發(fā)酵終點的判斷

1、17.9 發(fā)酵終點的判斷發(fā)酵終點的判斷 l微生物發(fā)酵終點的判斷，對提高產(chǎn)物的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟微生物發(fā)酵終點的判斷，對提高產(chǎn)物的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟效益是很重要的。效益是很重要的。l生產(chǎn)能力是指單位時間內(nèi)單位罐體積的產(chǎn)物積累而言，生產(chǎn)能力是指單位時間內(nèi)單位罐體積的產(chǎn)物積累而言，其單位為其單位為g/Lhg/Lh。生產(chǎn)不能只單純追求高生產(chǎn)力，而不。生產(chǎn)不能只單純追求高生產(chǎn)力，而不顧及產(chǎn)品的成本，必須把兩者結(jié)合起來，既要有高產(chǎn)量，顧及產(chǎn)品的成本，必須把兩者結(jié)合起來，既要有高產(chǎn)量，又要是低成本。又要是低成本。l 無論是初級代謝產(chǎn)物或次級代謝產(chǎn)物發(fā)酵，到了末期，無論是初級代謝產(chǎn)物或次級代謝產(chǎn)物發(fā)酵，到了末期，菌體

2、的分泌能力都要下降，使產(chǎn)物的生產(chǎn)能力下降或停菌體的分泌能力都要下降，使產(chǎn)物的生產(chǎn)能力下降或停止，有的生產(chǎn)菌在發(fā)酵末期，營養(yǎng)耗盡，菌體衰老而進(jìn)止，有的生產(chǎn)菌在發(fā)酵末期，營養(yǎng)耗盡，菌體衰老而進(jìn)入自溶，釋放出體內(nèi)的分解酶會破壞已形成的產(chǎn)物。入自溶，釋放出體內(nèi)的分解酶會破壞已形成的產(chǎn)物。27.9 發(fā)酵終點的判斷發(fā)酵終點的判斷l(xiāng)要確定一個合理的放罐時間，須要考慮下列幾要確定一個合理的放罐時間，須要考慮下列幾個因素：個因素：l1.考慮經(jīng)濟因素考慮經(jīng)濟因素l2.產(chǎn)品質(zhì)量因素產(chǎn)品質(zhì)量因素l3.特殊因素特殊因素31.考慮經(jīng)濟因素考慮經(jīng)濟因素l發(fā)酵產(chǎn)物的生產(chǎn)能力是實際發(fā)酵時間和發(fā)酵準(zhǔn)發(fā)酵產(chǎn)物的生產(chǎn)能力是實際發(fā)酵時

3、間和發(fā)酵準(zhǔn)備時間的綜合反應(yīng)。實際發(fā)酵時間，須要考慮備時間的綜合反應(yīng)。實際發(fā)酵時間，須要考慮經(jīng)濟因素，也就是，經(jīng)濟因素，也就是，要以最低的成本獲得最大要以最低的成本獲得最大生產(chǎn)能力的時間為最適發(fā)酵時間生產(chǎn)能力的時間為最適發(fā)酵時間，但在生產(chǎn)速，但在生產(chǎn)速率較?。ɑ蛲Ｖ梗┑那闆r下，單位體積的產(chǎn)物率較?。ɑ蛲Ｖ梗┑那闆r下，單位體積的產(chǎn)物產(chǎn)量增長就有限，如果繼續(xù)延長時間，使平均產(chǎn)量增長就有限，如果繼續(xù)延長時間，使平均生產(chǎn)能力下降，而動力消耗、管理費用支出，生產(chǎn)能力下降，而動力消耗、管理費用支出，設(shè)備消耗等費用仍在增加，因而產(chǎn)物成本增加。設(shè)備消耗等費用仍在增加，因而產(chǎn)物成本增加。所以，須要從經(jīng)濟學(xué)觀點確定

4、一個合理時間。所以，須要從經(jīng)濟學(xué)觀點確定一個合理時間。 42.產(chǎn)品質(zhì)量因素產(chǎn)品質(zhì)量因素l 發(fā)酵時間長短對后續(xù)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量有很大的影響。發(fā)酵時間長短對后續(xù)工藝和產(chǎn)品質(zhì)量有很大的影響。l如果如果發(fā)酵時間太短發(fā)酵時間太短，勢必有，勢必有過多的尚未代謝的營養(yǎng)物過多的尚未代謝的營養(yǎng)物質(zhì)（如可溶性蛋白質(zhì)、脂肪等）殘留在發(fā)酵液中質(zhì)（如可溶性蛋白質(zhì)、脂肪等）殘留在發(fā)酵液中。這。這些物質(zhì)對后處理的溶媒萃取或樹脂交換等工序都不利，些物質(zhì)對后處理的溶媒萃取或樹脂交換等工序都不利，因為可溶性蛋白質(zhì)易于在萃取中產(chǎn)生乳化，也影響樹因為可溶性蛋白質(zhì)易于在萃取中產(chǎn)生乳化，也影響樹脂交換容量。脂交換容量。l如果如果發(fā)酵時間太

5、長，菌體會自溶發(fā)酵時間太長，菌體會自溶，釋放出菌體蛋白或，釋放出菌體蛋白或體內(nèi)的酶，又會顯著改變發(fā)酵液的性質(zhì)，增加過濾工體內(nèi)的酶，又會顯著改變發(fā)酵液的性質(zhì)，增加過濾工序的難度，這不僅使過濾時間延長，甚至使一些不穩(wěn)序的難度，這不僅使過濾時間延長，甚至使一些不穩(wěn)定的產(chǎn)物的質(zhì)量下降，產(chǎn)物中雜質(zhì)含量增加。定的產(chǎn)物的質(zhì)量下降，產(chǎn)物中雜質(zhì)含量增加。l故故要考慮發(fā)酵周期長短對產(chǎn)物提取工藝的影響要考慮發(fā)酵周期長短對產(chǎn)物提取工藝的影響。 53.特殊因素特殊因素 l 在個別在個別特殊情況下，如染菌、代謝異常特殊情況下，如染菌、代謝異常（糖（糖耗緩慢等）就應(yīng)根據(jù)不同情況，進(jìn)行適當(dāng)處理。耗緩慢等）就應(yīng)根據(jù)不同情況，進(jìn)

6、行適當(dāng)處理。為了能夠得到盡量多的產(chǎn)物，為了能夠得到盡量多的產(chǎn)物，應(yīng)該及時采取措應(yīng)該及時采取措施（如改變溫度或補充營養(yǎng)等），并適當(dāng)提前施（如改變溫度或補充營養(yǎng)等），并適當(dāng)提前或拖后放罐時間?；蛲虾蠓殴迺r間。 67.9 發(fā)酵終點的判斷發(fā)酵終點的判斷l(xiāng) 合理的放罐時間是由實驗來確定的，就是根合理的放罐時間是由實驗來確定的，就是根據(jù)不同的發(fā)酵時間所得到的產(chǎn)物產(chǎn)量計算出的據(jù)不同的發(fā)酵時間所得到的產(chǎn)物產(chǎn)量計算出的發(fā)酵罐的生產(chǎn)力和產(chǎn)品成本，采用生產(chǎn)力高而發(fā)酵罐的生產(chǎn)力和產(chǎn)品成本，采用生產(chǎn)力高而成本低的時間，作為放罐時間。成本低的時間，作為放罐時間。l 確定放罐的指標(biāo)有：產(chǎn)物的產(chǎn)量、過濾速度、確定放罐的指標(biāo)有

7、：產(chǎn)物的產(chǎn)量、過濾速度、氨基氮的含量、菌絲形態(tài)、氨基氮的含量、菌絲形態(tài)、pH值、發(fā)酵液的值、發(fā)酵液的外觀和粘度等。外觀和粘度等。發(fā)酵終點的掌握，就要綜合考發(fā)酵終點的掌握，就要綜合考慮這些參數(shù)來確定。慮這些參數(shù)來確定。77.10 發(fā)酵異常處理方法與分析發(fā)酵異常處理方法與分析l發(fā)酵過程中突然?？諝獾膽?yīng)急處理方法發(fā)酵過程中突然?？諝獾膽?yīng)急處理方法 l發(fā)酵過程中突然停電的應(yīng)急處理方法發(fā)酵過程中突然停電的應(yīng)急處理方法l發(fā)酵逃液的原因分析及逃液后的處理發(fā)酵逃液的原因分析及逃液后的處理8發(fā)酵過程中突然?？諝獾膽?yīng)急處發(fā)酵過程中突然停空氣的應(yīng)急處理方法理方法l1、發(fā)現(xiàn)突然?？諝?，應(yīng)立即大聲發(fā)現(xiàn)突然?？諝猓瑧?yīng)立即

8、大聲通知通知其它其它人員到崗人員到崗位進(jìn)行搶救，位進(jìn)行搶救，并報上級領(lǐng)導(dǎo)。并報上級領(lǐng)導(dǎo)。2、如果供電正常應(yīng)如果供電正常應(yīng)立即停各運轉(zhuǎn)罐機械攪拌，以防電機燒壞立即停各運轉(zhuǎn)罐機械攪拌，以防電機燒壞！3、要、要先搶救前期罐和種子罐，后搶救中后期罐先搶救前期罐和種子罐，后搶救中后期罐。4、先先立即立即關(guān)關(guān)閉各運轉(zhuǎn)罐的閉各運轉(zhuǎn)罐的進(jìn)氣閥，再關(guān)排氣閥進(jìn)氣閥，再關(guān)排氣閥，防止料液倒入，防止料液倒入空氣過濾器?？諝膺^濾器。5、立即、立即關(guān)閉各級過濾器的出氣閥和進(jìn)氣閥關(guān)閉各級過濾器的出氣閥和進(jìn)氣閥。防止過濾器壓力掉。防止過濾器壓力掉零！零！6、正常送氣后，順次開總過濾器進(jìn)氣閥，分過濾器進(jìn)氣、出氣正常送氣后，順次

9、開總過濾器進(jìn)氣閥，分過濾器進(jìn)氣、出氣閥，再開各級罐的進(jìn)氣、排氣閥，料液充分翻騰后順次開啟攪閥，再開各級罐的進(jìn)氣、排氣閥，料液充分翻騰后順次開啟攪拌拌。（不能同時開攪拌，防止電流過高引起調(diào)閘）。（不能同時開攪拌，防止電流過高引起調(diào)閘）7、查清查清停氣停氣原因原因，停氣期間不得脫離崗位，并做好原始記錄！，停氣期間不得脫離崗位，并做好原始記錄！ 9發(fā)酵過程中突然停電的應(yīng)急處理發(fā)酵過程中突然停電的應(yīng)急處理方法方法l大生產(chǎn)停電出現(xiàn)的問題大生產(chǎn)停電出現(xiàn)的問題l全廠停電，空壓機停，空氣停，發(fā)酵罐無法保壓；補全廠停電，空壓機停，空氣停，發(fā)酵罐無法保壓；補料罐無法保壓。特別是有些罐開著進(jìn)氣，排氣開得很料罐無法保

10、壓。特別是有些罐開著進(jìn)氣，排氣開得很小，甚至沒開，管道壓力降低，物料倒流（若進(jìn)氣在小，甚至沒開，管道壓力降低，物料倒流（若進(jìn)氣在封頭，還可能沒事）。封頭，還可能沒事）。l只有車間停電，攪拌停，有些品種短時間對發(fā)酵影響只有車間停電，攪拌停，有些品種短時間對發(fā)酵影響很小，不同品種影響不同很小，不同品種影響不同l對無菌的影響，中小罐嚴(yán)重影響無菌，發(fā)酵罐應(yīng)該有對無菌的影響，中小罐嚴(yán)重影響無菌，發(fā)酵罐應(yīng)該有一定幾率不染菌一定幾率不染菌l溫度自控停止溫度自控停止1.補料自控停止補料自控停止10發(fā)酵過程中突然停電的應(yīng)急處理發(fā)酵過程中突然停電的應(yīng)急處理方法方法l1、首先判斷是否同時?？諝猓缈諝庹?，只停照明

11、和首先判斷是否同時?？諝?，如空氣正常，只停照明和車間動力電時，只需關(guān)閉相應(yīng)的電源開關(guān)即可！車間動力電時，只需關(guān)閉相應(yīng)的電源開關(guān)即可！l如果如果空氣沒有停，攪拌?？諝鉀]有停，攪拌停了，那么就了，那么就將通氣量加大，降將通氣量加大，降低低12度發(fā)酵控制溫度，度發(fā)酵控制溫度，使菌體長慢些，使菌體長慢些，保持保持DO在臨界在臨界點以上。點以上。l如果如果空氣沒有停，攪拌沒有?？諝鉀]有停，攪拌沒有停，只是控制系統(tǒng)有問題不，只是控制系統(tǒng)有問題不能補料和控溫，這時就要通過能補料和控溫，這時就要通過手動控溫手動控溫，通過旁路來進(jìn)，通過旁路來進(jìn)行行手動補料手動補料，且需要有人來進(jìn)行復(fù)核，防止出現(xiàn)誤操作。，且需要

12、有人來進(jìn)行復(fù)核，防止出現(xiàn)誤操作。l2、如全廠性停電（同時?？諝猓?，處理方法和突然?？杖缛珡S性停電（同時?？諝猓?，處理方法和突然?？諝馔瑯硬僮鳌馔瑯硬僮?。l3、夜間停電要特別注意安全。、夜間停電要特別注意安全。l4、堅守崗位，做好原始記錄！、堅守崗位，做好原始記錄！11發(fā)酵過程中突然停電的應(yīng)急處理發(fā)酵過程中突然停電的應(yīng)急處理方法方法l補充說明補充說明l第一點：對于不同發(fā)酵菌種影響不同，如果象第一點：對于不同發(fā)酵菌種影響不同，如果象乳酸菌這樣的厭氧菌發(fā)酵一般就不存在攪拌和乳酸菌這樣的厭氧菌發(fā)酵一般就不存在攪拌和通氣的問題，這時較短時間的停電造成的損失通氣的問題，這時較短時間的停電造成的損失可能就

13、少得多。可能就少得多。l第二點：與發(fā)酵菌體生長程度有關(guān)，如果是在第二點：與發(fā)酵菌體生長程度有關(guān)，如果是在初期，并且調(diào)度通知停電較長時間，建議關(guān)閉初期，并且調(diào)度通知停電較長時間，建議關(guān)閉罐上一切進(jìn)氣口、加料口等，等有了電后，重罐上一切進(jìn)氣口、加料口等，等有了電后，重新滅菌，重新接種。新滅菌，重新接種。12發(fā)酵逃液的原因分析及逃液后的發(fā)酵逃液的原因分析及逃液后的處理處理l發(fā)酵罐逃液發(fā)酵罐逃液:是指在培養(yǎng)基滅菌或發(fā)酵培養(yǎng)過程中，由于泡沫升高是指在培養(yǎng)基滅菌或發(fā)酵培養(yǎng)過程中，由于泡沫升高而引起的發(fā)酵液從排氣管道溢出的現(xiàn)象。而引起的發(fā)酵液從排氣管道溢出的現(xiàn)象。l逃液的危害：發(fā)酵染菌，產(chǎn)量損失，環(huán)境污染等

14、。逃液的危害：發(fā)酵染菌，產(chǎn)量損失，環(huán)境污染等。 l發(fā)酵逃液的原因：發(fā)酵逃液的原因：l消泡劑質(zhì)量和加量問題，培養(yǎng)基原材料問題，培養(yǎng)基消泡劑質(zhì)量和加量問題，培養(yǎng)基原材料問題，培養(yǎng)基配制問題及操作工操作問題。發(fā)酵過程逃液可能是：配制問題及操作工操作問題。發(fā)酵過程逃液可能是：除了前面問題外，還包括種子質(zhì)量變化，攪拌控制及除了前面問題外，還包括種子質(zhì)量變化，攪拌控制及補料工藝等。補料工藝等。 l逃液，逃液，主要是發(fā)酵中前期沒有控制好，導(dǎo)致菌絲衰老主要是發(fā)酵中前期沒有控制好，導(dǎo)致菌絲衰老過快，菌絲自溶較多過快，菌絲自溶較多，要治本而不能只治標(biāo)。，要治本而不能只治標(biāo)。13發(fā)酵逃液后的處理發(fā)酵逃液后的處理l1

15、、加入消泡劑，加入消泡劑，l2、降低攪拌轉(zhuǎn)速，、降低攪拌轉(zhuǎn)速，l3、降低空氣流量，、降低空氣流量，l4、提高罐壓。、提高罐壓。l5、帶放、帶放l6、后期，沒有好的控制手段時，還可停攪拌，等待、后期，沒有好的控制手段時，還可停攪拌，等待放罐。放罐。l7、如染噬菌體、如染噬菌體,也易造成也易造成逃液逃液,此時此時,千萬不能馬虎對千萬不能馬虎對待待,如菌絲已斷裂如菌絲已斷裂,罐上罐上pH異常異常,只能將罐上進(jìn)排汽關(guān)閉只能將罐上進(jìn)排汽關(guān)閉,等待下一步的處理等待下一步的處理(對染噬菌體罐的處理對染噬菌體罐的處理,應(yīng)該每個廠應(yīng)該每個廠都有一套方法都有一套方法).8、最后還要注意周圍環(huán)境衛(wèi)生的清潔、最后還要

16、注意周圍環(huán)境衛(wèi)生的清潔。14逃液后的處理逃液后的處理l1.如果是好氧發(fā)酵如果是好氧發(fā)酵,就不能降流量就不能降流量,停攪拌停攪拌,因為會影響溶氧因為會影響溶氧,從而減從而減弱代謝弱代謝.l在代謝正常的情況下逃液在代謝正常的情況下逃液,說明發(fā)酵生長情況良好說明發(fā)酵生長情況良好,代謝旺盛代謝旺盛,所以所以液面才會上升液面才會上升.逃液后首先應(yīng)該及時加消泡劑逃液后首先應(yīng)該及時加消泡劑.讓液面下降讓液面下降.以免悶以免悶罐罐.因為代謝會受影響而有所下降因為代謝會受影響而有所下降,所以其次應(yīng)該降低或暫停中間需所以其次應(yīng)該降低或暫停中間需補的碳源氮源量補的碳源氮源量.l如果逃液量大如果逃液量大,還應(yīng)考慮補點小料還應(yīng)考慮補點小料,但但P源不建議補更多源不建議補更多.可以加強看可以加強看罐工的巡回檢查制度罐工的巡回檢查制度,對液面易上的周期多總結(jié)對液面易上的周期多總結(jié).l2.若是染菌引起若是染菌引起,則應(yīng)該考慮放罐了則應(yīng)該考慮放罐了.l3.若是原材料質(zhì)量不好若是原材料質(zhì)量不好,則應(yīng)考慮換原料則應(yīng)考慮換原料,或找替代品或調(diào)整用量配或找替代品或調(diào)整用量配比比.l4.消毒過程逃液還可以考慮降低消前體積消毒過程逃液還可以考慮降低消前體積. 157.11 發(fā)酵過程參數(shù)監(jiān)測發(fā)酵過程參數(shù)監(jiān)測l了解典型生物狀態(tài)變量