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分批补料发酵及其动力学 1 补料分批培养 fed batchculture 定义 在分批发酵过程中补充培养基 而不从发酵体系中排出发酵液 使发酵液的体积随着发酵时间逐步增加 F S0 V X S 补料分批发酵示意图 2 类型 连续流加不连续流加多周期流加快速流加恒速流加变速流加单一组分补料多组分补料 流加方式 以补加的培养基成分来区分 补料方式 3 分批补料发酵动力学 在分批发酵中 生长会受到某一底物浓度的限制 在任何发酵时间的菌体浓度可用下式表示 若在此时开始补加培养基 则有 4 最终D值的动态变化可用下式表示 半稳态 5 分批补料发酵的应用 一 通过控制底物初始浓度水平来消除高浓度底物对生长代谢的抑制作用或由于可被快速利用的碳源所引起的分解阻遏作用 并且能使发酵对溶解氧的需求保持在发酵罐通气能力范围之内 二 避免某些培养基组分高浓度下对微生物生长及代谢的抑制甚至毒副作用 延长发酵生产时间 特别是代谢产物的积累时间 以提高发酵产量 6 Crabtree效应 在酵母培养中 糖浓度过高 即使溶解氧很充足 也由糖生成乙醇 从而使菌体得率下降的现象 分批补料发酵的应用 酵母发酵 过量麦芽 酵母大量繁殖 形成厌氧环境 产生乙醇 自动测定发酵罐尾气中微量乙醇含量 严格控制糖蜜补入量 7 青霉素发酵 保障通气条件和生产能力 过量葡萄糖 有机酸的积累氧需求量 供氧力pH下降 缺乏葡萄糖 有机氮被消耗pH上升 计算机控制补糖率 生产期控制溶解氧 酶的发酵 消除分解阻遏作用 以CO2产生量作为补料发酵时的控制参数 株木霉 纤维素酶 分批补料发酵的应用 8 补料分批发酵
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