溶解氧对发酵的影响及其控制VIP免费

溶氧(DO)是需氧微生物生长所必需的，在发酵过程中有多方面的限制因素，而溶氧往往是最易成为控制因素。第四节第四节溶解氧对发酵的影响及其控制溶解氧对发酵的影响及其控制一、溶解氧对发酵的影响一、溶解氧对发酵的影响11、由于氧在发酵液中的溶解度较小，因此，需要不断通风和、由于氧在发酵液中的溶解度较小，因此，需要不断通风和搅拌，才能满足好氧微生物对氧的需求。搅拌，才能满足好氧微生物对氧的需求。22、一般好氧微生物的需氧量为、一般好氧微生物的需氧量为25-100mmol/(L.h),25-100mmol/(L.h),其临界溶其临界溶氧浓度亦低，控制溶解氧高于临界溶氧浓度，微生物的生氧浓度亦低，控制溶解氧高于临界溶氧浓度，微生物的生长和代谢不受影响。长和代谢不受影响。33、溶氧高有利于菌体生长和产物合成，但溶氧太大有时会抑、溶氧高有利于菌体生长和产物合成，但溶氧太大有时会抑制产物合成。制产物合成。一般好氧微生物的cc临界临界很低，大约为饱和氧浓度1%~25%。C临界QO2CL满足微生物呼吸的最低氧浓度叫临界溶氧浓度（满足微生物呼吸的最低氧浓度叫临界溶氧浓度（cc临界临界），当），当溶氧溶度（ccLL）高于菌体生长的临界溶氧浓度临界溶氧浓度（（cc临界临界））时，时，菌体的各种代谢活动不受干扰，反之则反。。定义：氧饱和度＝发酵液中氧的浓度/临界溶氧溶度所以对于微生物生长，只要控制发酵过程中氧饱和度>1.例如：初级代谢的氨基酸发酵，例如：初级代谢的氨基酸发酵，需氧量的大小需氧量的大小与与氨基酸的合成途径氨基酸的合成途径密切相关。密切相关。根据发酵需氧要求不同可分为三类根据发酵需氧要求不同可分为三类第一类第一类谷氨酸系氨基酸谷氨酸系氨基酸，它们在菌体呼吸充足的，它们在菌体呼吸充足的条件下，产量才最大（条件下，产量才最大（供养应充足供养应充足）；）；第二类第二类，包括天冬氨酸系氨基酸，供氧充足可得，包括天冬氨酸系氨基酸，供氧充足可得最高产量，但最高产量，但供氧受限，产量受影响并不明显供氧受限，产量受影响并不明显；；第三类第三类有亮氨酸、缬氨酸和苯丙氨酸，有亮氨酸、缬氨酸和苯丙氨酸，仅在供氧仅在供氧受限受限、细胞呼吸受抑制时，才能、细胞呼吸受抑制时，才能获得最大量的氨获得最大量的氨基酸基酸，如果供氧充足，产物形成反而受到抑制。，如果供氧充足，产物形成反而受到抑制。由此可知，由此可知，供氧大小供氧大小与产物的与产物的生物合成途径生物合成途径有关。有关。二、供氧与微生物呼吸代谢的关系二、供氧与微生物呼吸代谢的关系微生物的吸氧量常用呼吸强度和耗氧速率微生物的吸氧量常用呼吸强度和耗氧速率两种方法来表示。两种方法来表示。呼吸强度呼吸强度，是指单位质量的干菌体在单位，是指单位质量的干菌体在单位时间内所吸取的氧量，以时间内所吸取的氧量，以QQO2O2表示，单位表示，单位为为mmolOmmolO22／／(g(g干菌体干菌体·h)·h)。。耗氧速率耗氧速率又称又称摄氧率摄氧率，是指单位体积培养，是指单位体积培养液在单位时间内的吸氧量，以液在单位时间内的吸氧量，以rr表示，单表示，单位为位为mmolOmmolO22／／(L·h)(L·h)。。式中式中rr————微生物的耗氧速率，微生物的耗氧速率，mmolOmmolO22／／(L·h)(L·h)；；————菌体的呼吸强度，菌体的呼吸强度，mmolOmmolO22／／(g(g干菌体干菌体·h)·h)；；c(X)c(X)————发酵液中菌体的浓度，发酵液中菌体的浓度，gg干菌体／干菌体／LL。。2O(X)rQc2OQ三、反应器中氧三、反应器中氧的传递的传递（一）氧传递的双膜理论（一）氧传递的双膜理论：：假定在气泡与包围气泡的液体之间假定在气泡与包围气泡的液体之间存在一个界面，在界面的气泡一侧存在一个界面，在界面的气泡一侧存在一层气膜，在界面液体一侧存存在一层气膜，在界面液体一侧存在一层液膜，氧分子借助扩散作用在一层液膜，氧分子借助扩散作用（浓度差）透过气膜，穿过界面进（浓度差）透过气膜，穿过界面进入液膜并形成溶液，然后再以扩散入液膜并形成溶液，然后再以扩散方式透过液膜到达液体主流，当气方式透过液膜到达液体主流，当气液传递...