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    發酵工藝及其控制,讓發酵過程更

    發布時間:2016-07-19   點擊次數:1889次

      生物發酵工程是生物工程的一個重要組成部分,工業生產上通過“工業發酵”來加工或制作產品,其對應的加工或制作工藝被稱為“發酵工藝”。為實現工業化生產,zui大化提高生產效率,就必須解決實現發酵工藝的工業生產環境、設備和過程控制等問題 。

      發酵工藝的過程控制有點像走鋼絲,要在zui短的時間內,通過生物發酵的方法獲取更高的產量,則必須謹慎且連續地控制工藝過程中的參數;若過程管理出現失誤,將導致生產效率下降、運行時間延長;更糟糕的,可能會導致整個批次的發酵失敗。

      具體來說,如果在線分析傳感器出現故障,則需要投入大量的人力成本進行人工取樣的離線實驗室檢測,很可能在發現問題后已經無法及時對該批次進行補救;更重要的是,設備操作時出現人為錯誤的風險永遠存在。

      同時,對關鍵分析參數的測量和控制并非一勞永逸。通過生物發酵技術生產的產品對制造工藝非常敏感,即使發酵過程完全一樣,不同批次的產品質量還是會有變化。為zui大限度的減少各批次間的不一致,需要定期取樣測定或進行連續測量,讓這些參數保持在設定值或范圍區間內。同時,在發酵過程中,細胞新陳代謝和代謝產生的副產物積累將無可預料地改變發酵介質,需要采取相應的措施進行糾正。

      下面,本公司將著重介紹如何進行發酵工藝的監控及糾正。
     

      根據操作方式不同,發酵工藝分為間歇/分批發酵,連續發酵和流加發酵三種類型,其中流加發酵在生產和科研上的應用。

      生物發酵技術zui常監控的分析參數,為pH 值、溶解氧和溶解二氧化碳,其中,pH值zui關鍵;因為酶的活性和細胞新陳代謝對于 pH 值的變化非常敏感,細胞生長條件很大程度取決于保持正確的 pH 值。

      獲取一個可靠的 pH 值,不僅需要實時監控,還需實施閉環控制;氧傳感器信號能夠建立用于氧氣供給的閉環控制。其中,細胞的培養首先需要有機碳源(如葡萄糖),碳源消耗溶解氧產生能量進行發酵。氧氣在水中的溶解性較差,因此要仔細調節氣流的流速來進行控制,確保其不會成為過程中細胞生長速率的限制因素。過量的溶解氧不會對微生物產生危害,但是會浪費空氣壓縮機的運轉能量。
     

     

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