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pH值对发酵罐的影响及其控制

作者:发酵罐 时间:2018-03-23 09:54
发酵罐内的pH随着微生物活动而不断变化,为提供菌体适宜的生长或产物积累的pH值,需要对发酵生产过程各阶段的pH值实施控监控,改变温度,以控制微生物代谢速度;改变罐压及通气量,降低CO2的溶解量;改变加油或加糖量等,调节有机酸的积累量等 信息摘要:
在发酵过程中, 发酵罐 内的pH随着微生物活动而不断变化,为提供菌体适宜的生长或产物积累的pH值,需要对发酵生产过程各阶段的pH值实施控监控,实际生产中,从以下几个方面进行: (1)调整培养基组分: 适当调整C/N比,使

pH值对发酵罐的影响及其控制

①分批发酵法.此法是指一次性地向不锈钢发酵罐中投入培养液,发酵完毕后,又一次性地放出原料的发酵方法.放料后再重复投料、灭菌、接种、发酵等过程.在这一过程中,菌种的生长可分为调整期、对数期、稳定期和衰亡期四个时期.

②分批补料发酵法.此法是指在分批发酵中,间歇或连续补加新鲜培养基的发酵方法.所补的原料可以是全料,也可以是氮源、碳源等,目的是延长代谢产物的合成时间等.用这种方法生产青霉素,使生产效率提高了20%.

③连续发酵法.此法是指向发酵罐连续加入培养液的同时,连续放出老培养液的发酵方法.其优点是设备利用率高、产品质量稳定,便于自动控制等,缺点是容易污染杂菌.这种技术已用于生产酵母菌菌体、乙醇、乳酸、丙酮?丁醇,以及石油脱蜡、污水处理等.

 

pH值对发酵罐的影响及其控制

在发酵过程中,发酵罐内的pH随着微生物活动而不断变化,为提供菌体适宜的生长或产物积累的pH值,需要对发酵生产过程各阶段的pH值实施控监控,实际生产中,从以下几个方面进行:

(1)调整培养基组分:

适当调整C/N比,使盐类与碳源配比平衡,一般情况,C/N高时(真菌培养基),pH降低;C/N低时(一般细菌),经过发酵后,pH上升;还有基础料中若含有玉米浆,pH呈酸性,必须调节pH。若要控制消后pH在6.0,消前pH往往要调到6.5—6.8

(2)在基础料中加入维持pH的物质:

①添加CaCO3:当用NH4+盐作为氮源时,可在培养基中加入CaCO3,不锈钢储罐,用于中和NH4+被吸收后剩余的酸.

②氨水流加法:氨水可以中和发酵中产生的酸,且NH4+可作为氮源,供给菌体营养.通氨一般是使压缩氨气或工业用氨水(浓度20%左右),采用少量间歇添加或连续自动流加,可避免一次加入过多造成局部偏碱。氨极易和铜反应产生毒性物质,对发酵产生影响,故需避免使用铜制的通氨设备。

③尿素流加法:味精厂多用,尿素首先被菌体尿酶分解成氨,氨进入发酵液,使pH上升,当NH4+被菌体作为氮源消耗并形成有机酸时,发酵液pH下降,这时随着尿素的补加,氨进入发酵液,又使发酵液pH上升及补充氮源,如此循环,致至发酵液中碳源耗尽,完成发酵。

(3)通过补料调pH:

在发酵过程中根据糖氮消耗需要进行补料。在补料与调pH没有矛盾时采用补料调pH如调节补糖速率来调节pH、当NH2-N低而pH低时补氨水、当NH2-N低且pH高时补(NH4)2SO4等;当补料与调pH发生矛盾时,加酸碱调pH。

氨基酸发酵常用此法。这种方法既可以达到稳定pH值的目的,又可以不断补充营养物质,特别是能产生阻遏作用的物质。少量多次补加还可解除对产物合成的阻遏作用,提高产物产量。也就是说,采用补料的方法,可以同时实现补充营养、延长发酵周期、调节pH值和培养液的特性(如菌浓等)等几个目的。

(4)应急措施:

必要的时候采取应急措施。如改变搅拌转速或通气量,以改变溶解氧浓度,控制有机酸的积累量及其代谢速度;改变温度,以控制微生物代谢速度;改变罐压及通气量,降低CO2的溶解量;改变加油或加糖量等,调节有机酸的积累量等。

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文章标题:pH值对发酵罐的影响及其控制

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