發(fā)酵工藝控制 溫度控制

7.發(fā)酵工藝及控制7.3.4溫度的影響及其控制一、溫度對(duì)發(fā)酵的影響1、影響酶活及反應(yīng)速率：發(fā)酵溫度升高，生長(zhǎng)代謝加快，生產(chǎn)期提前。發(fā)酵溫度太高，由于酶很容易熱失活，菌體容易衰老。123溫度改變菌體代謝產(chǎn)物的合成方向例：金霉素鏈霉菌：溫度小于30℃，合成金霉素的能力強(qiáng)溫度等于35℃，只合成四環(huán)素影響代謝調(diào)控機(jī)制例如，在20℃時(shí)，氨基酸末端產(chǎn)物對(duì)其合成途徑的第一個(gè)酶的反饋抑制作用，比在其正常生長(zhǎng)溫度37℃時(shí)更大。因此，考慮在抗生素發(fā)酵的后期降低溫度，加強(qiáng)氨基酸的反饋抑制作用，使蛋白質(zhì)和核酸的正常合成途徑關(guān)閉得早些，從而使發(fā)酵代謝轉(zhuǎn)向抗生素的合成。影響多組分次級(jí)代謝產(chǎn)物的組分比例2、影響產(chǎn)物的合成代謝一、溫度對(duì)發(fā)酵的影響一、溫度對(duì)發(fā)酵的影響3、影響發(fā)酵液的理化性質(zhì)發(fā)酵液的黏度、基質(zhì)和氧在發(fā)酵液中的溶解度和傳遞速率、某些基質(zhì)的分解吸收速率等。二、影響溫度變化的因素發(fā)酵熱：指的是發(fā)酵過程中釋放出來的凈熱量，以J/(m3?h)為單位表示。是發(fā)酵溫度變化的主要因素生物熱：生產(chǎn)菌在生長(zhǎng)繁殖過程中產(chǎn)生的熱叫生物熱。營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)被菌體分解產(chǎn)生大量的熱能，部分用于合成高能化合物ATP，供給合成代謝所需要的能量，多余的熱量則以熱能的形式釋放出來，形成生物熱。攪拌熱：攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)引起的液體之間和液體與設(shè)備之間的摩擦所產(chǎn)生的熱能。Q攪拌∝P蒸發(fā)熱：空氣進(jìn)入發(fā)酵罐與發(fā)酵液廣泛接觸后，進(jìn)行熱交換，必然引起水分的蒸發(fā)，被空氣和蒸發(fā)水分帶走的熱量。輻射熱：由于罐外壁和大氣間的溫度差異而使發(fā)酵液中的部分熱能通過罐體向大氣輻射的熱量。顯熱：廢氣因溫度差異所帶走的熱量。根據(jù)菌種及生長(zhǎng)階段選擇根據(jù)培養(yǎng)條件選擇根據(jù)菌生長(zhǎng)情況微生物種類不同，所具有的酶系及其性質(zhì)不同，所要求的溫度范圍也不同。如：黑曲霉生長(zhǎng)溫度為37℃；谷氨酸產(chǎn)生菌棒狀桿菌的生長(zhǎng)溫度為30～32℃；青霉菌生長(zhǎng)溫度為30℃。溫度選擇還要根據(jù)培養(yǎng)條件綜合考慮，靈活選擇。通氣條件差時(shí)可適當(dāng)降低溫度，使菌呼吸速率降低些，溶氧濃度也可髙些。培養(yǎng)基稀薄時(shí)，溫度也該低些。因?yàn)闇囟雀郀I(yíng)養(yǎng)利用快，會(huì)使菌過早自溶。菌生長(zhǎng)快，維持在較高溫度時(shí)間要短些；菌生長(zhǎng)慢，維持較高溫度時(shí)間可長(zhǎng)些。培養(yǎng)條件適宜，如營(yíng)養(yǎng)豐富，通氣能滿足，那么前期溫度可髙些，以利于菌的生長(zhǎng)。總的來說，溫度的選擇根據(jù)菌種生長(zhǎng)階段及培養(yǎng)條件綜合考慮。要通過反復(fù)實(shí)踐來定出最適溫度。三、溫度的控制三、溫度的控制2、溫度的控制方法發(fā)酵熱在整個(gè)發(fā)酵過程中是隨時(shí)間變化的。所以，為使發(fā)酵在一定溫度下進(jìn)