7发酵工艺控制(第5节 发酵终点判断)【发酵工程】.pdf

第五节第五节 发酵终点的判断发酵终点的判断 发酵类型不同发酵类型不同，，目标不同目标不同，，终点判断标准也不同终点判断标准也不同 原材料与发酵成本为主者：原材料与发酵成本为主者：主要追求提高产率主要追求提高产率，，得率得率 (转化率转化率) 和发酵系数和发酵系数产物产物kg(罐容积罐容积m3 发酵周期发酵周期h) 提炼成本为主者和产品价值高者：提炼成本为主者和产品价值高者：除了高产率和发酵除了高产率和发酵 系数外系数外，，还要求高的产物浓度还要求高的产物浓度. 总生产率总生产率产物产物g(发酵液发酵液L h)：： 放罐发酵单位除以总的发酵时间放罐发酵单位除以总的发酵时间(包括发酵周期包括发酵周期、、洗洗 罐配料灭菌等辅助时间罐配料灭菌等辅助时间）） 总产率：总产率：可用从发酵可用从发酵 终点到下一批发酵终点直终点到下一批发酵终点直 线斜率来代表；线斜率来代表； 最高产率：最高产率：可从原点可从原点 与产物浓度曲线相切的一与产物浓度曲线相切的一 段直线斜率代表段直线斜率代表 从式从式(750)可求得发酵总生产周期：可求得发酵总生产周期： T=1/m1n(X1X2) +tT+tD+tL(750) 式中式中：： tT、、tD和和tL分别为放罐检修工作时间，洗罐、分别为放罐检修工作时间，洗罐、 打料和灭菌时间以及生长停滞时间；打料和灭菌时间以及生长停滞时间；X1和和X2分别为起始分别为起始 与放罐细胞浓度；与放罐细胞浓度； m为最大比生长速率。

为最大比生长速率 因此因此，，要提高总产率要提高总产率，，必须缩短发酵周期必须缩短发酵周期 即在产率降低时放罐即在产率降低时放罐，，延长发酵虽然略能提高产物延长发酵虽然略能提高产物 浓度浓度，，但产率下降但产率下降，，且消耗每千瓦电力且消耗每千瓦电力，，每吨冷却水所每吨冷却水所 得产量也下跌得产量也下跌，，成本提高成本提高 放罐时间对下游工序放罐时间对下游工序有很大的影响有很大的影响 放罐过早放罐过早，，会残留过多养分会残留过多养分，，增加提取负担增加提取负担这这 些物质会促进乳化或干扰树脂交换；些物质会促进乳化或干扰树脂交换； 放罐太晚放罐太晚，，菌丝自溶菌丝自溶，，会延长过滤时间会延长过滤时间，，还可能还可能 使一些不稳定的产物浓度下跌使一些不稳定的产物浓度下跌，，扰乱提取工段的作业计扰乱提取工段的作业计 划划 临近放罐时加糖、补料或消沫剂要慎重临近放罐时加糖、补料或消沫剂要慎重 因残留物对提炼有影响因残留物对提炼有影响 补料可根据糖耗速率计算到放罐时允许的残留量补料可根据糖耗速率计算到放罐时允许的残留量 来控制 对抗生素发酵，在放罐前约对抗生素发酵，在放罐前约16h便应停止加糖或便应停止加糖或 消沫油。

消沫油 判断放罐的指标：判断放罐的指标： 主要有产物浓度、过滤速度、菌丝形态、氨基氮、主要有产物浓度、过滤速度、菌丝形态、氨基氮、 pH、、DO、发酵液的黏度和外观等发酵液的黏度和外观等 一般，菌丝自溶前总有些迹象，如氨基氮、一般，菌丝自溶前总有些迹象，如氨基氮、DO和和 pH开始上升、菌丝碎片增多、黏度增加、过滤速率下降，开始上升、菌丝碎片增多、黏度增加、过滤速率下降， 最后一项对染菌罐尤为重要最后一项对染菌罐尤为重要 老品种抗生素放罐时间一般按作业计划进行但发老品种抗生素放罐时间一般按作业计划进行但发 酵异常时，放罐时间需当机立断，以免倒罐酵异常时，放罐时间需当机立断，以免倒罐 新品种发酵更需探索合理的放罐时间新品种发酵更需探索合理的放罐时间 绝大多数抗生素在菌丝自溶前放罐，极少数在菌丝绝大多数抗生素在菌丝自溶前放罐，极少数在菌丝 部分自溶后放罐，以便胞内抗生素释放出来部分自溶后放罐，以便胞内抗生素释放出来 总之，需综合多因素统筹考虑总之，需综合多因素统筹考虑 。