发酵工程发酵动力学.ppt

发酵工程发酵动力学
第一页，共123页
主要内容
第一节 概述
第二节 分批培养动力学
第三节 连续培养动力学
第四节 补料分批动力学
第二页，共123页
第一节 概述
发酵动力学：研究发酵过程中菌体生长、基质消耗、产物生成的动态平衡及其内在规律。
第三页，共123页
主要研究内容
1、发酵动力学参数特征：微生物生长速率、发酵产物合成速率、底物消耗速率及其转化率、效率等；
2、影响发酵动力学参数的各种理化因子；
3、发酵动力学的数学模型。
第四页，共123页
认识发酵过程的规律
优化发酵工艺条件，确定最优发酵过程参数，如：基质浓度、温度、pH、溶氧，等等
提高发酵产量、效率和转化率等
研究发酵动力学的目的
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发酵反应动力学的研究内容
研究反应速度及其影响因素并建立反应速度与影响因素的关联
反应动力学模型
反应器特性
+
反应器的操作模型
操作条件与反应结果的关系，定量地控制反应过程
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已建立动力学模型的类型
机制模型：
根据反应机制建立
几乎没有
现象模型（经验模型）：
目前大多数模型
能定量地描述发酵过程
能反映主要因素的影响
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一条主线： 发酵工艺过程
两个重点：发酵过程的优化与放大
三个层次：分子、细胞、反应器
四个目标：高产、高效、高转化率、低成本
本章的重要性
主要方法：基于发酵动力学研究来实现
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发酵放大条件的优化
核心：发酵动力学研究，获得细胞生长及其产物合成放大过程特征及其对环境的响应特征；
重点研究微生物与物理、化学环境的相互作用，揭示放大规律。
发酵过程放大的两个基本问题：
反应器性能优化
重点研究混合与传质问题，满足发酵最适条件需要
侧重反应器的设计与放大
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生化反应： aA + bB  cC + dD
反应动态平衡 改变条件 破坏平衡
如何能最快最多的获得目的产物
温度
酸碱度
浓度
催化剂
如何确定高产高效
的最佳条件？
？
采用反应动力学方法
进行定量研究
动力学主要探讨反应速率问题：
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