發(fā)酵工程第九章發(fā)酵過程控制

第九章發(fā)酵過程控制目前一頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點

本章內容一、概述二、代謝調控在發(fā)酵過程控制中的應用三、溫度對發(fā)酵的影響及其控制四、pH對發(fā)酵的影響及其控制五、溶解氧對發(fā)酵的影響及其控制六、CO2和呼吸商對發(fā)酵的影響及其控制七、基質濃度對發(fā)酵的影響及補料控制八、高密度發(fā)酵及過程控制九、泡沫對發(fā)酵的影響及其控制十、自動控制技術在發(fā)酵過程控制中的應用目前二頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點1.

過程控制的重要性

菌株特性(營養(yǎng)要求、生長速率、呼吸強度、產物合成速率)

傳遞性能物理：n、T、Ws

化學：pH、DO、濃度

過程控制的意義：最佳工藝條件的優(yōu)選（即最佳工藝參數(shù)

的確定）以及在發(fā)酵過程中通過過程調節(jié)達到最適水平的

控制。

決定發(fā)酵單位(水平)的因素理化因素工藝條件生物因素：設備性能：目前三頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點2.

發(fā)酵過程控制的一般步驟

確定能反映過程變化的各種理化參數(shù)及其檢測方法

研究這些參數(shù)的變化對發(fā)酵生產水平的影響及其機制，獲取最適水平或最佳范圍

建立數(shù)學模型定量描述各參數(shù)之間隨時間變化的關系

通過計算機實施在線自動檢測和控制，驗證各種控制模型的可行性及其適用范圍，實現(xiàn)發(fā)酵過程最優(yōu)控制

目前四頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點3.

參數(shù)檢測代謝參數(shù)按性質可分為三類：物理參數(shù)：溫度、攪拌轉速、罐壓、空氣流量、溶解氧、表觀粘度、排氣氧（二氧化碳）濃度等化學參數(shù)：基質濃度（包括糖、氮、磷）、pH、產物濃度等生物參數(shù)：菌絲形態(tài)、菌體濃度、菌體比生長速率、呼吸強度、攝氧率、關鍵酶活力等目前五頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點3.參數(shù)檢測參數(shù)按獲取方式可分為兩類：

如T、pH、罐壓、空氣流量、攪拌轉速、溶氧濃度等如攝氧率(γ)、呼吸強度(QO2)、比生長速率（μ)、體積溶氧系數(shù)(KLa)、呼吸商(RQ)等。直接參數(shù)：

間接參數(shù)：將直接參數(shù)通過公式計算獲得的參數(shù)，目前六頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點3.

參數(shù)檢測參數(shù)的測量形式離線測量：基質（糖、脂類、無機鹽等）、前體和代謝產物（抗生素、酶、有機酸、氨基酸等）在線測量：如T

、pH、DO、溶解CO2、尾氣CO2、黏度、攪拌轉速等優(yōu)點：及時、省力，可從繁瑣操作中解脫出來，便于計算機控制。困難：傳感器要求較高。

目前七頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點對傳感器的要求能經受高壓蒸汽滅菌；傳感器及其二次儀表具有長期穩(wěn)定性；最好能在過程中隨時校正，靈敏度好；探頭材料不易老化，使用壽命長；安裝使用和維修方便；解決探頭敏感部位被物料（反應液）粘住、堵塞問題；價格合理，便于推廣。3.

參數(shù)檢測目前八頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點3.

參數(shù)檢測參數(shù)檢測方法溫度測量

感溫元件：熱電偶（溫度信號→

電信號）二次儀表：將熱電偶輸出的電信號轉換成被測介質的溫度目前九頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點參數(shù)檢測方法攪拌轉速和攪拌功率的測量攪拌轉速：磁感應式，光感應式，測速電機；攪拌功率：功率表，測定力矩求功率法。3.

參數(shù)檢測目前十頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點3.

參數(shù)檢測參數(shù)檢測方法空氣流量測定體積流量型：會引起流體能量損失，受溫度和壓力變化的影響；①同心孔板壓差式流量計；②轉子流量計。質量流量型：根據(jù)流體固有性質（質量、導電性、熱傳導性能）設計的流量計。目前十一頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點參數(shù)檢測方法罐壓測量壓力表壓力傳感器

3.參數(shù)檢測目前十二頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點參數(shù)檢測方法料液計量與液位控制壓差法：H=（△P2/△P1）·△H

直接重量測量法：直接稱重體積計量法：計算進出料液流量計量法：計算流量和時間液位探針3.

參數(shù)檢測目前十三頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點參數(shù)檢測方法發(fā)酵液粘度測定毛細管粘度計回轉式粘度計渦輪旋轉粘度計3.

參數(shù)檢測目前十四頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點參數(shù)檢測方法pH測量復合pH電極

pH測量儀器

3.

參數(shù)檢測目前十五頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點參數(shù)檢測方法溶解氧的測量化學法極譜法復膜氧電極法

3.

參數(shù)檢測復膜氧電極示意圖（a）極譜型（b）原電池型目前十六頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點參數(shù)檢測方法溶解二氧化碳測量復膜式電極法滲透膜—碳酸氫鈉法發(fā)酵尾氣的在線分析

CO2分析

O2分析3.

參數(shù)檢測目前十七頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點參數(shù)檢測方法細胞濃度的測量化學法：如DNA、RNA分析等

物理法：如重量分析、分光光度分析、濁度分析等新技術：以電容法為測量原理的在線活細胞濃度測量傳感器

3.

參數(shù)檢測原位活細胞在線檢測儀目前十八頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點第一節(jié)溫度對發(fā)酵的影響及其控制1.

影響發(fā)酵溫度的因素2.溫度對微生物生長的影響3.溫度對產物合成的影響4.最適溫度的選擇與控制

目前十九頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點(1)發(fā)酵熱發(fā)酵過程中所產生的熱量，叫做發(fā)酵熱。

Q發(fā)酵=Q生物+Q攪拌-Q蒸發(fā)-Q輻射

目前二十頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點(2)生物熱來源：微生物對營養(yǎng)物質的分解所釋放的能量影響因素：菌株培養(yǎng)基成分發(fā)酵時期

生物熱與其它參數(shù)的關系

①呼吸強度QO2②糖利用速率當產生的生物熱達到高峰時，菌的呼吸強度最大，糖的利用速率也最大，可用耗氧量、糖耗來衡量生物熱。目前二十一頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點嗜冷、嗜中溫、嗜熱菌的典型生長與溫度關系2.溫度對微生物生長的影響目前二十二頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點2.溫度對微生物生長的影響在其最適溫度范圍內，生長速率隨溫度升高而增加，當溫度超過最適生長溫度，生長速率隨溫度增加而迅速下降。不同生長階段的微生物對溫度的反應不同處于延遲期的細菌對溫度的影響十分敏感。對于對數(shù)生長期的細菌，如果在略低于最適溫度的條件下培養(yǎng)，即使在發(fā)酵過程中升溫，則升溫的破壞作用較弱。處于生長后期的細菌，其生長速度一般主要取決于溶解氧，而不是溫度。目前二十三頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點3.溫度對產物合成的影響影響發(fā)酵過程中各種反應速率，從而影響微生物的生長代謝與產物生成。

e.g.青霉菌發(fā)酵生產青霉素青霉菌生長活化能E1=34kJ/mol

青霉素合成活化能E2=112kJ/mol

∴青霉素合成速率對溫度較敏感目前二十四頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點改變發(fā)酵液的物理性質，間接影響菌的生物合成。影響生物合成方向。

e.g.四環(huán)素發(fā)酵中金色鏈霉菌：T<30℃，產生金霉素；T達35℃，產生四環(huán)素；谷氨酸發(fā)酵中擴展短桿菌：30℃培養(yǎng)后37℃發(fā)酵，積累過量乳酸。

溫度對菌的調節(jié)機制關系密切。3.溫度對產物合成的影響目前二十五頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點3.溫度對產物合成的影響影響酶系組成及酶的特性。米曲霉制曲：溫度控制在低限，有利于蛋白酶合成凝結芽孢桿菌的α-淀粉酶熱穩(wěn)定性：55℃培養(yǎng)→90℃保持60min，剩留活性為88%~99%；35℃培養(yǎng)→經相同條件處理，剩余活性僅有6%~10%。目前二十六頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點4.最適溫度的選擇與控制定義：最適溫度是指在該溫度下最適于菌的生長或產物的生成，它是一種相對概念，是在一定條件下測得的結果。二階段發(fā)酵

e.g.青霉素發(fā)酵：菌體生長期,30℃

青霉素合成分泌期,20℃目前二十七頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點最適溫度的選擇還要參考其它發(fā)酵條件靈活掌握通氣條件較差情況下，最適發(fā)酵溫度可能比正常良好通氣條件下低一些。培養(yǎng)基成分和濃度的影響4.最適溫度的選擇與控制目前二十八頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點變溫培養(yǎng)：在抗生素發(fā)酵過程中采用變溫培養(yǎng)比用恒溫培養(yǎng)所獲得的產物有較大幅度的提高。

e.g.四環(huán)素發(fā)酵：0~30h稍高溫度→30~150h稍低溫度→150h后升溫發(fā)酵青霉素發(fā)酵：30℃,5h→25℃,35h→20℃,85h

→25℃,40h；產量提高14.7％4.

最適溫度的選擇與控制目前二十九頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點一、pH值對發(fā)酵過程的影響二、發(fā)酵過程中pH的變化及影響因素三、發(fā)酵過程中pH的控制第二節(jié)pH對發(fā)酵過程的影響及控制目前三十頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點發(fā)酵液中pH變化的基本原理微生物代謝對pH影響主要在兩種情況下發(fā)生：①酸性或堿性代謝產物的生成或釋放；②菌體對培養(yǎng)基中生理酸性或堿性物質的利用。引起發(fā)酵液中pH下降的因素（1）C/N過高，或中間補糖過多，溶氧不足，致使有機酸積累，pH下降；（2）消泡劑加得過多：脂肪酸增加；（3）生理酸性鹽的利用；（4）酸性產物形成：如有機酸發(fā)酵。

目前三十一頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點發(fā)酵液中pH變化的基本原理引起發(fā)酵液中pH上升的因素（1）C/N過低（N源過多），氨基氮（NH4＋）釋放；（2）中間補料中氨水或尿素等堿性物質加入過多；（3）生理堿性鹽的利用；（4）堿性產物形成。目前三十二頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點1.pH對發(fā)酵的影響(1)每一類微生物都有最適的和能耐受的pH范圍：如：細菌最適生長pH為6.3～7.5；霉菌最適生長pH4.0～5.8；酵母最適生長pH3.8～6.0；放線菌最適生長pH6.5～8.0。目前三十三頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點1.pH對發(fā)酵的影響(2)微生物生長階段和產物合成階段的最適pH往往不同。如：丙酮丁醇產生菌，生長pH5.5～7.0，發(fā)酵pH4.3～5.3；青霉素的生長pH6.5～7.2，合成青霉素pH6.2～6.8。(3)同一種微生物在培養(yǎng)過程中pH不同，可以形成不同的發(fā)酵產物。如：黑曲霉在pH2～3時產檸檬酸，接近中性產草酸。目前三十四頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點1.pH對發(fā)酵的影響(4)pH對微生物生長及產物生成的影響體現(xiàn)在：

①pH影響酶的活性當pH選擇不當，會抑制菌體中某些酶的活性，使菌體的新陳代謝受阻。②pH影響微生物細胞膜所帶電荷的狀態(tài)改變細胞膜的滲透性，影響微生物對營養(yǎng)物質的吸收及代謝產物的排泄，影響代謝的正常進行。目前三十五頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點1.pH對發(fā)酵的影響③影響培養(yǎng)基某些組分的解離，進而影響微生物對這些物質的利用。④pH不同，往往引起菌體代謝過程的不同，使代謝產物的質量和比例發(fā)生改變。

目前三十六頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點

最適pH的選擇選擇pH準則：獲得最大比生產速率和合適的菌體量，以獲得最高產量。pH對產海藻酸裂解酶的影響配制不同初始pH的培養(yǎng)基，搖瓶考察發(fā)酵情況目前三十七頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點2.發(fā)酵過程中pH的變化及影響因素1.發(fā)酵過程中pH的變化（1）生長階段：pH有上升或下降趨勢如：利福霉素B發(fā)酵起始pH為中性，但生長初期由于菌體產生的蛋白酶水解蛋白胨而生成銨離子，使pH上升至堿性；接著，隨著銨離子的利用及葡萄糖利用過程中產生的有機酸使pH下降到酸性范圍。目前三十八頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點（2）生產階段：pH趨于穩(wěn)定，維持在最適產物合成的范圍。（3）自溶階段：隨著基質的耗盡，菌體蛋白酶的活躍，培養(yǎng)液中氨基酸增加，致使pH上升，此時菌絲趨于自溶而代謝活動終止。2.發(fā)酵過程中pH的變化及影響因素目前三十九頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點2.引起發(fā)酵液中pH變化的因素（1）發(fā)酵過程中pH的變化取決于微生物的種類、培養(yǎng)基的組成和發(fā)酵條件。在產生菌的代謝過程中，菌本身具有一定的調節(jié)pH的能力，但外界條件發(fā)生較大變化時，pH將會不斷波動。如：利福平霉素的產生菌，采用初始pH為6.8和7.5時，最終發(fā)酵pH都達到7.5左右，發(fā)酵單位達到正常水平，但當初始pH為6.0時，發(fā)酵單位為零。2.發(fā)酵過程中pH的變化及影響因素目前四十頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點（2）引起pH下降的因素：凡是導致酸性物質生成或釋放及堿性物質消耗都會引起發(fā)酵液pH下降。①培養(yǎng)基中碳氮比例不當，碳源過多，特別是葡萄糖過量，或者中間補糖過多加之溶解氧不足，致使有機酸大量積累而pH下降；②消泡劑加量過多；③生理酸性物質的存在，氨被利用。2.發(fā)酵過程中pH的變化及影響因素目前四十一頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點（3）引起pH上升的因素：凡是導致堿性物質生成或釋放及酸性物質消耗，都會引起發(fā)酵液pH上升。①培養(yǎng)基中碳、氮比例不當，氮源過多，氨基氮釋放，使pH上升；②生理堿性物質存在；③中間補料中氨水或尿素等堿性物質的加入過多使pH上升。2.發(fā)酵過程中pH的變化及影響因素目前四十二頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點3.發(fā)酵過程中pH的調節(jié)與控制①添加碳酸鈣法；②氨水流加法；③尿素流加法。目前四十三頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點配制合適的培養(yǎng)基，有很好的緩沖能力；發(fā)酵過程中加入非營養(yǎng)基質的酸堿調節(jié)劑

(NaOH、HCl、CaCO3)；發(fā)酵過程中加入生理酸性或堿性基質，通過代謝調節(jié)pH；

酸性基質：銨鹽、糖、油脂、玉米漿(脫NH4＋)

堿性基質：NO3－鹽、有機酸鹽、有機氮、氨水、尿素原則:①殘?zhí)歉邥r，不用糖調pH

②殘N高時，不用生理鹽調pHpH控制與代謝調節(jié)結合起來，通過補料來控制pH

3.發(fā)酵過程中pH的調節(jié)與控制目前四十四頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點

4.pH控制系統(tǒng)執(zhí)行單元調節(jié)器pH變選器給定值補料pH電極mA4~20mA目前四十五頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點一、泡沫的性質二、泡沫的形成及變化三、泡沫對發(fā)酵的影響和消除第三節(jié)泡沫對發(fā)酵的影響及控制目前四十六頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點1.泡沫的性質1、根據(jù)發(fā)酵液的性質不同，泡沫有兩種類型：①發(fā)酵液液面上的泡沫，氣相比例特別大，與液體之間有明顯界線；②菌體發(fā)酵液中的泡沫，均勻穩(wěn)定，與液體之間沒有明顯界線，氣相所占比例由下而上逐漸增加。2、泡沫的生成原因：①由外界引進的氣流被機械地分散形成；②發(fā)酵過程中產生的氣體凝結生成。目前四十七頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點2.發(fā)酵過程中泡沫的形成及變化1、影響泡沫形成的因素：①與通風、攪拌的劇烈程度有關，攪拌所引起的泡沫比通風來的大；②與培養(yǎng)基所用的原材料有關，蛋白質原料是主要的起泡原因。2、起泡的方式：①整個過程中，泡沫保持恒定的水平；②發(fā)酵早期，起泡后穩(wěn)定地下降，以后保持恒定；③發(fā)酵前期，泡沫稍微降低后又開始回升；④發(fā)酵開始起泡能力低，以后上升；⑤以上類型的綜合方式。

目前四十八頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點（1）降低了發(fā)酵罐的裝液系數(shù)（2）增加了菌群的非均一性（3）增加了污染雜菌的機會（4）導致產物的損失（一）泡沫對發(fā)酵的影響目前四十九頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點（二）消除泡沫的方法（1）機械消泡法（2）化學消泡法目前五十頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點（1）機械消泡原理：靠機械力引起強烈振動或者壓力變化，促使泡沫破裂，或借機械力將排出氣體中的液體加以分離回收。優(yōu)點：不需引入外來物質，可節(jié)省原材料，減少污染機會，并可減少培養(yǎng)液性質復雜化的程度。缺點：不如化學消泡迅速可靠，需要一定的設備和消耗一定的動力；不能從根本上消除引起穩(wěn)定泡沫的因素。目前五十一頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點（1）機械消泡機械消泡裝置的選擇依據(jù)動力小結構簡單

堅固耐用

清洗、殺菌容易

維修保養(yǎng)費用少

目前五十二頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點（1）機械消泡1）機械消泡的方法①罐內消泡在發(fā)酵罐內將泡沫消除②罐外消泡

將泡沫引出發(fā)酵罐外，

泡沫

消除后，液體再

返回發(fā)酵罐內目前五十三頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點（2）化學消泡-機理當泡沫的表層存在著極性的表面活性物質而形成雙電層時，可以加入一種具有相反電荷的表面活性劑，以降低泡沫的機械強度；或加入某些具有強極性的物質與發(fā)泡劑爭奪液膜上的空間，降低液膜強度，導致泡沫破裂。當泡沫的液膜具有較大的表面粘度時，可以加入某些分子內聚力較小的物質，以降低液膜的表面粘度，使液膜的液體流失，導致泡沫破裂。目前五十四頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點（2）化學消泡法1）化學消泡的機理降低氣泡膜的表面張力；降低液膜的機械強度；降低液膜的表面粘度；通常一種好的化學消泡劑應同時具有以上多重功能。目前五十五頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點（2）化學消泡法化學消泡的優(yōu)點來源廣泛作用迅速可靠，消泡效率高

不需改造現(xiàn)有設備

容易實現(xiàn)自動控制

目前五十六頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點2）理想化學消泡劑必須具有的特點：①必須是表面活性劑，且具有較低表面張力，消泡作用迅速，效果高，持久性能好；②在氣-液界面有足夠大散布系數(shù)，即有一定的親水性；③在水中溶解度較小，以保持持久的消泡或抑泡性能；④對微生物和發(fā)酵過程無毒，對人、畜無害，不影響生物合成，不影響以后的提煉過程；⑤不干擾分析系統(tǒng)，如溶氧電極、pH電極的探頭；⑥來源廣泛，價格低廉；⑦能耐高溫滅菌。（2）化學消泡法目前五十七頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點3）消泡劑的種類①天然油脂類：同時也是一種碳源，油脂越新鮮，消泡能力越強。②高碳醇：C7-C9的醇是最有效的消泡劑。③聚醚類：氧化丙烯和環(huán)氧乙烷與甘油聚合而成的聚合物，消泡能力相當于豆油的10-80倍。④硅酮類：聚二甲基硅氧烷及其衍生物，單獨使用效果差，常與分散劑一起使用。（2）化學消泡法目前五十八頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點4）消泡劑的應用①分散消沫劑加到發(fā)酵罐中能否起作用取決于它的擴散能力；消沫劑的分散可借助于機械方法，也可借助某種載體或分散劑將消泡劑乳化成細小液滴。②加入時機有的可先加入培養(yǎng)基；有的則在泡沫初起或大起時加入。（2）化學消泡法目前五十九頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點4）消泡劑的增效作用①消泡劑加載體增效②消泡劑并用增效③消泡劑乳化增效（2）化學消泡法目前六十頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點第四節(jié)CO2濃度和呼吸商1.呼吸商的定義2.發(fā)酵過程中CO2釋放率的變化3.CO2對發(fā)酵的影響目前六十一頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點1.定義

呼吸商（RQ）：指菌體呼吸過程中，CO2釋放率和菌的耗氧速率之比，RQ反映菌的代謝情況。菌體耗氧速率

OUR，molO2/L·h

菌體CO2釋放率CER，molCO2/L·h目前六十二頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點（1）影響尾氣中CO2濃度的因素通入空氣量：

呼吸強度：CO2溶解度：菌體量：目前六十三頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點（2）CER變化規(guī)律CO2積累量漸增，與x曲線對應，基本類似S型曲線變化；當工藝和設備參數(shù)一定的情況下，CER與x有比例關系（CER∝菌體生長速率）；CO2濃度變化與O2濃度變化成反向同步關系。目前六十四頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點∫[CER]dt，菌體干重的時間曲線1-[CER]dt；2-菌量目前六十五頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點（1）研究參數(shù)CO2的意義作為代謝產物或中間前體，尾氣中CO2積累與生物量成正比，通過C質量平衡估算生長速率和細胞量。高濃度CO2對發(fā)酵多表現(xiàn)為抑制作用，應實施測量與控制；尾氣CO2不僅直接反映代謝情況，而且和其它參數(shù)及補料操作密切相關，可作為工藝優(yōu)化的指標。目前六十六頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點（2）CO2對細胞的作用機制“麻醉”作用

CO2及HCO3-都會影響細胞膜的結構，使膜的流動性及表面電荷密度發(fā)生變化，導致許多基質的跨膜運輸受阻，影響了細胞膜的運輸效率，使細胞處于“麻醉”狀態(tài)，細胞生長受到抑制，形態(tài)發(fā)生改變。

目前六十七頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點（3）CO2對菌體生長及產物形成的影響CO2↑,基質分解速率↓，ATP↓

，中間產物↓或形態(tài)變異導致產量↓高濃度CO2抑制作用的獨立性:只要CO2在培養(yǎng)液中濃度過量，即使供氧充足（CL>CCr），CO2的抑制作用不能解除，這種負作用在放大過程更明顯。正確評價通氣的作用：供氧：排廢氣：CO2水分及揮發(fā)性組分的散失

目前六十八頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點（4）CO2釋放與補糖速率的關系在青霉素發(fā)酵中補糖將引起排氣CO2增加，同時pH下降。

糖、CO2、pH三者的相關性，被青霉素工業(yè)生產上用于補料控制的參數(shù)，并認為排氣CO2的變化比pH變化更為敏感，所以測定排氣CO2釋放率（CER）來控制補糖速率。

補糖與溶氧及pH協(xié)同控制補糖速率與CER控制

補糖對排氣CO2和pH的影響目前六十九頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點（5）呼吸商與發(fā)酵的關系不同菌株、同一菌株不同代謝途徑、同一菌株利用不同基質、同一菌株在不同發(fā)酵階段，RQ值不相同。RQ值可以表征發(fā)酵狀況。

目前七十頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點青霉素發(fā)酵不同階段：

菌體生長階段：RQ＝0.909

維持階段：RQ=1

生產階段：RQ=4如果產物的還原性比基質大時，其RQ值就增加；反之，當產物的氧化性比基質大時，RQ值就要減少；其偏離程度決定于單位菌體利用基質形成產物的量。產物形成對RQ影響最大目前七十一頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點一、基質濃度對發(fā)酵的影響二、補料控制第五節(jié)流加補料的控制目前七十二頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點S<<KS情況下，比生長速率與基質濃度呈直線關系：一般情況下符合Monod方程式基質濃度高時

（1）基質濃度對微生物生長的影響目前七十三頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點目前七十四頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點低濃度限制高濃度抑制谷氨酸發(fā)酵（乙醇為碳源）：當乙醇濃度為2.5g/L和35g/L時，可延長谷氨酸生產時間，但在更高濃度下，菌體生長受到抑制，谷氨酸產量降低。分解阻遏作用e.g.葡萄糖氧化酶發(fā)酵：葡萄糖用量從8%降至6%，補入2%氨基乙酸或甘油，使酶活力分別提高26%或6.7%。

(2)基質濃度對產物合成的影響目前七十五頁\總數(shù)八十五頁\編于十八點（1）補料的目的（2）補料的內容（3）補料的原則（4）補料控制的策略（5）反饋控制參數(shù)的確