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微生物發酵罐的過程控制要點及溫度對發酵的影響及其控制

作者:發酵罐 時間:2018-03-27 09:33
一、發酵工藝過程控制的重要性 從產物形成來說aaaa,代謝變化就是反映發酵中的菌體生長、發酵參數的變化(培養基和培養條件)和產物形成速率這三者之間的關係aaa。 二、發酵過程的代謝變化規 信息摘要:
一、發酵工藝過程控制的重要性 從產物形成來說aaaa,代謝變化就是反映發酵中的菌體生長、發酵參數的變化(培養基和培養條件)和產物形成速率這三者之間的關係aaa。 二、發酵過程的代謝變化規律 這裏介紹分批發酵、補料分批發酵

微生物發酵罐的過程控制要點及溫度對發酵的影響及其控制

小型發酵罐、發酵罐的操作步驟-發酵罐的滅菌操作該如何正確操作流程

在進行發酵罐操作之前必需仔細閱讀發酵罐操作使用說明aaaaa。並熟悉管路系統的各個閥門的作用aaaaa,以及熟悉控制面板上各鍵盤的正確使用aaaaa。另外對空壓機aaaa,蒸汽發生器等的使用方法做全面的瞭解aaaa。

一、發酵罐的滅菌操作:

1、檢查相關的設備aaaa,空氣壓縮機aaaa,蒸汽發生器aaa,檢查水壓是否正常aaa,一般氣壓0.2MPa

2、開機:打開下位機的電源開關和上位機軟件aaaaa,顯示過程參數aaaaa。並進行PH電極的標定aaaa。

3、打開蒸汽發生器和空氣壓縮機電源aaaa。

4、開始滅菌操作:

a、啓動轉速:控制在200轉/分

b、將5號放空閥稍微打開aaaa,將7號排水閥全部打開aaaa。

c、將1號打開aaaaa,使夾套壓力錶示數升爲0.2MPaaaaaa,此時罐壓慢慢上升aaaaa,當罐壓升到0.1MPa時aaa,要控制1號閥aaaaa,將夾套壓力調整到0.14MPa左右aaaaa,罐溫穩定在滅菌溫度120度

d、過濾器及管路的滅菌

稍微打開2號蒸汽閥aaaaa,把排水閥4號打開一點aaaa,將8號隔膜閥打開aaa,使蒸汽進入罐內aaa。可用手觸摸來判斷蒸汽是否進入罐內aaaa。

e、確定滅菌時間aaa,一般爲30分鐘aaaa,在此滅菌時間內應控制好滅菌溫度在120度以上aaaa,如果控制不當aaaa,溫度下降低於118度以下aaa,則需重新開始計時aaaa。

f、滅菌結束後的操作

滅菌時間到aaaa,將8號隔膜閥aaaaa,4號過濾器排水閥關閉aaa,再將1號、2號蒸汽閥關閉aaaa,同時打開3號空氣閥aaa,應注意過濾器上的壓力錶是否在0.2MPaaaaa,

g、注意點:在滅菌結束aaaa,關閉蒸汽閥門的同時打開3號空氣閥aaaa。此時需注意罐內壓力要維持在0.05MPa左右aaaa,不能過高aaaa,(注意放空閥5的開度)aaaaa。也不能太低aaaaa,如果低於0.02MPa就不太好了aaa。

二、發酵罐操作步驟

1、滅菌過程結束aaaa,開始冷卻降溫aaaaa,將顯示畫面切換至溫度控制畫面aaaa,進行自動溫度控制

2、設定攪拌速度

3、接種後aaa,先按“S/E”鍵aaa,再按“確認”鍵aaaa,開始發酵aaaa,上位機記錄數據

 

微生物發酵罐的過程控制要點及溫度對發酵的影響及其控制

一、發酵工藝過程控制的重要性

從產物形成來說aaa,代謝變化就是反映發酵中的菌體生長、發酵參數的變化(培養基和培養條件)和產物形成速率這三者之間的關係aaaaa。

二、發酵過程的代謝變化規律

這裏介紹分批發酵、補料分批發酵、半連續發酵及連續發酵四種類型的操作方式下的代謝特徵aaa。

分批發酵

指在一個封閉的培養系統內含有初始限制量的基質的發酵方式aaaaa。即一次性投料aaa,一次性收穫產品的發酵方式aaa。

在分批培養過程中根據產物生成是否與菌體生長同步的關係aaa,將微生物產物形成動力學分爲

(1)生長關聯型

產物的生成速率與菌體生長速率成正比aaaaa。這種產物通常是微生物分解基質的直接產物aaaaa,如酒精aaaa,但也有某些酶類aaaaa,如脂肪酶和葡萄糖異構酶

對於生長關聯型產品aaaaa,可採用有利於細胞生長的培養條件aaaaa,延長與產物合成有關的對數生長期aaaaa。

(2)非生長關聯型

產物的生成速率與菌體生長速率成無關aaa,而與菌體量的多少有關aaaaa。

對於非生長關聯型產品aaaa,則宜縮短菌體的對數生長期aaaaa,並迅速獲得足夠量的菌體細胞後aaaa,延長穩定期aaa,從而提高產量aaaa。

2、補料-分批發酵

是指分批培養過程中aaaaa,間歇或連續地補加新鮮培養基的培養方法aaaaa。

與傳統的分批發酵相比aaaaa,優點在於使發酵系統中維持很低的基質濃度aaa。低基質濃度的優點:

(1)可以除去快速利用碳源的阻遏效應aaa,並維持適當的菌體濃度aaaa,使不至於加劇供氧的矛盾aaaaa;

(2)克服養分的不足aaaa,避免發酵過早結束aaa。

3、半連續發酵

是指在補料-分批發酵的基礎上aaaa,間歇地放掉部分發酵液的培養方法aaaaa。

優點:

(1)可以除去快速利用碳源的阻遏效應aaaaa,並維持適當的菌體濃度aaa,使不至於加劇供氧的矛盾aaaaa;

(2)克服養分的不足aaaa,避免發酵過早結束aaaa;

(3)緩解有害代謝產物的積累aaaaa。

4、連續發酵

又稱連續流動培養或開放型培養aaaa,即培養基料液連續輸入發酵罐aaa,並同時放出含有產品的發酵液的培養方法aaaaa。在這樣的環境中培養aaaa,所提供的基質對菌的生長就受到限制aaaaa,培養液中的菌體濃度能保持一定的穩定狀態aaaa。

與傳統的分批發酵相比aaaaa,連續培養有以下優點:

(1)維持低基質濃度:可以除去快速利用碳源的阻遏效應aaaaa,並維持適當的菌體濃度aaaaa,使不至於加劇供氧的矛盾aaaaa;

(2)避免培養基積累有毒代謝物aaaaa;

(3)可以提高設備利用率和單位時間的產量aaaaa,節省發酵罐的非生產時間aaaa;

(4)便於自動控制aaaa。

但連續培養也有缺點:

(1)長時間的連續培養難以保證純種培養aaa;

(2)菌種發生變異的可能性較大aaaaa。

故在工業規模上很少採用aaaa。生產上只有丙酮丁醇厭氧發酵、紙漿液生產飼料酵母、以及活性污泥處理各種廢水等才使用連續培養工藝aaaa,此方法多數用於實驗室以研究微生物的生理特性aaaaa。

三、發酵過程的主要控制參數

pH值(酸鹼度)aaaaa;溫度(℃)aaaaa;溶解氧濃度aaa;基質含量aaaaa;空氣流量aaaaa;壓力aaaaa;攪拌轉速aaaa;攪拌功率aaaaa;粘度aaaa;濁度aaa;料液流量aaaa;產物濃度aaa;氧化還原電位aaa;廢氣中的氧含量aaaaa;廢氣中的CO2含量aaaa;菌絲形態aaaaa;菌體濃度

第二節 溫度對發酵的影響及其控制

一、溫度對發酵的影響

微生物發酵所用的菌體絕大多數是中溫菌aaa,如黴菌、放線菌和一般細菌aaa。它們的最適生長溫度一般在20~40℃aaa。

溫度會影響各種酶反應的速率aaaa,改變菌體代謝產物的合成方向aaa,影響微生物的代謝調控機制aaaa。影響發酵液的理化性質aaaa,進而影響發酵的動力學特性和產物的生物合成aaaa。

在發酵過程中aaa,需要維持適當的溫度aaaaa,才能使菌體生長和代謝產物的合成順利進行aaaaa。

二、影響發酵溫度變化的因素

產熱因素:生物熱(Q生物)、攪拌熱(Q攪拌)

散熱因素:蒸發熱(Q蒸發)、輻射熱(Q輻射)、顯熱(Q顯)

發酵熱(Q發酵)是發酵溫度變化的主要因素aaaa。

Q發酵=Q生物+Q攪拌-Q蒸發-Q輻射-Q顯

爲了使發酵能在一定溫度下進行aaaaa,要設法進行控制aaaaa。

由於Q生物、Q蒸發和Q顯aaaaa,特別是Q生物在發酵過程中隨時間變化aaa,因此發酵熱在整個發酵過程中也隨時間變化aaaa,引起發酵溫度發生波動aaaaa。

三、溫度的控制

工業生產上aaaa,所用的大發酵罐在發酵過程中一般不需要加熱aaa,因發酵中釋放了大量的發酵熱aaaa,需要冷卻的情況較多aaaaa。

利用自動控制或手動調整的閥門aaaa,將冷卻水通入發酵罐的夾層或蛇行管中aaaaa,通過熱交換來降溫aaaa,保持恆溫發酵aaaaa。

這三者相互聯繫、相互制約aaaa,組成具有特定自控功能的自控系統aaaaa。

 

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