發(fā)酵過程不同階段

1、發(fā)酵過程的不同階段小規(guī)模發(fā)酵第二組第一階段 實驗室規(guī)模，進行菌種的篩選和培養(yǎng)基的研究第二階段 中試工廠規(guī)模，確定菌種培養(yǎng)的最佳操作條件第三階段 工廠大規(guī)模生產(chǎn)小規(guī)模發(fā)酵 小規(guī)模發(fā)酵通常是多數(shù)發(fā)酵過程優(yōu)化的開始，并且盡量將優(yōu)化條件設定在最接近放大生產(chǎn)所需的條件，在某些場合下也把這一過程稱之為規(guī)?？s小化實驗。也是發(fā)酵過程優(yōu)化中非常重要的一個部分，該部分中要盡量完成培養(yǎng)基配方和培養(yǎng)條件的優(yōu)化，盡可能地對發(fā)酵罐上可檢測、可控制的一些參數(shù)進行研究。 實驗室研究 一. 實驗設備 二. 搖瓶實驗 短期內(nèi)可以獲得大量數(shù)據(jù) 1. 瓶塞是氧傳遞的限制因素 2. 水蒸發(fā)的影響 影響培養(yǎng)液的體積，改變氧傳遞效率， 改

2、變菌體產(chǎn)物濃度常規(guī)放大進程 3. 比表面積的影響 搖床振蕩的頻率與振幅的大小 培養(yǎng)基體積與搖瓶總體積的比率 搖瓶的形式 三. 實驗室研究和統(tǒng)計學方法 (一)目的及內(nèi)容： 菌種保藏 菌種在固體培養(yǎng)基上培養(yǎng)和繁殖的條件 研究培養(yǎng)基最適組分 實驗室規(guī)模的培養(yǎng)技術先確定培養(yǎng)基組分通氣強度影響代謝產(chǎn)物產(chǎn)量的關鍵因素搖瓶實驗：提供基本信息和初步發(fā)酵工藝數(shù)據(jù)通過正交實驗進行實驗設計 一般實驗： 時間、勞動力消耗大，如要考察 4個因素和3個水平需要做33 3 3=81次實驗 （水平）34（因素） 溫度(C) pH 濃度(mg/ml) 溶解氧(mg/L) 15 6.5 1.0 2.0 20 7.0 1.5 2.

3、5 25 7.5 2.0 3.0 （二）正交實驗： 應用數(shù)理統(tǒng)計原理，作少量次數(shù)實驗，求出各參數(shù)之間的數(shù)量關系 進行較少實驗，獲得較多信息 找出主次因子，各因子的影響程度 確定最佳生產(chǎn)或實驗條件正交表特點：正交表特點：每個因子的各種水平在在8次試驗中試驗次數(shù)一樣（均為4）每2個因子的各種搭配在8次試驗中出現(xiàn)的次數(shù)一樣（2次）這兩個特點保證了正交表的均衡分散這兩個特點保證了正交表的均衡分散1. 如何應用正交實驗？ 確定因素和水平的數(shù)目 確定進行幾次實驗 從正交表中查設計方案 正交表：應用數(shù)學統(tǒng)計、數(shù)理統(tǒng)計等一類書的附錄中都可以找到2. 正交表的表示： Ln(rm) L:表示正交表 m:表示正交表

4、的列數(shù)，實驗因子數(shù) r: 表示水平數(shù) n：表示安排的實驗數(shù)目 L8(27)， L8(424)3. 交互作用 因子之間聯(lián)合起來對結果的影響作用 A1 A2 B1 2 5 B2 7 10 A從從A1變化到變化到A2時，指標增加時，指標增加33與與B無關無關B從從B1變化到變化到B2時，指標增加了時，指標增加了5與與A的水平無關的水平無關A與與B沒有交互作用沒有交互作用 4. 正交實驗的數(shù)據(jù)分析： 極差分析：一組數(shù)俱中最大數(shù)與最小數(shù)之差 方差分析（略） 兩人的兩人的5次測驗成績?nèi)缦拢捍螠y驗成績?nèi)缦拢?X： 50，100，100，60，50 E(X )=72； Y： 73， 70， 75，72，70 E(Y )=72。 平均成績相同，但平均成績相同，但X 不穩(wěn)定，對平均值的偏離大。不穩(wěn)定，對平均值的偏離大。 方差描述隨機變量對于數(shù)學期望的偏離程度。方差描述隨機變量對于數(shù)學期望的偏離程度。 I, II兩行分別表示各列對應于1和2的數(shù)合 實際含義：因子處于不同水平的實驗結果 I/4和I