究进展

新型生物燃料———丁醇的研究进展 姓名:吴柏君 学号:201307231 班级:应化1301班 专业:化学与生物工程学院 兰州交通大学 2015年10月10日

摘要:出于能源安全和环保的考虑,生物燃料已成为许多国家研究发展的目标,而生物丁醇以其特有的优势体现了能源的多元化和巨大的发展潜力。介绍了丁醇作为新型生物燃料的优势及国内外最新研究进展,并对丁醇生产中存在的问题及其应对策略进行了探讨,最后对其发展前景进行了展望。 关键词:丁醇; 生物燃料; 研究进展 中图分类号:O623.411文献标识码:A文章编号:0253-4320(2008)06-0028-04 Research progress in new biofuel butanol Abstract:In view of energy security and environment protection,biofuel has been turned into research and developmenttarget in many countries.With special advantages,biobutanol demonstrates energy diversification and great developmentpotential.The advantages of butanol as a newbiofuel and its latest research progress athome and abroad are introduced,and thepresent problems existing in butanol production by the fermentation and their strategies are discussed.Finally,the prospects ofbiobutanol are looked forward to. Key words:butanol;biofuel;research progress 受世界石油资源、价格、环保和全球气候变化的影响,发展生物燃料已成为许多国家提高能源安全、减排温室气体、应对气候变化的重要措施。生物燃料是指通过生物资源生产的适用于汽油或柴油发动机的燃料,包括燃料乙醇、生物柴油、生物丁醇、生物气体、生物甲醇、生物二甲醚等,目前市场上以燃料乙醇和生物柴油最为常见。生物丁醇与乙醇相似,可以和汽油混合,但却具有许多优于乙醇之处,因此,生物丁醇的研究开发日益受到许多国家的重视[1-3]。 1生产概述 工业上生产丁醇的方法有3种[4-5]:①羰基合成法。丙烯与CO、H2在加压加温及催化剂存在下羰基合成正、异丁醛,加氢后分馏得正丁醇,这是工业上生产丁醇的主要方法。②发酵法。以淀粉等为原料,接入丙酮-丁醇菌种,进行丙酮丁醇(ABE)发酵,发酵液精馏后得产品正丁醇。③醇醛缩合法。乙醛经缩合成丁醇醛,脱水生成丁烯醛,再经加氢后得正丁醇。发酵法生产丙酮和丁醇工业始于1913年。第一次世界大战爆发后,丙酮用于制造炸药和航空机翼涂料等用量激增。英国首先改造酒精厂为丙酮丁醇工厂,继而又在世界各地建立分厂,以玉米为原料大规模生产丙酮、丁醇。战后由于与丙酮同时制得约有2倍量的正丁醇未发现可利用价值,丙酮、丁醇工业曾衰退停顿,当发现正丁醇是制造醋酸丁酯作为硝酸纤维素之最佳溶剂后,此工业又获得新生。20世纪五六十年代,由于来自石油化工的竞争,丙酮、丁醇发酵工业走向衰退。但是70年代的石油危机,促使人们重新认识到丙酮、丁醇发酵工业的重要性[6]。 2优势 发酵法生产的生物丁醇可作为生物燃料替代汽油等石化能源,其优势体现在生产方法和产品性能两方面。 2.1发酵方法上的优势 (1)化工合成法以石油为原料,投资大,技术设备要求高;而微生物发酵法一般以淀粉质、纸浆废液、糖蜜和野生植物等为原料,利用丙酮丁醇菌所分泌的酶来将淀粉分解成糖类,再经过复杂的生物化学变化,生成丙酮、丁醇和乙醇等产物,其工艺设备与酒精生产相似,原料价廉,来源广泛,设备投资较小;(2)发酵法生产条件温和,一般常温操作,不需贵重金属催化剂;(3)选择性好、安全性高、副产物少,易于分离纯化;(4)降低了对有限石油资源的消耗和依赖。

丁醇的研究进展与前景展望

2010-4-29 10:05:59 丁醇的研究进展与前景展望 生物燃料是指通过生物资源生产的适用于汽油或柴油发动机的燃料,包括燃料乙醇、生物柴油、生物丁醇、生物气体、生物甲醇、生物二甲醚等,目前市场上以燃料乙醇和生物柴油最为常见。生物丁醇与乙醇相似,可以和汽油混合,但却具有许多优于乙醇之处,因此,生物丁醇的研究开发日益受到许多国家的重视。 1 生产概述 工业上生产丁醇的方法有3种:①羰基合成法。丙烯与CO、H2在加压加温及催化剂存在下羰基合成正、异丁醛,加氢后分馏得正丁醇,这是工业上生产丁醇的主要方法。②发酵法。以淀粉等为原料,接人丙酮-丁醇菌种,进行丙酮丁醇(ABE)发酵,发酵液精馏后得产品正丁醇。③醇醛缩合法。乙醛经缩合成丁醇醛,脱水生成丁烯醛,再经加氢后得正丁醇。发酵法生产丙酮和丁醇工业始于1913年。第一次世界大战爆发后,丙酮用于制造炸药和航空机翼涂料等用量激增。英国首先改造酒精厂为丙酮丁醇工厂,继而又在世界各地建立分厂,以玉米为原料大规模生产丙酮、丁醇。战后由于与丙酮同时制得约有2倍量的正丁醇未发现可利用价值,丙酮、丁醇工业曾衰退停顿,当发现正丁醇是制造醋酸丁酯作为硝酸纤维素之最佳溶剂后,此工业又获得新生。20世纪五六十年代,由于来自石油化工的竞争,丙酮、丁醇发酵工业走向衰退。但是70年代的石油危机,促使人们重新认识到丙酮、丁醇发酵工业的重要性。 2 优势 发酵法生产的生物丁醇可作为生物燃料替代汽油等石化能源,其优势体现在生产方法和产品性能两方面。 2.1 发酵方法上的优势 (1)化工合成法以石油为原料,投资大,技术设备要求高;而微生物发酵法一般以淀粉质、纸浆废液、糖蜜和野生植物等为原料,利用丙酮丁醇菌所分泌的酶来将淀粉分解成糖类,再经过复杂的生物化学变化,生成丙酮、丁醇和乙醇等产物,其工艺设备与酒精生产相似,原料价廉,来源广泛,设备投资较小; (2)发酵法生产条件温和,一般常温操作,不需贵重金属催化剂; (3)选择性好、安全性高、副产物少,易于分离纯化; (4)降低了对有限石油资源的消耗和依赖。 2.2 生物丁醇的性能优势

正丁醇最重要的三种工业生产方法。

正丁醇最重要的三种工业生产方法 作者:亦云来源:慧聪涂料原料网发布者:日期:2011-10-31 今日/总浏览:12/3233 正丁醇是多种涂料的溶剂和制增塑剂邻苯二甲酸二丁酯(见邻苯二甲酸酯)的原料,也用于制造丙烯酸丁酯、醋酸丁酯、乙二醇丁醚以及作为有机合成中间体和生物化学药的萃取剂,还用于制造表面活性剂。 丁醇最早由法国人C.-A.孚兹于1852年从发酵过程制酒精所得的杂醇油中发现。1913年,英国斯特兰奇-格拉哈姆公司首先以玉米为原料经发酵过程生产丙酮,正丁醇则作为主要副产物。以后,由于正丁醇需求量增加,发酵法工厂改以生产正丁醇为主,丙酮、乙醇作为副产物。第二次世界大战期间,德国鲁尔化学公司用丙烯羰基合成法生产正丁醇。50年代石油化工兴起,合成法制正丁醇发展迅速,尤以丙烯羰基合成法最快。 工业制法 正丁醇的工业制法主要有发酵法、丙烯羰基合成法和乙醛醇醛缩合法三种。此外,由乙烯制高级脂肪醇时也副产正丁醇。 发酵法 以谷物(玉米、玉米芯、黑麦、小麦)淀粉为原料,加水混合成醪液,经蒸煮杀菌,加入纯丙酮丁醇菌,在36~37°C进行发酵,发酵醪液经精馏分离得到正丁醇、丙酮和乙醇。也可采用糖蜜作原料。 羰基合成法 丙烯、一氧化碳和氢经钴或铑催化剂(见络合催化剂)羰基合成反应生成正丁醛和异丁醛,经加氢得正丁醇和异丁醇。 在用钴催化剂时,反应在10~20MPa和约130~160°C下进行,生成的正丁醛与异丁醛之比约为3。1976年开始在工业上应用的铑络合物催化剂,使反应可在0.7~3MPa和80~120°C下进行,正丁醛与异丁醛之比达到8~16。 醇醛缩合法

由两个分子乙醛,经缩合并脱水,可制得巴豆醛: 巴豆醛在镍铬催化剂存在下于180°C和0.2MPa加氢生成正丁醇。 CH3CH=CHCHO+2H2─→CH3CH2CH2CH2OH 在以上三种方法中,丙烯羰基合成法由于原料易得、羰基化工艺压力已相对降低、产物正丁醇与异丁醇之比提高以及可同时联产或专门生产2-乙基己醇等优点,已成为正丁 醇最重要的生产方法。 由于正丁醇属低毒类产品,所以在包装及贮运方面也要特别注意,如果不慎吸入,将会出现红细胞数减少、全身不适等症状。

丁醇

亚洲正丁醇市场交易气氛冷清,价格小幅下滑。市场现货供应充足,下游需求乏力,买家有一定观望情绪,主动性买盘缺乏。目前中国正丁醇到岸价在1279-1281美元/吨,比一周前下跌10美元/吨;东南亚地区正丁醇到岸在1279-1281美元/吨,比一周前下跌10美元/吨。 (文章来源:生意社) 二、市场行情分析: 华东地区正丁醇市场气氛淡静,价格弱势整理。市场交易气氛疲软,终端买家购买兴趣不高,贸易商出货呆滞,价格稳中略跌。目前主流报价在9200-9300元/吨,实际成交在9150-9250元/吨。 华南正丁醇市场到货量增加,价格继续下跌。市场成交气氛低迷,买家心态消极,贸易商出货不畅,价格继续下跌,市场主流报价9900-10000元/吨,实际商谈在9800-9900元/吨。

华北正丁醇市场走势疲弱,价格持续走低。市场供应十分充足,但交投气氛低迷,贸易商存在库存压力,价格震荡下跌,主流报价在8900-9000元/吨,实际成交在8800-9000元/吨。 三、展望预测: 综上所述,生意社化工分社正丁醇分析师刘美丽认为:正丁醇市场延续弱势下滑。市场现货供应比较充足,下游丁酯行业需求向淡,买家接货兴趣降低,持货商出货阻力上升,压制市场价格走低。不过在价格连续下跌后,成本的支撑将逐渐增强,有助于正丁醇市场下跌空间的收窄。 (责任编辑:leonlee07) 正丁醇是一种重要的有机化工原料,用途非常广泛,主要用于邻苯二甲酸正丁酯、脂肪二元酸和磷酸丁酯、丙烯酸丁酯及醋酸丁酯等;可经过氧化生产丁醛或丁酸;还可用作油脂、医药和香料的提取溶剂以及醇酸树脂的添加剂等。还可用作有机染料和印刷油墨的溶剂、脱蜡剂。 我国丁醇主要用于生产醋酸丁酯、丙烯酸丁酯、邻苯二甲酸二丁酯及医药中间体等,用量较大的是醋酸丁酯、丙烯酸丁酯和邻苯二甲酸二丁酯(DBP),分别占我国丁醇消费总量的32.7%、15.3%和9%。 2.该名词的性状、情况简介。 (1)毒性防护毒性大体与乙醇相同,但刺激性强,有使人难忍的恶臭。工作场所空气中最高容许浓度300mg/m3。车间应加强通风,设备应密闭。 (2)包装储运用铁桶包装,每桶160kg或200kg。应贮存在干燥、通风的仓库中,温度保持在35℃以下,仓库内防火防爆。上下装卸和运输时,防止猛烈撞击,并防止日晒雨淋。按易燃化学品规定贮运。 物化性质无色液体,有酒味。相对密度0.8109(20/20℃)。沸点117.7℃。熔点-90.2℃。折射率nD(20℃)1.3993。闪点35~35.5℃。自燃点365℃。20℃时在水中的溶解度7.7%(重量),水在正丁醇中的溶解度20.1%(重量)。与乙醇、乙醚及其他多种有机溶剂混溶。蒸气与空气形成爆炸性混合物,爆炸极限1.45~11.25(体积)。

发酵过程染菌及防治

第八章发酵过程染菌及其防治 教学目的:1、掌握发酵染菌的影响、判断、防治及处理;2、掌握噬菌体污染的症状及防治方法。 教学方法:讲授 教学手段:使用多媒体课件 教学内容: 发酵染菌:指在发酵过程中生产菌以外的其他微生物侵入了发酵系统,从而使发酵过程失去真正意义上的纯种培养。 第一节染菌对发酵的影响 一、染菌对不同发酵过程的影响 1、青霉素发酵过程:由于许多杂菌都能产生青霉素酶,因此不管染菌是发生在发酵前期、中期或后期,都会使青霉素迅速分解破坏,使目的产物得率降低,危害十分严重。 2、核苷或核苷酸发酵过程:由于所用的生产菌种是多种营养缺陷型微生物,其生长能力差,所需的培养基营养丰富,因此容易受到杂菌的污染,且染菌后,培养基中的营养成分迅速被消耗,严重抑制了生产菌的生长和代谢产物的生成。 3、柠檬酸等有机酸发酵过程:一般在产酸后发酵液的pH值比较低,杂菌生长十分困难,在发酵中、后期不太会发生染菌,主要是要预防发酵前期染菌。 4、谷氨酸发酵:周期短,生产菌繁殖快,培养基不太丰富,一般较少污染杂菌,但噬菌体污染对谷氨酸发酵的影响较大。 二、染菌发生的不同时间对发酵的影响 1、种子培养期染菌 种子培养主要是使微生物细胞生长与繁殖,此时,微生物菌体浓度低,培养基地营养十分丰富,比较容易染菌。 若将污染的种子带入发酵罐,则危害极大,因此应严格控制种子染菌的发生。 一旦发现种子受到杂菌的污染,应经灭菌后弃去,并对种子罐、管道等进行仔细检查和彻底灭菌。 2、发酵前期染菌 在发酵前期,微生物菌体主要是处于生长、繁殖阶段,此时期代谢的产物很少,相对而言这个时期也容易染菌。 染菌后的杂菌将迅速繁殖,与生产菌争夺培养基中的营养物质,严重干扰生产菌的正常生长、繁殖及产物的生成。 3、发酵中期染菌 发酵中期染菌将会导致培养基中的营养物质大量消耗,并严重干扰生产菌的代谢,影响产物的生成。 有的染菌后杂菌大量繁殖,产生酸性物质,使pH值下降,糖、氮等的消耗加速;菌体自溶,致使发酵液发粘,产生大量的泡沫,代谢产物的积累减少或停止; 有的染菌后会使已生成的产物被利用或破坏。 从目前的情况来看,发酵中期染菌一般较难挽救,危害性较大,在生产过程中应尽力做到早发现、快处理。 4、发酵后期染菌 由于发酵后期培养基中的糖等营养物质已接近耗尽,且发酵的产物也已积累较多,如果

生物工艺学第八章 工业发酵染菌的防治

第八章 工业发酵染菌的防治
发酵染菌能给生产带来严重危害,防 止杂菌污染是任何发酵工厂的一项重 要工作内容。尤其是无菌程度要求高 的液体深层发酵,污染防止工作的重 要性更为突出。

主要内容
工业发酵染菌的危害; 染菌的检查、判断及染菌原因分 析; 防治染菌的措施。

第一节
工业发酵染菌的危害
染菌:发酵过程污染杂菌的现象;
大量原材料浪费、经济巨大损失; 扰乱生产秩序,破坏生产计划; 遇到连续染菌,特别在找不到染菌原因往往 会影响人们的情绪和生产积极性; 影响产品外观及内在质量。

生产不同的品种,可污染不同种类和性质的 微生物; 不同污染时间,不同污染途径,污染不同菌 量,不同培养基和培养条件又可产生不同后 果 。
发酵染菌对不同品种的影响; 不同种类的杂菌对发酵的影响; 不同时间染菌对发酵的影响; 不同染菌途径对发酵的影响; 发酵染菌对提炼、产品质量、三废治理的影 响。

1 发酵染菌对不同品种的影响
放线菌由于生长的最适pH7左右,因此染细菌为 多,而霉菌生长pH5左右,因此染酵母菌为多; 青霉素发酵染菌,绝大多数杂菌都能直接产生青 霉素酶,而另一些杂菌则可被青霉素诱导而产生 青霉素酶; 灰黄霉素、制霉菌素、克念菌素等抗生素抑制霉 菌,对细菌几乎没有抑制和杀灭作用,故容易染 细菌; 疫苗生产:一旦污染杂菌,不论死菌、活菌或内 外毒素,都应全部废弃。

2
不同种类的杂菌对发酵的影响
(1)污染噬菌体:
感染力很强,传播蔓延迅速,也较难防治,故危 害极大。
(2)污染其它杂菌:
有些使生产菌自溶产生大量泡沫,影响通气搅 拌;有的使发酵液发臭、发酸,致使pH下降,使 不耐酸的产品破坏。 染芽孢杆菌,由于芽孢耐热,不易杀死,往往一 次染菌后会反复染菌。

染菌的检查、分析和防止措施

染菌的检查、原因分析和防止措施 1.染菌的检查与判断 在发酵过程中对杂菌污染的及早发现,及时处理,是免除染菌造成严重损失的重要问题。因此,要求有确切、迅速的方法来检出杂菌的污染,目前常用方法主要有以下几种: (1)显微镜检查 通常用革兰氏染色法,染色后在高倍显微镜下观察。对霉菌、酵母发酵,先用低倍显微镜观察生产菌的特征,然后再用高倍显微镜观察有否染菌存在,根据生产菌与杂菌的特征区别,判断是否染菌。必要时,可进行芽孢和鞭毛染色。 (2)平板划线培养或斜面培养检查法 先将经灭菌的固体培养基倒入灭菌的平板中置培养箱摄氏37度,保温24h检查无菌即可使用。将需要检查的样品,在无菌平板上划线,分别置摄氏37度、摄氏27度培养,以适应嗜中菌和低温菌的生长,一般在8h后即可观察。 噬菌体检查可采用双层平板培养法,底层同为肉汁琼脂培养基,上层减少琼脂用量。先将灭菌的底层培养基熔后倒平板,凝固后,将上层培养基熔解并保持摄氏40度,加生产菌作为指示菌和待检样品混合后迅速倒在底层平板上,置培养箱保温培养,经12~20h培养,观察有无噬菌斑。 培养基(PH7.0) 葡萄糖(%)牛肉膏(%)蛋白胨(%)氯化钠(%)琼脂(%) 上层0.5 1.0 1.0 0.5 1.0 下层0.5 1.0 1.0 0.5 2.0 (3)肉汤培养检查法 将需要检查样品接入经灭菌并经过检查无菌的肉汤培养基中,放置摄氏37度和摄氏27度分别培养24h,进行观察,并取样镜检。此法常用于检查培养基和无菌空气是否带菌,也可用于噬菌体检查,此时使用生产菌作为指示菌。 葡萄糖酚红肉汤培养基:牛肉膏0.3%,葡萄糖0.5%,氯化钠0.5%,蛋白胨0.8%,1%酚红溶液0.4%,PH7.2。 用以上的检查方法检查未发现污染,还不能肯定未被污染。

发酵染菌原因分析及防治

发酵染菌 什么是染菌?发酵过程中除了生产菌以外,还有其它菌生长繁殖 几乎所有的发酵工业,都有可能遭受杂菌的污染。染菌的结果,轻者影响产量或产品质量,重者可能导致倒罐,甚至停产。 生物反应过程染菌的分析 种子培养异常主要表现有菌体生长缓慢、菌丝结团、菌体老化以及培养液的理化参数变化。 发酵异常主要表现在菌体生长速度缓慢,形态不粗壮或过早老化,以及糖、 氮、pH、泡沫、发酵产物、发酵浓度等理化参数不正常。 (一)染菌对发酵的影响 生产不同的品种,可污染不同种类和性质的微生物。 不同污染时间,不同污染途径,污染不同菌量,不同培养基和培养条件又可产生不同后果 1、发酵染菌对不同品种的影响 放线菌由于生长的最适pH为7左右,因此染细菌为多,而霉菌生长pH为5左右,因此染酵母菌为多。 青霉素发酵染菌,绝大多数杂菌都能直接产生青霉素酶,而另一些杂菌则可被青霉素诱导而产生青霉素酶。不论在发酵前期、中期或后期,染有能产生青霉素酶的杂菌,都能使青霉素迅速破坏。 链霉素、四环素、红霉素、卡那霉素等虽不象青霉素发酵染菌那样一无所得,但也会造成不同程度的危害。如杂菌大量消耗营养干扰生产菌的正常代谢;改变pH,降低产量。 灰黄霉素、制霉菌素、克念菌素等抗生素抑制霉菌,对细菌几乎没有抑制和杀灭作用。 疫苗生产危害很大。现在疫苗多采用深层培养,这是一类不加提纯而直接使用的产品,在其深层培养过程中,一旦污染杂菌,不论死菌、活菌或内外毒素,都应全部废弃。因此,发酵罐容积越大,污染杂菌后的损失也越大。 2、污染不同种类和性质的微生物的影响 1)污染噬菌体 噬菌体的感染力很强,传播蔓延迅速,也较防治,故危害极大。污染噬菌体后,可使发酵产量大幅度下降,严重的造成断种,被迫停产。 (2)污染其它杂菌 有些杂菌会使生产菌自溶产生大量泡沫,即使添加消泡剂也无法控制逃液,影响发酵过程的通气搅拌。有的杂菌会使发酵液发臭、发酸,致使pH下降,使不耐酸的产品破坏。特别是染芽孢杆菌,由于芽孢耐热,不易杀死,往往一次染菌后会反复染菌。 例如: 青霉素发酵:污染细短产气杆菌比粗大杆菌的危害大 链霉素发酵:污染细短杆菌、假单孢杆菌和产气杆菌比粗大杆菌的危害大 四环素发酵:污染双球菌、芽孢杆菌和夹膜杆菌的危害较大 柠檬酸发酵:污染青霉菌 肌苷、肌苷酸发酵:污染芽孢杆菌谷氨酸发酵:污染噬菌体 高温淀粉酶发酵:污染芽孢杆菌和噬菌体 3、不同时间染菌对发酵的影响 污染时间是指用无菌检测方法确准的污染时间,不是杂菌窜入培养液的时间。 杂菌进入培养液后,需有足够的生长、繁殖的时间才能显现出来,显现的时间又与污染菌

第9章 发酵动力学

第9章发酵动力学 发酵动力学是以化学热力学(研究反应的方向)和化学动力学(研究反应速度)为基础,对发酵过程各种物质的变化进行描述的学科。一般来说,发酵动力学的研究内容主要包括①细胞生长和死亡动力学;②基质消耗动力学;③氧消耗动力学;④CO2生成动力学;⑤产物合成和降解动力学;⑥代谢热生成动力学 发酵动力学模型 非结构模型:基于细胞是单组份、均一的而忽略环境的变化对细胞组成的影响的假设所建立的模型。它是以细胞浓度的变化速率来表示的。 结构模型:基于细胞组成在培养过程变化的基础上建立的模型。 9.1 基本参数 1. 对基质的细胞得率系数YX/S 2. 产物得率系数YP/S 3. 反应速率 细胞生长速率r X: 基质的消耗速率r S 产物生成速率r P 氧的消耗速率r O、CO2生成速率r CO2 4. 比速率 比生长速率 ,比消耗速率q S,比生成速率q P,维持系数m S 9.2 细胞生长动力学模型 无抑制的细胞生长动力学模型 有抑制的细胞生长动力学模型:基质抑制动力学模型,产物抑制动力学模型.逻辑方程 一、无抑制的细胞生长动力学模型 1. 单一基质 Monod方程 Monod方程只适用于单一基质及不存在抑制性物质的情况,也就是说,除了一种生长限制基质外,其它必需营养都是过量的,但这种过量又不致于引起对生长的抑制,在生长过程也没有抑制性产物生成。通常Monod方程仅适用于生长较慢和细胞密度较低的环境。 对于初始基质浓度过高而造成细胞生长过快的发酵 在高密度下的细胞生长的生长动力学Contois 方程

2. 双基质 累加动力学 相互影响动力学 二、有抑制的细胞生长动力学模型 1. 基质抑制动力学 反竞争性基质抑制采用Haldane方程 竞争性基质抑制 非竞争性基质抑制 2. 产物抑制动力学 3. 逻辑方程 在某一特定条件下,细胞生长应有一最大浓度X m,它与基质浓度有关。 即积分式 9.3 产物生成动力学 Luedeking-Piret模型 1:生长偶联型

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