发酵中试的比拟放大

1、第八章烘箱的比较扩大，发表者：刘萍，一，比较扩大的内容：箱的几何尺寸、潮气量、搅拌功率、传热面积和另一方面的扩大问题、这些个的内容都有一定的相互关系。 二、根据1、每体积液体搅拌电功耗2、搅拌雷诺基准数3、溶解氧系数4、搅拌叶片末端线速度5、混合时间6、种子文件回控条件，使重要环境因子尽可能一致。 在雷诺准数、化学工程学领域，雷诺准数Re在研究、解决流体流动、传热、质量传递等理论与实际问题上具有重要作用.三比扩大及其基本方法，比扩大：是用小型设备进行科学实验所得成果大技术装备再现的手段，不是用比例扩大，而是用类似理论的方法进行扩大。 首先，我们必须找到表现这个系统的各种各样的残奥表，把它们做成

2、几个没有物理意义的原因的次数，建立它们之间的函数式，用实验的方法，用实验设备求出这个函数式中包含的常数和指数。 该关系式在一定条件下可以作为比较扩大的依据。 阿纳计程仪扩大是化工过程研究和生产中常用的基本方法之一。 发酵工程中是否应用发酵工程中使用的比喻扩大方法，发酵过程是一个复杂的生化过程，影响该过程的残奥表是物理的、化学的、生物的，有些已经被认识，但现在不能准确测定，有些还没有被认识。 现在只有少数的残奥仪表研究了这个过程的关系，但是假设其他的残奥仪表是不变的，实际上并不是一切都不变。 因此，发酵生产过程的设备类似于扩大理论和技术的完善，有赖于深刻理解发酵过程的本质。 发酵工序中使用的计程

3、仪放大方法有等KLa、等DN、等Pg/V、等Re和运动量因子、类似的混合时间等。发酵过程的控制与监测，一、发酵过程的监测内容与方式，发酵过程残奥表的测定意义、发酵过程，过程状态不断变化，尤其是分批发酵这一状态变化更快。 基质和营养物质随生物活性而变化，生物量的增加和生物量组成也发生变化(包括物理、生化、形态学变化)，积累了各种具有生物活性的产物。 检测和控制发酵过程的目的是利用尽可能少的原料获得最大的必要产物。 (1)发酵过程监测的主要指标，1物理测定指标：温度应力搅拌转速电功耗泡瓦斯气体流速黏性系数等。 2化学检验指标： pH； 氧化还原电势； 溶解氧； 瓦斯气体CO2、O2； 糖的含量化合

4、物的含量等。 3生物检测指标：菌体浊度ATP各种酶活力中间代谢产物。 当然，并非所有产品的发酵过程都需要检查上述所有的残奥仪表，而是根据产品的特点和可能的条件，选择性地检查一些残奥仪表。 (2)监测方式、一般监测系统由三部分组成。 1测量元件：如测温仪、压强计、电流计、pH计可直接测量发酵过程各残奥仪，输出相应的信号。 第2控制部：主要是将测量元件测量的各种残奥仪表信号与预先确定的值进行比较，输出信号，指示致动器进行调整控制的功能。 3执行机构：接受控制部的指令，关闭阀门、泵、开关等调节控制机构，使相关残奥仪表处于规定位置。 控制方式有人工控制和自动控制两种。 1人工控制：这是最简单的控制方法

5、。 例如，通过调节发酵温度，控制发酵槽茄克衫的冷却水(或蒸汽)产水量来调节发酵液的温度。 人工控制方法简单，不需要特别的附加装置，投资费用少，劳动强度大，控制得当也能减少误差。 2自动控制：采用自动控制时，需要使测量元件产生输出信号，用仪表进行监视。测量温度时，使用热电偶代替测温仪，与控制部相连，控制部产生信号，驱动执行元件进行操作。 二、发酵过程的常规监测、1温度2pH泡沫4罐压5空气产水量6搅拌转速、1温度、微生物利用碳源、能量进行代谢活动会产生发热反应，另外，搅拌时也会产生一定的热量，因此，发酵过程的升温速度经常成为判断发酵速度的标准。 发酵正常，菌体生长旺盛时自然升温快，发酵后期升温慢

6、，为了维持适合生长的温度，必须用发酵过程调节发酵罐内的传热装置内的冷却水和蒸汽，维持发酵液的温度。 最简单的温度测量方法是观察烘烤箱墙壁上的温包内的测温仪。 然后，按照工艺规则，当罐的温度高时，打开自来水(或冷却水)的阀门，将发酵液的温度降低到规定的温度。 升温或降温结束时，请注意迟滞现象。 适时合理的控制往往需要一定的经验和技术。 温度自我控制方法可以采用热电偶、变阻器或金属电阻温度计，这些个的热敏器件将温度变化转换为电信号，可以与控制仪表相连接，通过各种控制开关或电路向驱动器发送指令，同样也可以使致冷机或加热装置接通或断开，从而将箱体温度维持为恒定在2pH值、发酵过程中，培养基pH的变化主

7、要受培养基成分和微生物代谢特性的影响。 这是微生物消耗、利用营养物质，同时在培养基中分泌细胞各种代谢产物的结果。 培养基的pH值反映了微生物与营养物质同化和异化作用后的最终氢络离子浓度。 显然在一定的培养条件下，微生物发酵过程中pH值的变化有一定的规定性，掌握这一变化对判断和控制发酵生产具有非常重要的意义。 测定pH的方法： a .通常可以用pH试验纸测定b .准确地说用pH计测定。 现在，用可消毒的pH电极放入发酵槽的时间节点直接测定培养基的pH值后，云同步与控制仪表连接，通过回路系统可以控制阀门和泵进行pH值调整。 3 .泡沫的检测和控制，最简单的检测是在发酵槽的孔眼上观察泡沫的发生情况，

8、发现泡沫持续上升的情况，打开防沫剂箱的阀门，使少量的防沫剂流动，使泡沫消失即可。 也可以在罐内的上部设置不锈钢探针，与特罗尔仪表连接，特罗尔消泡储藏率阀的打开。 泡沫上升接触探头前端时产生的信号，通过控制装置，指示打开泵开关和阀门，自动打开防沫剂，泡沫消失，信号也消失，阀门关闭。 4罐压，发酵容器装载了压力的测量装置，最常见的是弹簧压强计。 因为培养过程和高压蒸汽灭菌时都需要观察压力的变化。 在发酵过程中，空气压力对微生物生长和产物合成的影响主要是压力提高氧的溶解度，改善发酵过程中溶解氧的供给。 但是，罐压增加，CO2分压也相应上升，后者的增加可能会对一部分微生物的正常生长产生不良影响。 单圈

9、单簧管的压强计是最常用的压强计，一般安装在烘箱和过滤烟嘴的上部，它所表示的数字显示出比大气压强高的压力数。 控制压力的方法一般调节进口或出口阀门，改变进入或排出的空气(或气体)的量，维持工艺规程所需的压力。 在自动控制的烘箱中，可以选择霍尔效应压强计或各种远传式压强计，将压力转换为各种电信号与仪表连接，后者根据压力的大小，对阀的开闭进行种子文件反馈控制，达成调节的目的。 在5空气产水量、发酵生产中，一般以换气比表示空气产水量，通常以每单位体积的培养液的空气体积比表示(VVm )。 例如，加入了2.5m3培养液的烘烤罐，如果在1分钟内加入无菌空气1.25m3，则被称为通气比1:0.5，或者仅称为

10、潮气量0.5(VVm )。主要是气体的表面线速度(v )与溶解氧系数(KLa )成比例，通过增大通气量，有利于溶解氧速度的提高，但如果不增大通气量而维持原来的搅拌电力，则通过增加通气量，发酵液密度降低，搅拌电功耗降低，搅拌电功耗对溶解氧的提高的影响变得更显着因此，如果不维持原来的搅拌功率而增大通气量，对于提高溶解氧不太有效。 通风对氧气熔化率的影响，测定空气产水量最简便的方法是转子计量表。 结构简单、直观、压力损失小、易于维护的设备。通常直接安装在烘烤箱的排气管上。 转子计量表基本上由两个零配件构成，一个是从下向上逐渐扩大的锥形管，另一个是装入锥形爸爸型，上下移动自如的转子，如果产水量一盏茶大

11、，则气流产生的力将转子提升上升，产水量的大小达到转子平衡位置的高度因此，可以从已知的刻度测量空气产水量。 空气产水量调节是通过打开阀门来实现的。 空气产水量的测定和调节方法、6搅拌转速、发酵罐搅拌转速与发酵溶解氧系数的关系非常密切。 由于溶解氧系数KLa与单位发酵液搅拌电力消耗成比例，因此电功耗与搅拌转速的三次方成比例。 因此，在一定的几何构造条件下(如罐的屏幕纵横比、搅拌叶片的直径、挡板等)，发酵罐的溶解氧系数(或体积传递系数) KLa主要受搅拌转速的影响。 搅拌影响溶解氧系数主要有三个方面：搅拌使通气的无菌空气成为小气泡，增加气液接触面积(即增大内表面积a )，并且小气泡从罐底上升到液面比大气泡慢， 气液接触时间也变长的搅拌引起的涡旋运动不会使气泡从壶底直接上升到顶部，而是螺旋运动的上升，气液表面的上升时间也增加，通过有利于氧的溶解的搅拌而形成的湍流截面使液膜的厚度减少，使液膜阻力减少，使KLa增大。 现在