发酵工艺学：第五章 发酵动力学.ppt

第五章 发酵动力学
发酵动力学中常用的几个术语:
1．得率(或产率，Y)：包括生长得率(Yx/s)和产物得率(Yp/s)。
得率：是指被消耗的物质和所合成产物之间的量的关系。
生长得率：是指每消耗1g(或mo1)基质(一般指碳源)所产生的菌体重(g)。
第一节 微生物反应过程概论
产物得率：是指每消耗1g(或mo1)基质所合成的产物g数(或mol数)。
这里消耗的基质是指被微生物实际利用掉的基质数量，即投入的基质量减去残留的基质量。
转化率：指投入的原料与合成产物数量之比。
2．基质比消耗速率(qs ，g(或mo1)／g菌体·h)：指每克菌体在一小时内消耗营养物质的量。它表示细胞对营养物质利用的速率或效率。在比较不同微生物的发酵效率上这个参数很有用。
3．产物比生产速率(qp，g(或mo1)／g菌体·h)：指每克菌体在一小时内合成产物的量，它表示细胞合成产物的速度或能力，可以作为判断微生物合成代谢产物的效率。
4．发酵周期：指接种开始至培养结束放罐这段时间。
在工业生产上计算劳动生产率时则还应把发酵罐的清洗、投料、灭菌、冷却等辅助时间也计算在内。即从第一罐接种经发酵结束至第二次接种为止这段时间为一个发酵周期，这样才能正确反映发酵设备的利用效率。
5. 发酵动力学：是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。
研究发酵动力学的步骤
1. 寻找反映发酵过程变化的各种理化参数。
2. 找出参数变化与发酵代谢规律之间的相互关系和变化规律。
3. 建立数学模型。
4. 通过计算机的在线控制，反复验证各种模型的可行性与适用范围。
过程控制和监测
Sugar consumption
pH
Temperature
Fermentation time (h)
Agitation
Cell Dry Weight
Product
Scale
Weight Signal
Pump Speed
Amplifier
Controller
Supervisory
Computer
Flow Rate Control 流量控制
发 酵 控 制 Fermentation control