第七节发酵参数的测定1节精选文档.ppt
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1、第七节发酵参数的测定1节本讲稿第一页,共三十四页本讲稿第二页,共三十四页生物反应器的检测:利用各种传感器及其他检测手段对反应器系统中各种参变量进行测量,并通过光电转换等技术用二次仪表显示或通过计算机处理打印出来。本讲稿第三页,共三十四页生物反应器的检测控制首先要明确以下几点1.进行检测的目的;2.有多少必须检测的状态参数,这些参变量能否测量检出;3.能测定的参数可否在线检测,其响应滞后是否太大;4.从状态参数的检测结果,如何判断生物反应器及生物细胞本身的状态;5.反应系统中需要控制的主要参变量是什么?这些需控制的参数与生物反应效能如何相关对应?本讲稿第四页,共三十四页第一节生化过程主要检测的参
2、变量1.温度2.压强3.液面4.泡沫高度5.培养基流速6.通气量7.黏度8.搅拌转速与搅拌功率9.冷却介质流量与温度本讲稿第五页,共三十四页10.蒸汽压强11.湿度12.pH13.溶氧浓度和氧化还原电位14.发酵液中溶解CO2浓度15.培养基浓度和产物浓度16.细胞浓度及酶活性本讲稿第六页,共三十四页第二节生化过程常用检测方法及仪器一、检测方法及仪器的组成在线检测:如发酵液的溶解氧、pH及温度、罐压等;离线检测:从反应器中取样出来,然后用仪器分析或化学分析等方法进行检测。本讲稿第七页,共三十四页参数名称单位测试方法意义、主要作用温度罐压空气流量搅拌转速搅拌功率粘度浊度泡沫体积氧传质系数KLaC
3、PaV/V.minR/minKWPa.s透光度l/h传感器压力表传感器传感器传感器粘度计传感器传感器间接计算维持生长、合成维持正压、增加溶氧供氧、排泄废气、提高KLa物料混合、提高KLa反映搅拌情况、KLa反映菌的生长、KLa反映菌的生长情况反映发酵代谢情况反映供氧效率本讲稿第八页,共三十四页参数名称单位测试方法意义、主要作用pH基质浓度溶解氧浓度氧化还原电位产物浓度尾气氧浓度尾气CO2浓度菌体浓度RNA、DNA含量ATP、ADP、AMPNADH含量摄氧率呼吸强度呼吸商比生长速率g/mlppmmVg/ml%G(DCW)/mlMg(DCW)/gMg(DCW)/gMg(DCW)/ggO2/L.hg
4、O2/g菌.h1/h传感器取样传感器传感器取样传感器传感器取样取样取样取样间接计算间接计算间接计算间接计算了解生长和产物合成了解生长和产物合成反映氧供需情况反映菌的代谢情况产物合成情况了解耗氧情况了解菌的呼吸情况了解生长情况了解生长情况了解能量代谢活力了解菌的合成能力了解耗氧速率了解比耗氧速率了解菌的代谢途径了解生长本讲稿第九页,共三十四页传感器信号转换信号放大输出被测定量生物反应器监测仪器的基本组成本讲稿第十页,共三十四页二、主要参数检测原理及仪器发酵罐内无菌取样系统陶瓷微孔膜取样系统本讲稿第十一页,共三十四页二、主要参数检测原理及仪器渗透膜取样系统本讲稿第十二页,共三十四页1.温度的测定热
5、电阻检测器半导体热敏电阻热电偶玻璃温度计本讲稿第十三页,共三十四页2.压强的检测隔膜式压力表安装时必须注意使仪表的管路能够加热灭菌,尽量不存在死角,这样才能保证反应器的无菌操作。本讲稿第十四页,共三十四页3.液位和泡沫高度的检测电容式液面计压差法泡沫高度的高度电极探针测定法超声波法本讲稿第十五页,共三十四页4.培养基和液体流量测定液体质量流量计电磁流量计漩涡流量计转子流量计本讲稿第十六页,共三十四页5.气体流量计检测气体流量的实用类型分两大类:体积流量型和质量流量型(1)体积流量型原理:根据流动气体动能的转换及流动类型的改变而检测流量。转子流量计:m3/hL/min(2)质量流量型原理:利用流
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