山东师范大学：《微生物工程》课程教学资源（PPT课件）第九章 发酵工艺控制

第九章 发 酵 工 艺 控 制

第九章 发 酵 工 艺 控 制

第一节 温度对发酵的影响及其控制

第一节 温度对发酵的影响及其控制

一、 发酵热 -发酵过程中释放出的净热量。[ J / m3 ·h ] 或 -单位体积的发酵液在单位时间内释放出来的净热量

一、 发酵热 -发酵过程中释放出的净热量。[ J / m3 ·h ] 或 -单位体积的发酵液在单位时间内释放出来的净热量

Q发酵 = Q生物 + Q搅拌 - Q蒸发 - Q显 – Q辐射

Q发酵 = Q生物 + Q搅拌 - Q蒸发 - Q显 – Q辐射

1、生物热（Q生物） ◇ 产生菌在生长繁殖过程中本身会产生大量的热，此为 生物热。 ◇ 这种热的主要来源是培养基中的碳水化合物、脂肪和 蛋白质等的分解。 ◇ 释放出的能量部分用来合成高能化合物(ATP),部分用来 合成产物，其余的则以热的形式散发出来

1、生物热（Q生物） ◇ 产生菌在生长繁殖过程中本身会产生大量的热，此为 生物热。 ◇ 这种热的主要来源是培养基中的碳水化合物、脂肪和 蛋白质等的分解。 ◇ 释放出的能量部分用来合成高能化合物(ATP),部分用来 合成产物，其余的则以热的形式散发出来

影响生物热的因素： 菌株特性 培养基成分和浓度 发酵时期 ◇ 菌株对营养物质利用的速率越大，培养基成分越丰富，生 物热也就越大。 ◇ 发酵旺盛期的生物热大于其它时间的生物热（四环素20- 50小时；苏云金杆菌10-18小时）

影响生物热的因素： 菌株特性 培养基成分和浓度 发酵时期 ◇ 菌株对营养物质利用的速率越大，培养基成分越丰富，生 物热也就越大。 ◇ 发酵旺盛期的生物热大于其它时间的生物热（四环素20- 50小时；苏云金杆菌10-18小时）

2、搅拌热 （Q搅拌） 搅拌带动发酵液作机械运动，造成液体之间、 液体和设备之间的摩擦，产生数量可观的热

2、搅拌热 （Q搅拌） 搅拌带动发酵液作机械运动，造成液体之间、 液体和设备之间的摩擦，产生数量可观的热

搅拌热与搅拌轴功率有关，可用下式计算： Q = P ×860 ×4186.8 (J / h) P -搅拌轴功率，kW 860×4186.8 - 机械能转变为热能的热功当量，J /kW.h 影响因素： 搅拌器的类型及搅拌速度

搅拌热与搅拌轴功率有关，可用下式计算： Q = P ×860 ×4186.8 (J / h) P -搅拌轴功率，kW 860×4186.8 - 机械能转变为热能的热功当量，J /kW.h 影响因素： 搅拌器的类型及搅拌速度

3、蒸发热 （Q蒸发) 空气进入发酵罐后，就和发酵液广泛接触进行热交换， 同时必然会引起水分的蒸发，蒸发所需的热量即为蒸发热。 4、显热 （Q显） 排出气体所带的热

3、蒸发热 （Q蒸发) 空气进入发酵罐后，就和发酵液广泛接触进行热交换， 同时必然会引起水分的蒸发，蒸发所需的热量即为蒸发热。 4、显热 （Q显） 排出气体所带的热

5、辐射热 （Q辐射） ◇ 因罐内外的温度不同，发酵液中有部分热通过罐体 向外辐射。 ◇ 辐射热的大小决定于罐内外的温差

5、辐射热 （Q辐射） ◇ 因罐内外的温度不同，发酵液中有部分热通过罐体 向外辐射。 ◇ 辐射热的大小决定于罐内外的温差