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1、影响的影响的KLa因素因素l微生物对氧的需求微生物对氧的需求l发酵液中氧的供给发酵液中氧的供给l影响影响KLa的因素(供氧的调节)的因素(供氧的调节)l与溶氧相关的参数测定与溶氧相关的参数测定l发酵过程中溶氧监控的意义发酵过程中溶氧监控的意义2 2、影响、影响K KL La a的因素的因素(1 1)搅拌)搅拌搅拌能打碎气泡,增加气液接触面积,并搅拌能打碎气泡,增加气液接触面积,并且气体螺旋式上升,延长了接触时间,从且气体螺旋式上升,延长了接触时间,从而提高氧的溶解率。而提高氧的溶解率。改变搅拌速率对溶解氧的影响效果大,但搅拌剪切力不易过大。改变搅拌速率对溶解氧的影响效果大,但搅拌剪切力不易过大
2、。(2)空气流量)空气流量当增加通风量时,空气线速度相应增大,当增加通风量时,空气线速度相应增大,传质系数传质系数KLa相应增大,从而增大溶氧相应增大,从而增大溶氧但过大的线速度,因搅拌来不及打散气泡但过大的线速度,因搅拌来不及打散气泡(“气泛气泛”现象),几乎对溶氧的改善不现象),几乎对溶氧的改善不大。大。因此要控制空气流量,使搅拌轴附近液面没有因此要控制空气流量,使搅拌轴附近液面没有大的气泡溢出大的气泡溢出(3 3)培养液性质的影响)培养液性质的影响 影响影响K KL La a的的理化性质主要有密度,黏度,理化性质主要有密度,黏度,表面张力等表面张力等发酵液的表观黏度越大,发酵液的表观黏度
3、越大,K KL La a越小越小生成大量的泡沫,易于菌体形成乳浊液,生成大量的泡沫,易于菌体形成乳浊液,而影响溶氧,可以添加适当的消泡剂。而影响溶氧,可以添加适当的消泡剂。但过多的消泡剂的聚集以及某些消泡剂有但过多的消泡剂的聚集以及某些消泡剂有毒性,都要注意毒性,都要注意(5 5)微生物生长的影响)微生物生长的影响发酵液细胞浓度增加,会使发酵液细胞浓度增加,会使K KL La a的的值减小。值减小。菌丝体的形态不同也会影响菌丝体的形态不同也会影响K Kl la a值。即流动特值。即流动特征系数。征系数。(5)消沫剂消沫剂:降低氧的传递速率。在发酵过程中,由于通气和搅拌而引起发酵液出现泡沫。如果
4、在较稠厚的发酵液中形成流态性泡沫,是难以消除的,其中的气体就很难得到及时的更新,直接影响微生物的呼吸。用消沫剂可以消除泡沫,改善气液体混合效果,提高氧的传递速率。但过多的消沫剂会聚集于细胞表面上,阻碍菌体对氧和营养物质的吸收。因此,消沫剂的用量应控制。发酵过程泡沫的变化5、泡沫的检测和控制(1)物理消泡法:机理:依靠机械的强烈振动,压力的变化,促使气泡破裂,或借机械力将排出气体中的液体加以分离和回收(2)化学消泡法:机理:消泡剂为表面活性剂,造成气泡膜局部机械强度降低,力的平衡 受到破坏,在力的作用下气泡破裂、合并,最后导致泡沫破裂。6、离子强度的影响电解质溶液中生成的气泡比水中的要小得多。增加液体与氧的接触面积或提高氧分压来提高溶氧速率。提高溶氧的具体措施:(1)浅层液体培养。(2)利用往返式或旋转式摇床对三角瓶培养物作振荡培养。(3)深层液体培养液中通入加压空气。(4)机械搅拌10谢谢观看!