《发酵工艺学》课程教学课件（讲稿）第七章 发酵工业中氧的供需

发酵过程中是否需要供氧？若需要，如何供氧？

发酵过程中是否需要供氧？ 若需要，如何供氧？

控制溶解氧浓度具有重要意义溶解氧浓度对细胞生长和产物合成的影响可能是不同的有效而经济若一味地大量供氧，的供氧若不向培养液中连续一则浪费动力，二供氧，菌体的呼吸会则可能导致不良后受到强烈的抑制果，如泡沫严重、蒸发过多等

有效而经济 的供氧 控制溶解氧浓度具有重要意义 溶解氧浓度对细胞生长和产 物合成的影响可能是不同的 若一味地大量供氧， 一则浪费动力，二 则可能导致不良后 果，如泡沫严重、 蒸发过多等 若不向培养液中连续 供氧，菌体的呼吸会 受到强烈的抑制

第七章发酵工业中氧的供需

第七章 发酵工业中氧的供需

主要内容发酵工业中氧的供需微生物对溶解氧的需求0发酵过程中氧的传递02影响氧传递的因素0304摄氧率、溶解氧、Kα的测定

发酵工业中氧的供需 主要内容 4 01 02 03 04 微生物对溶解氧的需求 发酵过程中氧的传递 影响氧传递的因素 摄氧率、溶解氧、KLa的测定

主要内容发酵工业中氧的供需微生物对溶解氧的需求0发酵过程中氧的传递影响氧传递的因素03摄氧率、溶解氧、K,a的测定04

发酵工业中氧的供需 主要内容 5 01 02 03 04 微生物对溶解氧的需求 发酵过程中氧的传递 影响氧传递的因素 摄氧率、溶解氧、KLa的测定

7.1微生物对溶解氧的需求3、影响微生物耗氧的主要因素2、发酵过程中微生物耗氧的一般规律1、微生物需氧特征的定量描述C

7.1 微生物对溶解氧的需求 6 3、影响微生物耗 氧的主要因素 2、发酵过程中微生物耗 氧的一般规律 1、微生物需氧特征的定量 描述

7.1.13微生物需氧特征的定量描述1.呼吸强度（比耗氧速率）Q02单位质量干菌体在单位时间内消耗发酵液中溶解氧的量单位：mmolO2/（kg干菌体·h）比耗氧速率与菌体状态、溶氧浓度及其他基质浓度密切相关2.摄氧率（耗氧速率OUR）Y单位体积培养液（含干菌体质量X）在单位时间内消耗发酵液中溶解氧的量mmolO, / (m .h)单位：=Q02:XX-一以干重表示的细胞浓度，kg(干重）/m3

1. 呼吸强度（比耗氧速率） QO2 ： 单位质量干菌体在单位时间内消耗发酵液中溶解氧的量 单位：mmolO2 /（kg干菌体·h） 比耗氧速率与菌体状态、溶氧浓度及其他基质浓度密切相关 2. 摄氧率（耗氧速率OUR）γ： 单位体积培养液（含干菌体质量X）在单位时间内消耗发酵 液中溶解氧的量 单位： γ=QO2·X X——以干重表示的细胞浓度，kg(干重)/m3 ( ) 3 mmolO2 m h 7.1.1 微生物需氧特征的定量描述 7

7.1.11微生物需氧特征的定量描述3.Qo与溶氧浓度C.关系液体中溶解氧浓度：CL（单位：mol/m3）思考&讨论：如何定量描述Qo2与C的关系？OCcrCL

3. QO2与溶氧浓度CL关系 液体中溶解氧浓度：CL（单位：mol/m3） 8 7.1.1 微生物需氧特征的定量描述 思考&讨论： 如何定量描述QO2与CL的关系？

(1)当C,>Ccr时，Qo2= (Qo2)m(2)当C<Ccr时(O02 )mCLQ02ko +CL·ko：亲和常数（半饱和常数）单位：mol/m3·k.越大，亲利力越小，Qo越小。临界氧浓度：（Qo2受发酵液中CL影响，不同微生物对C都有最低要求。即不影响其呼吸所许的最低溶氧浓度称为临界氧浓度

酵母的呼吸强度与溶氧浓度的关系 (1) 当CL>Ccr时， QO2＝ (QO2)m (2) 当CL< Ccr时， L O m L O k C (Q ) C Q   0 2 2 • k0：亲和常数（半饱和常数）, 单位：mol/m3 9 临界氧浓度：Ccr QO2受发酵液中CL影响，不同微生物对CL都有最 低要求。即不影响其呼吸所允许的最低溶氧浓度， 称为临界氧浓度 • k0越大，亲和力越小，QO2越小

(讨论)7.1.2发酵过程中微生物耗氧的一般规律Y.200o.100o-Q02Qo,[ul/(h·mg))o干重（mg/摇瓶）口X804pHoO1500培养初期？(）士60HO100对数生长初期？5A40对数生长后期？-00衰减期？O50O馆20o00稳定期？南1祥60408020100时间(h)疣孢漆斑霉在分批培养时呼吸强度的变化10

疣孢漆斑霉在分批培养时呼吸强度的变化 10 7.1.2 发酵过程中微生物耗氧的一般规律（讨论） 培养初期？ 对数生长初期？ 对数生长后期？ 衰减期？ 稳定期？ γ QO2 X