生物工艺的控制
生物制药工艺中的重要参数和控制方法
生物制药工艺中的重要参数和控制方法生物制药是指利用生物学原理和技术,以微生物、动植物细胞、动物和人体组织及其代谢产物为原料,进行提取、纯化、改性、重组、结构修饰等一系列工艺操作,获取具有特殊药理活性的药物或治疗性制品的生产过程。
在生物制药工艺中,生产过程的重要参数和控制方法是确保产品质量和生产效率的关键。
本文将分别介绍生物制药工艺中常用的参数以及它们的控制方法。
一、发酵参数发酵是生物制药生产中最重要的工艺环节之一。
发酵参数指的是影响生物反应的各种因素,包括温度、pH、气体组成、氧气传递量、搅拌速度等。
1.温度控制:发酵过程中,微生物的生长和代谢活动对温度变化十分敏感,温度控制是保证发酵反应正常进行的关键。
通常情况下,发酵温度在30-37℃之间,因具体菌株而异。
控制发酵罐内的温度可以通过调节发酵罐内冷却水的流量以及添加温度传感器等手段实现。
2.pH控制:pH值是微生物生长和代谢所必须的生化参数之一,对于大多数微生物来说,pH值维持在6.5-7.5之间为最适宜。
过高或过低的pH值不仅会影响微生物生长和产物质量,还会使微生物变得易感染和易受到毒素伤害。
通过添加酸和碱等药剂可以控制发酵罐内的pH值。
3.气体组成控制:气体组成是影响微生物代谢的重要参数之一,包括氧气、二氧化碳、氮气等。
其中,氧气含量是生物制药中最重要的气体参数,因为氧气供应能明显提高微生物的生长速度和代谢活性。
控制氧气供给可以通过调节氧气进口的流量和罐内的搅拌情况实现。
4.氧气传递量控制:氧气传递量指氧气将溶解于水中并向发酵物中输送的速率,它对微生物的代谢和生长状态具有重要影响。
传统上,氧气传递量通过调整搅拌和氧气进口流量来实现。
目前已出现一些新型发酵罐,可以通过增加气体扩散区域来改善氧气传递效率。
二、纯化参数纯化是生物制药生产的关键环节之一,质量好坏会直接影响到最终产品的纯度和活性,而纯化参数的控制也是保证产品质量的关键。
常用的纯化参数包括剪切力、流速、pH、液体流变性等。
生物制品的稳定性控制技术
生物制品的稳定性控制技术生物制品是指通过生物技术生产得到的、用于治疗、预防或诊断疾病的药品和疫苗。
与传统的化学药品不同,生物制品的稳定性较差,容易受环境变化、操作人员技术水平和储存条件等因素的影响而失去活性。
因此,生物制品的稳定性控制技术显得尤为重要。
本文将从保护措施、加工工艺和质量管理等方面阐述生物制品的稳定性控制技术。
一、保护措施大多数生物制品需要在低温下保存,通常为-80℃或更低的温度。
常用的保护措施包括:使用冷冻储存设备,选用高质量的缓冲液、介质和抗氧化剂,防止冰晶形成,密闭储存容器以避免空气进入。
此外,在运输过程中,也要避免受到阳光直射、震动和振荡等影响。
二、加工工艺生物制品的加工工艺对稳定性也有很大的影响。
在生产过程中,要注意细胞培养的方式、培养基的配方、周期、温度和CO2浓度等因素的控制,避免过度曝光和氧化。
另外,也要避免药物的化学反应和杂质的污染。
三、质量管理质量管理是保证生物制品稳定性控制的重要手段。
企业应制定生物技术产品的生产质量控制规范和质量标准,明确生产流程、各项检测标准和检测方法,整合关键环节与质量控制,保障产品品质的稳定性。
在生产过程中,需要建立良好的质量体系,对每批产品进行严格的检测和审查。
同时,还需要对质量数据进行监控和分析,及时发现潜在的质量问题,并制定相应的纠正措施。
四、新技术随着生物技术的不断发展,越来越多的新技术应用到了生物制品的稳定性控制中。
1. 低温离子注入技术(LTII)该技术是在低温下对生物制品进行离子注入,使其表面形成类似二氧化硅的盖膜层,提高药物在储存和运输过程中的稳定性。
2. 聚己内酯(PCL)基多孔微球材料该技术利用多孔微球材料来包裹生物制品,保护其在环境变化中的稳定性。
3. 模拟人体核心体温储存技术该技术是将生物制品储存在液态氮中,即氮温度-196℃,然后在需要使用时,将其快速地转移到模拟人体核心体温的储存装置中进行解冻,避免了温度的突变和光照等影响,提高了生物制品在使用中的稳定性。
生物制药质量控制的技术与标准
生物制药质量控制的技术与标准生物制药是指利用生物学方法,通过发酵或其他生物过程,生产药用蛋白质或其他生物大分子的制品。
生物制药已经成为当代医学领域的一种重要技术和产业。
无论是传统的生物制药,如人血清、疫苗等,还是新型生物制药,如单克隆抗体、重组蛋白质等,都需要严格的质量控制来确保产品的安全、有效性和一致性。
本文将从技术和标准两个方面,介绍生物制药质量控制的关键技术和主要标准。
一、技术1、生物工艺生物工艺是生物制药生产中最关键的环节之一。
它不仅涉及到培养细胞、分离纯化蛋白质等实验室技术,还涉及到从事生物反应器设计、控制和连续生产等工程技术。
生物工艺技术决定了生物制药的产量和质量,因此掌握好生物工艺技术是确保生物制药质量的关键。
近年来,生物工艺技术发展迅速,比如采用一体化连续式生物反应器、培养基优化与精细化控制技术、膜分离技术等,可以大幅度提高生物制药的产量和质量。
2、重组蛋白质表达技术重组蛋白质是生物制药中应用广泛的一种生物大分子。
重组蛋白质表达技术是指将人类基因或其他动物基因,转化到大肠杆菌、酵母、昆虫细胞或哺乳动物细胞中,表达出对应的蛋白质。
这种技术具有灵活性高、制备周期短等优点。
利用重组蛋白质表达技术,可以大幅度提高生产效率,减少了原料成本以及生产时间,同时还降低了因动物来源蛋白质产生的安全隐患。
3、高效纯化技术纯化技术是生物制药中非常重要的环节。
高效纯化技术可以将需要分离提取的目标物质从其他杂质中分离出来。
随着生物制药研究的深入,越来越多的高效纯化方法被应用于生产中。
比如利用离子交换色谱、逆相高效液相色谱、凝胶过滤、亲和层析法等技术,可以将目标蛋白质分离提取出来。
二、标准1、药物注册标准药物注册标准是制约生物制药质量的重要因素。
药物注册标准主要包括药物注册文件、药物品质标准、药物评价标准、药物标签说明、药物说明书以及多项检测标准等。
在药物注册标准的指导下,可以帮助制药企业尽快完成药物技术注册和审批过程,并保证生产过程的质量控制。
食品加工过程微生物的 控制措施
食品加工过程微生物的控制措施以食品加工过程微生物的控制措施为标题,本文将从加工环境、材料选择、加工工艺等方面探讨如何有效控制食品加工过程中的微生物。
一、加工环境的控制食品加工过程中,加工场所的卫生状况对微生物的控制至关重要。
首先,加工车间应保持干净整洁,定期进行彻底清洁和消毒。
加工设备和器具也要经常清洗、消毒,确保无残留物和污染源。
其次,要加强通风换气,保持空气流通,降低微生物的滋生和传播。
此外,严格控制加工车间的人员流动,避免交叉污染。
二、材料选择的控制食品加工过程中所使用的原料和辅料对微生物的控制也很重要。
首先,应选择新鲜、无霉变、无病害的原料,以减少微生物的污染源。
其次,原料的储存和运输过程中要注意防潮、防腐,避免微生物的繁殖。
此外,辅料的选择也要慎重,避免使用含有大量微生物的辅料,以免引入更多的污染源。
三、加工工艺的控制合理的加工工艺是控制微生物的关键。
首先,应严格控制加工过程中的温度和时间。
高温处理和适当的加热时间可以有效杀灭微生物,防止食品污染。
其次,要控制酸碱度和水分活性,以抑制微生物的生长。
另外,要注意食品的包装和贮存条件,采取密封包装和低温贮存,减少微生物的滋生和传播。
四、人员卫生的控制食品加工过程中的人员卫生也是控制微生物的重要环节。
加工人员应穿戴干净的工作服,佩戴帽子、口罩和手套,避免直接接触食品,减少微生物的传播。
加工人员要经常洗手,并使用洗手液或消毒剂进行消毒,确保双手的清洁。
此外,加工人员要定期进行健康检查,确保身体健康,避免疾病传播。
控制食品加工过程中微生物的措施包括加工环境的控制、材料选择的控制、加工工艺的控制以及人员卫生的控制。
通过严格执行这些措施,可以有效预防和控制食品的微生物污染,保障食品的安全和质量。
同时,食品生产企业也应加强对相关法律法规的学习和遵守,增强食品安全意识,加强监控和检测,及时发现和处理潜在的微生物污染问题,确保食品加工过程的卫生安全。
试述厌氧生物处理工艺的原理及控制条件。
试述厌氧生物处理工艺的原理及控制条件。
厌氧生物处理工艺是一种有效、高性能的污水净化技术,可以去除污染物,如有机物、氨氮和氰化物等。
厌氧生物处理实际上是几种微生物的合作来处理有机污染物,也被称为
生物床系统。
厌氧生物处理工艺的原理是利用厌氧微生物作用,以有机物为能量源,发酵转化为水
和二氧化碳,从而将有机物去除。
厌氧微生物体外具有多种代谢活性,可以分解很多有机
化合物,其中以酸性、中性、碱性代谢活性最为显著。
厌氧生物处理工艺的控制条件主要包括温度、pH值、溶解氧浓度、有机物负荷、氨氮浓度等因素。
为了保证厌氧生物的生存和有效分解污染物,这些参数的适宜范围必须保持。
首先,温度是影响厌氧生物活性的重要因素,常见温度范围通常在20-35°C之间,
在此温度范围中,厌氧微生物具有最高的分解效率。
其次,为了保持其最佳活性,pH值应控制在6-7.5之间。
另外,溶解氧的浓度也是影响厌氧生物处理的关键因素,应尽量保持溶解氧大于
2mg/L。
此外,有机物负荷工艺控制也是厌氧生物处理的关键因素,有机物的分解速度与有机
物负荷的大小成正比,因此,应控制有机物负荷,以便有效处理污水。
最后,氨氮是一种比较持久性和有害的污染物,为了有效去除氨氮,应控制其氨氮浓
度在0.2-2.0mg/L之间。
生物制品质量控制
生物制品质量控制引言概述:生物制品是一类以生物材料为基础制备的药品,包括生物制剂、生物技术制品等。
由于其特殊的制备工艺和复杂的组成,生物制品的质量控制显得尤为重要。
本文将从五个方面详细阐述生物制品质量控制的内容。
一、原材料的质量控制:1.1 严格选材:生物制品的原材料通常是生物来源的,如细胞、菌种等。
在选择原材料时,必须确保其来源可靠、纯度高、无污染,并具备稳定的生物活性。
1.2 检测技术:采用先进的检测技术,如PCR、质谱等,对原材料进行全面的检测,确保其符合规定的质量标准。
1.3 储存条件:对原材料进行适当的储存,保持其稳定性和活性,防止质量的变化和降低。
二、生产过程的质量控制:2.1 工艺参数:制定合理的工艺参数,包括温度、压力、pH值等,确保生产过程的稳定性和一致性。
2.2 检测方法:建立完善的检测方法,对生产过程中的关键环节进行监控和检测,及时发现和解决问题。
2.3 环境控制:对生产环境进行严格控制,包括空气洁净度、温湿度等,防止外界污染对产品质量的影响。
三、产品的质量控制:3.1 物理性质:对产品的物理性质进行检测,包括外观、溶解度、粒径等,确保产品的一致性和稳定性。
3.2 化学成分:采用分析方法对产品的化学成分进行检测,确保其符合规定的质量标准。
3.3 生物活性:通过生物学试验,评估产品的生物活性,确保其具备预期的疗效和安全性。
四、稳定性的质量控制:4.1 稳定性研究:对产品进行稳定性研究,包括温度、湿度等因素对产品质量的影响,制定合理的储存条件和有效期。
4.2 加速试验:采用加速试验方法,模拟产品在不同条件下的稳定性变化,评估产品的稳定性和质量保证。
4.3 更新和调整:根据稳定性研究和加速试验的结果,及时更新产品的储存条件和有效期,确保产品质量的长期稳定性。
五、质量管理体系的建立:5.1 质量标准的建立:制定符合国家和行业标准的质量标准,明确产品的质量要求和检测方法。
5.2 质量控制文件的编制:编制质量控制文件,包括质量手册、工艺流程、检测规程等,确保质量控制的一致性和可追溯性。
微生物发酵工艺的优化与调控方法
微生物发酵工艺的优化与调控方法微生物发酵工艺是一项应用广泛的生物工艺,被广泛应用于食品、医药、农业等领域。
然而,由于微生物的复杂性和环境的多变性,发酵工艺的优化和调控一直是一个具有挑战性的任务。
本文将探讨微生物发酵工艺的优化与调控方法,帮助我们更好地利用微生物进行生产。
首先,优化发酵培养基是提高发酵工艺效率的重要方法。
发酵培养基是提供微生物生长所需营养物的介质,其组成和配方对发酵过程具有重要影响。
首先,了解微生物的特性和代谢途径,确定其所需的营养物质种类和浓度。
其次,通过响应面试验等方法,对培养基种类和比例进行优化,以获得更好的生长环境。
此外,鉴于微生物酵母等微生物对碳源的选择性,可以在培养基中添加特定的碳源,以提高发酵效率。
其次,选择合适的微生物菌种也是发酵工艺优化的关键。
不同的微生物对环境的适应能力和代谢途径有所不同,因此选择合适的菌种对于提高发酵工艺的效率至关重要。
一方面,我们可以通过研究菌种的特性和代谢途径,选择能够适应特定环境并产生目标产物的菌株。
另一方面,利用基因工程技术,可以对菌株进行改造和优化,提高其产物生成能力和产量。
另外,控制发酵条件是优化发酵工艺的重要手段之一。
发酵条件包括温度、pH 值、溶液浓度、氧气供应等因素。
微生物对这些因素的敏感性不同,需要根据菌株的特性和产物的需求进行调控。
例如,某些菌株对温度的敏感性较高,选择适当的温度可以促进其生长和代谢产物的生成。
另外,pH值和溶液浓度的调控也可以影响微生物的生长和产物的生成。
氧气供应是微生物发酵过程中的关键因素之一,需根据微生物的需求和产物的特性进行相应的控制。
此外,使用现代生物工程技术也可以优化微生物发酵工艺。
例如,利用遗传工程技术可以改造微生物的代谢途径,提高其代谢产物的生成能力。
利用基因组学、转录组学和蛋白质组学等技术,可以深入研究微生物的基因调控网络,从而找到调控微生物发酵过程的关键基因和信号通路。
综上所述,微生物发酵工艺的优化与调控方法涉及多个方面,包括优化发酵培养基、选择适宜菌株、控制发酵条件和利用生物工程技术等。
车间微生物控制要求
车间微生物控制要求引言概述:车间微生物控制是制造业中非常重要的一项工作。
微生物的存在可能会对产品质量和员工健康产生负面影响。
因此,车间微生物控制要求成为了制造业中一个必须严格遵守的标准。
本文将从五个方面详细阐述车间微生物控制的要求。
一、环境卫生控制1.1 保持车间的整洁:车间的整洁度对微生物的控制至关重要。
定期进行清洁和消毒工作,确保车间内没有积尘和杂物。
1.2 控制湿度和温度:微生物的生长需要一定的湿度和温度条件。
车间应保持适宜的湿度和温度,避免过高或过低的环境条件。
1.3 管理废弃物:废弃物的处理也是车间微生物控制的一项重要工作。
废弃物应妥善处理,避免成为微生物滋生的场所。
二、员工卫生管理2.1 员工培训:员工应接受相关的卫生培训,了解微生物的危害和控制方法。
培训内容包括个人卫生、手部卫生和工作区域的清洁等。
2.2 个人防护措施:员工应佩戴适当的个人防护用品,如手套、口罩和防护服等。
这些措施能够有效降低微生物的传播风险。
2.3 健康监测:车间应进行定期的员工健康监测,发现患有传染性疾病的员工及时采取措施,避免疾病传播。
三、原料和产品控制3.1 原料检验:车间应对进货的原料进行检验,确保原料没有受到微生物污染。
如有必要,可以进行微生物检测。
3.2 产品检验:车间应对生产出的产品进行微生物检测,确保产品符合卫生标准。
如有发现微生物污染,应及时采取措施进行处理。
3.3 产品包装和贮存:产品的包装和贮存也是微生物控制的一环。
包装应具备防护功能,贮存条件要求干燥、通风,并避免与有害微生物接触。
四、设备和工艺控制4.1 设备清洁和消毒:车间设备应定期进行清洁和消毒,避免微生物滋生和传播。
清洁和消毒方法应符合卫生标准。
4.2 工艺控制:车间应建立科学合理的生产工艺,控制微生物的生长和繁殖。
包括适当的温度、湿度和通风条件等。
4.3 设备维护和保养:设备的维护和保养也是微生物控制的一项重要工作。
定期进行设备检查和维护,确保设备正常运行,减少微生物滋生的机会。
生物发酵工艺DCS控制系统设计
生物发酵工艺的DCS(分散控制系统)控制设计是为了实现对发酵过程中各种参数的监测、调节和控制,以提高生产效率、保证产品质量。
下面是一个简要的生物发酵工艺DCS控制系统设计的步骤和要点:
1. 系统架构设计:
-系统整体架构:设计DCS系统的整体架构,包括控制层、执行层和监视层,确保各个层面的功能协调一致。
-网络拓扑结构:设计网络拓扑结构,确保各个设备之间的通信畅通。
2. 控制逻辑设计:
-控制策略:制定针对生物发酵过程的控制策略,包括温度、pH值、溶氧量等参数的控制要求和方法。
- PID控制器设计:设计PID控制器来实现对关键参数的精确控制。
3. 监测与数据采集:
-传感器选择:选择适合生物发酵工艺的传感器,如温度传感器、pH 传感器、溶氧传感器等。
-数据采集:确保DCS系统能够准确采集各种传感器数据,并及时传输到监控中心。
4. 报警与安全设计:
-报警系统:设计报警系统,及时发现异常情况并采取相应的措施。
-安全措施:设计安全控制措施,确保生产过程安全可靠。
5. 用户界面设计:
-操作界面:设计直观友好的用户界面,便于操作人员监控和调整生物发酵过程。
6. 数据存储与分析:
-数据存储:确保DCS系统能够有效地存储历史数据,便于后续分析和回顾。
-数据分析:设计数据分析模块,帮助优化生物发酵工艺,提高生产效率。
7. 联网与远程控制:
-远程监控:考虑实现DCS系统的远程监控功能,方便远程管理和故障排查。
以上是生物发酵工艺DCS控制系统设计的一般步骤和要点,具体设计还需根据具体生产工艺和设备情况进行详细规划和实施。
生物发酵工艺的优化与控制
生物发酵工艺的优化与控制生物发酵工艺是指利用微生物发酵过程生产出的物质,其中包括食品、药品、生物燃料、化妆品以及化学品等。
现代生物技术的快速发展为生物发酵技术的研究和应用提供了前所未有的机遇。
如何优化和控制发酵过程已成为生物技术研究中一个重要的课题。
一、生物发酵工艺中的关键参数生物发酵工艺的关键参数通常包括发酵菌株、基质、发酵条件以及发酵器的设计。
在发酵过程中,细胞的生理代谢是增殖、分裂和代谢产物生成的基础。
因此,在研究细胞生理代谢的基础上,设计和优化发酵过程的关键参数,可以提高生产效率和产物质量。
二、发酵过程中的氧气控制发酵过程中的氧气控制是优化发酵过程的重要策略。
在微生物代谢中,氧气通常是限制性因素之一。
由于发酵器中的氧气浓度在发酵过程中的变化,可能对细胞生长和代谢产生影响。
因此,发酵过程中的氧气控制是一个必要的环节。
通过控制发酵器的氧气供应,维持微生物代谢过程中的氧气充足,可以提高细胞的代谢效率和产物质量。
三、发酵过程中的pH控制在发酵过程中,细胞代谢过程中产生的和代谢消耗的质子以及基质转化的产物酸碱度对生物的生长和代谢产物有着直接的影响。
发酵过程中,发酵菌株对外界pH值趋于酸性或碱性的敏感度是不同的,因此,pH值的控制与调节是生物发酵过程中的重要参数之一。
四、搅拌控制搅拌是发酵反应器中最常见的控制参数之一。
在发酵过程中,搅拌可以均匀分布基质和产物,提高氧气传递效率,同时也能降低发酵环境中污染物的浓度。
搅拌速度的控制可以提高发酵效率和产物质量。
五、发酵过程的监测控制发酵过程中的监测和控制是评估和优化发酵过程的重要步骤。
常见的监测参数包括发酵菌株生长曲线、产物种类和数量以及环境参数等。
监测和控制可以及时发现发酵过程中的问题,并采取相应的措施调整发酵过程。
六、结论通过优化和控制生物发酵工艺的关键参数,可以提高发酵效率和产物质量。
在生物技术的快速发展中,发酵工艺的研究和应用将无疑具有重要的战略地位和应用前景。
生物发酵工艺DCS控制系统设计
生物发酵工艺DCS控制系统设计本文将介绍生物发酵工艺和DCS控制系统设计的重要性,并概述本文将探讨的内容。
生物发酵工艺是一种利用微生物、细菌或酵母等生物体进行化学反应的工艺。
它在食品、药品、能源等领域具有广泛的应用。
控制系统在生物发酵工艺中的设计和应用对于提高生产效率和产品质量至关重要。
DCS(分散控制系统)是一种集中式控制系统,通过计算机和网络技术,对生物发酵过程进行监控和控制。
它能够实时采集和分析传感器数据,并根据预设的控制策略进行自动调节,以保证生物发酵过程的稳定性和可控性。
本文将探讨生物发酵工艺DCS控制系统设计中的关键要素,包括传感器选择、控制策略设计和系统优化等方面。
我们将介绍不同类型的传感器及其在生物发酵过程中的应用,讨论常用的控制策略,并提供系统设计中的注意事项和优化方法。
通过深入了解生物发酵工艺和DCS控制系统设计,读者能够更好地理解和应用这些技术,从而提升生产效率、降低成本,并确保产品质量的稳定性。
本文旨在为研究生物发酵工艺和DCS控制系统设计的人员提供有益的信息和指导,帮助他们在实际应用中取得成功。
请继续阅读下文,了解更多关于生物发酵工艺DCS控制系统设计的内容。
生物发酵工艺是一种利用微生物、酶或细胞等生物体制造化学产品的过程。
它在制药、食品和化工等众多领域中得到广泛应用。
生物发酵工艺利用微生物的生长、代谢和分泌能力,通过一系列的酶催化反应,将原生物质转化为所需的产物。
生物发酵工艺在制药领域中可以用于生产抗生素、激素、疫苗等药物。
在食品行业中,生物发酵可以制造酸奶、乳酸菌饮料、酱油等食品。
在化工领域中,生物发酵可以生产乙醇、乳酸、柠檬酸等有机化合物。
生物发酵工艺具有许多优势。
首先,它是一种相对环保的生产方式,减少了对化石能源的依赖。
其次,生物发酵工艺可以生产高纯度的产物,因为微生物和酶能够选择性地催化反应,降低了杂质的产生。
此外,生物发酵工艺还具有较高的产量和效率。
然而,生物发酵工艺也面临一些挑战。
sbr 工艺 控制 说明
sbr 工艺控制说明
SBR工艺是一种生物处理工艺,广泛应用于废水处理和污水处理。
SBR是Sequencing Batch Reactor的缩写,中文翻译为顺序批处理反应器。
SBR工艺通过一系列的处理步骤来去除水中的有机物和氮、磷等污染物,最终达到排放标准或循环利用的要求。
SBR工艺的控制主要包括以下几个方面:
1. 水质控制,SBR工艺中,对水质的控制是至关重要的。
操作人员需要监测进水水质,包括悬浮物、化学需氧量(COD)、氨氮、总磷等指标,并根据监测结果调整处理工艺,保证出水达标。
2. 反应阶段控制,SBR工艺包括填充、搅拌、静置、放水等多个阶段,操作人员需要根据系统设定的时间表或实时监测数据来控制各个阶段的持续时间,确保反应器内的生物和化学过程按照设计要求进行。
3. 溶解氧控制,溶解氧是维持生物处理过程正常运行的关键因素,操作人员需要通过调节曝气设备的工作状态来控制反应器内的溶解氧浓度,以促进生物降解有机物的速率。
4. 混合与沉降控制,在SBR工艺中,混合和沉降阶段对于悬浮物和生物团的分离和去除至关重要。
操作人员需要控制搅拌设备的速度和时间,以及静置时间,确保悬浮物和生物团在规定的时间内充分分离和沉降。
5. 污泥浓度控制,SBR工艺中的污泥浓度直接影响处理效果,操作人员需要通过控制污泥回流比例和排泥频率来维持适当的污泥浓度,保证污泥的活性和沉降性能。
总的来说,SBR工艺的控制涉及到水质、反应阶段、溶解氧、混合与沉降以及污泥浓度等多个方面,需要操作人员密切监测系统运行数据,并根据实际情况灵活调整操作参数,以保证处理效果和出水水质符合要求。
生物制品工艺流程与质量控制
生物制品工艺流程与质量控制生物制品是指能够产生生物作用的药品,主要包括生物制剂、生物技术制品等。
由于其制备过程的不同,生物制品工艺流程也就有了不同的特点。
而为了保证其质量,生产企业必须采取一定的措施来进行严格的质量控制。
本文将就此进行探讨。
一、生物制品工艺流程生物制品的制备通常包括微生物培养、提取、纯化、制剂和包装等步骤。
具体的流程可根据药品的不同而有所变化。
这里以生物制剂为例进行简要介绍。
(一)微生物培养生物制剂的制备常常涉及到一些细菌、真菌、古菌等微生物,需要对其进行培养。
微生物的耗氧量、pH值、温度、搅拌速度等对于产物质量有着很大的影响,因此微生物培养需要精确控制。
培养的一般流程为:选取合适的基质和菌株,将其接种到培养基中,控制生长条件,定期取样进行检测,最后进行下一步操作。
(二)提取微生物或其他细胞制剂中所含的对于制品有用成分往往只占极小的比例,因此需要对其进行提取。
提取的方式包括机械破碎、化学溶解、超声波提取等。
不同的提取方式会对提取效率和活性产生影响,因此需要根据制剂性质进行选择。
(三)纯化提取得到的制品通常是混杂着其他成分的,因此需要进行纯化。
现代生物技术通常采用各种柱层析、电泳、过滤等方法对制品进行纯化。
将制品进行分离纯化可以去除对质量有害的杂质和副产物,并最大程度保持和提高制品的活性和稳定性。
(四)制剂和包装经过提取和纯化的制品需要进行制剂和包装。
针对不同的应用场景和目的,制剂的形式可以是固体、液体、冻干粉等。
同样的,包装方式也会因为制品性质而有所变化。
二、质量控制生物制品的质量控制包括源头管理、生产过程中的质量控制和产品出厂前的检测。
具体的措施包括:(一)生物安全生物制品的制备涉及到微生物等生物学实验,因此需要对源头进行生物安全控制。
涉及到微生物的实验需要进行生物安全评估,对实验室、材料、人员等进行管理。
(二)生产工艺和设备管理生产过程中的质量控制需要对生产工艺和设备进行管理。
生物制药的工艺开发与过程控制
生物制药的工艺开发与过程控制生物制药是利用生物技术手段生产药物的一种方法,在当今医药行业发展迅猛的背景下,生物制药市场不断扩大。
而生物制药的工艺开发和过程控制是确保药物质量和产量的关键环节。
本文将探讨生物制药的工艺开发与过程控制的重要性以及一些常用的方法。
工艺开发是指将药物生产过程中的每一个环节进行设计、优化和验证,以确保产物的稳定性、纯度和有效性。
生物制药的工艺开发通常包括以下几个方面:菌株的筛选与改良、培养基的优化、发酵条件的控制、分离纯化技术的选择等。
首先,菌株的筛选与改良是生物制药工艺开发的重要一环。
选用适应性良好的菌株可以确保产量的稳定性和高效性。
通过利用基因工程技术对菌株进行改良,可以提高产物的纯度和安全性。
此外,菌株的筛选和改良还可以提高其对环境因素的适应能力,如耐高温、耐低pH值等,从而扩大生产工艺的适用范围。
其次,培养基的优化是生物制药工艺开发的关键步骤之一。
培养基的成分包括碳源、氮源、矿质盐等,不同菌株对培养基的需求有所差异。
通过调整培养基的成分和浓度,可以提高菌株的生长速率和产量。
此外,培养基的pH值、温度和氧气浓度等因素也对菌株的生长和代谢活性有重要影响,需要在工艺开发过程中进行优化。
发酵条件的控制是生物制药工艺开发中不可或缺的环节。
发酵过程中,菌株生长、代谢和产物积累与发酵温度、pH值、反应时间和氧气供应等因素有密切关系。
通过精确控制这些参数,可以调节产物的合成速率和产量,提高产品的纯度和质量。
过程控制的常用方法包括传统的离线分析和在线监测技术。
离线分析通过取样后进行分析来监测关键参数的变化,但操作复杂、时间长。
而在线监测技术则具有实时性、自动化程度高的特点,如pH计、溶氧仪、在线红外光谱等。
分离纯化技术的选择也是生物制药工艺开发过程中重要的一环。
分离纯化技术的目标是从发酵产物中分离出目标产物,并将其纯化至所需的纯度。
常用的分离纯化技术包括超滤、离子交换、层析、凝胶过滤等。
生物制药的生产工艺和质量控制
生物制药的生产工艺和质量控制生物制药是指通过生物技术手段,利用生物生产系统如细胞、细菌、真菌、动物等生产出的药品,它解决了很多传统药物无法解决或难以解决的问题。
严格的生产工艺和质量控制是生物制药能够得到广泛应用的重要因素之一。
一、生物制药的生产工艺及发展历程过去,许多药品是由动物或植物提取或纯化得到,这种方法不仅工艺复杂,而且难以控制药物的质量。
生物技术的发展,提供了一条全新的药物研发和生产道路。
生物制药的生产以细胞培养技术为核心,包括无菌/灭菌技术、发酵技术、细胞培养技术、蛋白质纯化技术、药物制剂技术等多个环节。
其中,细胞培养技术是生物制药生产的核心技术之一,实现了用细胞系统制备大量高质量的生物制品,包括基因工程产品和传统制剂。
随着技术的不断提升,《药典》、法规、管理体系将不断完善,从而更好地保证生物制药的制造质量和生物安全。
二、质量控制在生物制药生产中的重要性。
生物制药的生产与传统制药相比,研发周期长,且研发成本较高;同时,生物制药是大分子药物,分子结构复杂,入体后的代谢环节也较复杂。
因此,生物制药的质量控制尤为重要。
在生产过程中,不仅要保证生产环境的无菌,细胞培养过程中,也要控制平衡和纯化各个环节。
在生产过程中,要对药品的组分、纯度、稳定性、活性、含量等指标进行全面监控,以保证产品的一致性和稳定性。
同时,还要进行药剂制剂研究,确定最佳的药物制剂,保证药物在各种温度、湿度等环境条件下的稳定性和储存期限。
三、生物制药生产工艺中的关键问题。
1.细胞培养工艺中的高密度培养。
高密度细胞培养是生产生物制品的关键,它可以提高产率,降低生产成本。
高密度细胞培养过程中可能出现的问题包括:培养过程中细胞大小不同、代谢产物积累、pH和O2不平衡等。
因此,在高密度细胞培养中应该加强系统监控,调整培养条件,保证细胞的健康状况。
2.药物的纯度药物纯度是影响药物质量、安全与功效的关键因素。
需要采用适合的分离与纯化技术,如离子交换层析、凝胶过滤、亲和层析、逆向高效液相层析(RP-HPLC)等,以达到高度的纯度。
生物发酵工艺DCS控制系统设计
生物发酵工艺DCS控制系统设计背景生物发酵工艺是一种利用微生物或酶对废弃物或原料进行转化或改变的过程。
生物发酵工艺在多个领域中都有广泛的应用,如食品和饮料生产、制药工程、环境工程等。
为了提高生产效率和产品质量,生物发酵工艺通常需要一个高效的控制系统。
DCS(分散控制系统)是一种用于控制和监控工业过程的先进技术。
DCS控制系统通过集成各种传感器和执行器,实现实时监测和控制生物发酵过程中的各个参数和变量。
在生物发酵工艺中,DCS控制系统可以实现自动调节发酵温度、pH值、溶解氧和浓度等关键参数,从而提高控制精度和生产效率。
设计目标本文档旨在介绍生物发酵工艺DCS控制系统的设计原则和关键要素。
通过合理的控制系统设计,可以优化生物发酵工艺,提高产品质量,降低生产成本,减少人工干预并提高生产效率。
DCS控制系统的基本架构生物发酵工艺DCS控制系统包括以下基本组成部分:1.传感器:用于实时监测生物发酵过程中的温度、pH 值、溶解氧、浓度等关键参数。
2.执行器:通过控制阀门、泵和搅拌器等设备,实现对发酵过程中的温度、pH值、氧气供应和搅拌速度等变量的调节。
3.控制器:根据传感器测量值和设定值,通过算法计算并发出控制信号,控制执行器调节生物发酵过程中的各个参数。
4.人机界面:通过图形显示界面,实现对生物发酵工艺的监控和操作。
DCS控制系统设计原则在设计生物发酵工艺DCS控制系统时,应考虑以下原则:1.稳定性:控制系统应能实现对生物发酵过程的稳定控制,确保关键参数始终在安全范围内。
2.精确性:控制系统应具备高精度的控制算法和传感器,以确保控制过程的准确性。
3.灵活性:控制系统应具备灵活的参数调节能力,能够适应不同发酵工艺的需求。
4.可靠性:控制系统应具备高可靠性,能够长时间运行而不发生故障。
5.扩展性:控制系统应具备良好的扩展性,能够方便地添加新的传感器或执行器,以适应工艺的变化。
6.安全性:控制系统应具备安全保护功能,能够实时监测和报警,防止事故的发生。
生物制药技术中的工艺监控与过程控制方法
生物制药技术中的工艺监控与过程控制方法随着生物技术的不断发展,生物制药技术在医药领域的应用越来越广泛。
然而,在生物制药的生产过程中,不可避免地会出现一些问题,如细胞培养的不稳定性、微生物污染、产物纯度不高等。
这些问题对于药物的研发和生产都会产生不良影响,因此,工艺监控与过程控制在生物制药技术中显得尤为重要。
本文将介绍生物制药技术中的工艺监控与过程控制方法,并探讨其在提高生物制药产品质量和生产效率方面的作用。
首先,在生物制药技术中,工艺监控是指对整个生产过程进行实时监测和评估,以确保产品符合质量标准。
工艺监控可以通过监测关键物理化学参数、微生物浓度、细胞活性、产物滴度等指标来实现。
其中,关键物理化学参数可以包括温度、pH 值、溶解氧浓度、离子浓度等。
通过监测这些参数的变化情况,生产人员可以及时发现并调整生产过程中的异常情况,以保证产品的一致性和稳定性。
此外,监测微生物浓度和细胞活性对于确保细胞培养的正常进行以及产物的高纯度也非常重要。
通过合理选择合适的生物传感器和在线分析技术,可以实现对这些参数的实时监测。
其次,过程控制是指通过调节操作变量以稳定和优化生产过程,以提高产品质量和生产效率。
在生物制药技术中,过程控制可以通过控制关键操作变量来实现,例如,调节进料流量、调整搅拌速度、改变培养基配方等。
通过对生产过程中关键操作变量的控制,可以有效地改善生产环境,减少微生物污染的风险;同时,也可以提高产物纯度和产量。
为了实现过程控制,需要建立可靠的反馈机制,根据实时监测的数据进行调整,并根据生产过程中的经验和模型进行优化。
在生物制药技术中,工艺监控与过程控制方法的选择和应用至关重要。
常用的工艺监控方法包括传统的离线分析方法和新兴的在线分析方法。
离线分析方法需要取样并离线进行样品处理和分析,具有较高的分析精度和可靠性,但需要较长的分析时间,不能提供实时监测。
相比之下,在线分析方法可以实时监测关键参数或产物滴度,具有实时性强等特点,但需要考虑传感器的选择、适应性和稳定性等问题。
生物技术行业质量控制要点
生物技术行业质量控制要点生物技术行业是一个具有高风险性和复杂性的领域,质量控制是确保产品安全性和可靠性的重要环节。
本文将介绍生物技术行业质量控制的要点,以帮助企业更好地管理质量。
1. 质量管理体系建立生物技术企业应该建立完善的质量管理体系,包括制定质量方针和目标,明确质量责任与权限,建立质量经理和质量团队,并制定相关的质量管理程序和标准。
2. 原材料和样品控制在生物技术产品的生产过程中,原材料和样品的质量是影响最终产品质量的关键因素。
企业应该建立严格的原材料采购和检验制度,确保原材料符合规定的质量标准,并对样品进行仔细检测和记录。
3. 生产过程控制生物技术产品的生产过程需要进行全面的控制,确保工艺参数的稳定性和产品质量的一致性。
企业应该制定详细的生产工艺和作业规程,实施严格的过程监控和记录,及时修正可能的偏差和异常情况。
4. 环境控制生物技术行业的生产环境要求较高,需要保持洁净、无菌和温湿度适宜的条件。
企业应该对生产区域进行合理的划分和隔离,建立适当的环境监测和控制措施,严格按照标准操作程序进行操作,确保生产环境符合要求。
5. 设备验证和维护在生物技术行业中,各类设备的验证和维护对产品质量至关重要。
企业应该对所有关键设备进行验证,确保其在正常操作范围内,并制定相应的维护计划和程序,定期对设备进行检修和保养,以确保其正常运行和可靠性。
6. 检测方法和标准生物技术产品的质量检测是保证产品安全性和可靠性的重要环节。
企业应该选择合适的检测方法,并建立相应的检测标准和规范,进行全面的检测和验证,并保留相关的检测文档和记录。
7. 不良事件和投诉处理生物技术产品可能存在不良事件和客户投诉的情况,企业应该建立相应的处理机制和流程,及时调查和分析事件原因,并采取措施防止再次发生。
对于投诉,企业应该积极回应客户,并及时处理和解决问题。
8. 培训和教育为了确保质量控制的有效实施,企业应该对员工进行充分的培训和教育,使其熟悉质量管理体系、操作规程和相关法规要求,提高员工的质量意识和技术水平。
生物制药工艺中的关键控制参数分析与优化
生物制药工艺中的关键控制参数分析与优化在生物制药工艺中,关键控制参数的分析与优化对于提高产品质量、减少生产风险和提高生产效率具有重要意义。
本文将针对生物制药工艺中的关键控制参数进行深入分析与优化。
一、关键控制参数的定义关键控制参数是指对于生物制药工艺具有重要影响的变量,其调节和控制能够对产品质量和工艺性能产生明显的影响。
关键控制参数通常包括温度、pH值、营养物质浓度、氧气浓度、搅拌速度等。
二、关键控制参数的分析1. 实验设计法实验设计法是一种系统地研究多个因素对实验结果影响的方法,通过对关键控制参数的设计和操作,可以确定其对工艺过程和产品质量的影响程度,进而优化工艺条件。
2. 数据分析法通过大量的实验数据分析,可以识别和确定关键控制参数,了解不同参数之间的相互作用关系。
常用的数据分析方法包括回归分析、相关性分析、主成分分析等。
3. 统计学方法统计学方法可以通过对数据的分析,确定关键控制参数并量化其对产品质量的影响。
例如,可以使用方差分析方法来确定不同因素对产品质量的影响程度,进而优化参数设置。
三、关键控制参数的优化1. 单因素优化针对每个关键控制参数,逐一调整其取值范围,观察对产品质量的影响,确定最优取值范围。
通过逐步调整关键控制参数,可以优化工艺条件和产品质量。
2. 多因素优化在确定了每个关键控制参数的最优取值范围后,考虑不同参数之间的相互作用关系。
可以使用响应面法等方法,建立参数优化的数学模型,寻找最优参数组合,以实现产品质量和工艺效率的最大化。
3. 在线监测和反馈控制通过在线监测关键控制参数的实时数据,及时调整工艺条件,实现精确控制。
采用反馈控制的方式,可以自动地根据实时数据调整关键控制参数的取值,提高生产过程的稳定性和一致性。
四、案例分析以一种生物制药工艺为例,其关键控制参数包括培养温度、培养时间和培养基组分。
通过实验设计法和数据分析法,确定了这些参数对产品质量的影响。
在单因素优化阶段,通过逐一调整培养温度、培养时间和培养基组分的取值范围,观察其对产品质量的影响,确定了最优取值范围。
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在S ks的情况下,比生长速率与基质浓度呈线性关系。
在S >10ks时,比生长速率就接近最大值。
所以营养物质均存在一个上限浓度,在此
浓度以内,菌体的比生长速率随浓度增加而增 加,但超过此限,浓度继续增加,反而会引起 生长速率下降,这种效应称基质的抑制作用。
在正常的情况下,可达到最大比生长速率,然而 ,由于代谢产物及其基质过浓,而导致抑制作用,出 现比生长速率下降的趋势。 e.g. G100~150g/l,不出现抑制 G350~500g/l,多数微生物 不能生长, 细胞脱水。
二、氮源的种类和浓度的影响和控制
氮源象碳源一样,也有迅速利用的氮源和缓慢利用 的氮源。
迅速利用的氮源有:氨基态氮的氨基酸、硫酸铵、 玉米浆。
慢速利用的氮源有:黄豆饼粉、花生饼粉、棉籽 饼粉等蛋白质。
快速利用氮源容易被菌体所利用,促进菌体生长,
但对某些代谢产物的合成,特别是某些抗生素的合成 产生调节作用,影响产量。如链霉菌的竹桃霉素发酵 中,采用促进菌体生长的铵盐,能刺激菌丝生长,但 抗生素产量下降。 缓慢利用的氮源对延长次级代谢产物的分泌期, 提高产物的产量是有好处的。但一次投入,也容易促 进菌体生长和养分过早耗尽,以致菌体过早衰老而自 溶,从而缩短产物的分泌期,因而要选择适当的氮源 和适当的浓度。
菌体生长不是最适合但又不影响生长的量)磷酸
盐浓度,其最适浓度取决于菌种特征、培养条件、 培养基的组成和来源等因素。
6.2.2
灭菌情况
一般随灭菌温度的升高,时间的延长,对养分的 破坏作用越大,从而影响产物的合成。
如葡萄糖氧化酶发酵培养基的灭菌条件对产酶的影响:
灭菌蒸汽压力/(lb/in2) 时间/min 15 10 25 15 15 25
OTR
OUR
XC 0
X
2、求μ、 qp
在发酵过程中,测定每小时菌体干重X和产 物P
计算每小时μ、qp
μ=△X/ △t X
qp =△P/ △t X
3、确定适宜的μ—μ0
qP
确定μ0等于或稍大于μC
可使qP达到qPmax
μC μ
4、确定适宜的qC
qC0 =m+ μ0/Yxs + qPmax/Yps qC =m+ μ/Yxs + qP/Yps
产物合成阶段:
产物数量逐渐增多,直至达到高峰,生产速率也达到 最大,直至产物合成能力衰减。此阶段,营养物质不断被 消耗,产物不断被合成。环境因素很重要,发酵条件应严 格控制,方有利于产物合成。 营养物质过多,菌体就进行生长繁殖,抑制产物合成 ,使产物量降低;如果过少,菌体就衰老,产物合成能力 就下降,产量减少。 这一阶段又称为产物分泌期或发酵中期。
发酵培养基一般是选用含有快速和慢速利用的混 合氮源。如氨基酸发酵用铵盐和麸皮水解液、玉米浆; 链霉素发酵采用硫酸铵和黄豆饼粉。但也有使用单一 的铵盐或有机氮源(如黄豆饼粉)。它们被利用的情况与 快速和慢速利用的碳源情况相同。 为了调节菌体生长和防止菌体衰老自溶,生产中 也要控制氮源的浓度,除了在基础培养基中控制氮源 浓度外,在发酵过程中,补加氮源来控制浓度。
菌体自溶阶段:
菌体衰老,细胞开始自溶,氨氮含量增加,pH上
升,产物合成能力衰退,生产速率下降,此时应必须
结束发酵,否则,影响产品的提取。 这一阶段又称为菌体的自溶期或发酵后期。
6.2
发酵条件的影响及其控制
微生物发酵的生产水平取决于生产菌种的特性 和发酵条件的控制。 了解发酵工艺条件对过程的影响和掌握反应菌 的生理代谢和发酵过程变化的规律,可以帮助人们 有效地控制微生物的生长和生产。
常规的发酵条件:
罐温、搅拌转速、搅拌功率、空气流量、罐压、液 位、补料、加糖、油或前体,通氨速率以及补水等。
表征过程性质的状态参数:
pH、溶氧(DO)、溶解CO2、氧化还原电位、尾气 O2和CO2 含量、基质或产物浓度、代谢中间物或前体 浓度、菌浓等。
间接状态参数: 比生长速率、摄氧率、释放速率(CER)、呼吸商 (RQ)、基质消耗速率和产物合成速率等。
#影响基质的分解速率
如菌体对硫酸盐吸收在25℃时最小
(4) 温度对生物合成方向的影响
金色链丝菌
30℃ 金霉素 3 5℃ 四环素
研究发现,温度与微生物的调节机制关系密切。 例如,在20℃时,氨基酸末端产物对其合成途径的 第一个酶的反馈抑制作用,比在其正常生长温度 37℃时更大。因此,考虑在抗生素发酵的后期降低 温度,加强氨基酸的反馈抑制作用,使蛋白质和核 酸的正常合成途径关闭得早些,从而使发酵代谢转 向抗生素的合成。
5、根据物料平衡计算加糖速率
每小时加糖量= qC0 X0 v – 发酵液的残糖量 补料液的含糖量
补糖的控制
把计算的加糖量,输入计算机,由计算机控制加 料装置精确控制加入的糖量。
补糖速率:
依据微生物对养分的消耗速率及所设定的 发酵液中的最低维持浓度。 如产黄青霉菌,通过控制加糖速率,使青 霉菌发酵处于半饥饿状态,发酵液中有足 够的氧,并维持一定的PH,达到高产。
葡萄糖氧化酶酶活/(U/mL)
48.08
43.72
35.04
27.10
6.2.3
§接种菌龄
种子质量
一般,接种菌龄以对数生长期的后期,即培养 液中菌浓接近高峰时所需的时间较为适宜。
最适的接种菌龄要经多次试验,根据其最终发 酵结果而定。
§接种量 接种量的大小是由发酵罐中菌的生长繁殖速 度决定的。
§菌体浓度 菌体浓度简称菌浓(cell concentration)是指单位 体积培养液中菌体的含量。菌浓的大小与菌体生长速 率有很大的关系,菌体生长速率与微生物的种类及遗 传特性有关,不同种类的微生物的生长速率是不一样 的,细胞越复杂,分裂所需的时间越长。
活化能E反映温度变化对酶反应速率的影响
青霉菌: 生长 呼吸 E=34 kJ/mol E=71 kJ/mol E=112 kJ/mol
产物合成
青霉素形成速率对温度最为敏感,偏离最适温度引 起的生产率下降比其他两个参数的变化更为严重。
(3) 温度对发酵液物理性质的影响
#影响氧在发酵液中的溶解度
温度溶氧Βιβλιοθήκη (5)影响发酵温度的因素发酵热
发酵热指的是发酵过程中释放出来的净热 量,以J/(m3· h)为单位表示。
补糖量的控制: 动力学方法
依据μ、 qP 、 qC等动力学参数 之间的关系,计算加糖量
以次级代谢产物为例: 控制原则: 浓度、临界菌体浓度和临 界比生长速率为指标的基 质流加速率与消耗速率的 平衡。
μ、 qP 、 qC之间的关系: 以维持临界生长限制基质
μ
S
X qp qC
具体方法:
1、求X0 测定 X OTR OUR
补糖量的控制
经验法:
根据经验,以最高产量的罐批的加糖率为指标,并依 据菌体浓度、一定时间内的糖比消耗速率和残糖等加 以修正。 例: 青霉素发酵开始补糖在残糖降至1.5%, pH开始回升时补 糖。补糖量以最高罐批经验量为参考。
前期0—40h 中期40—90h 后期90h以后 0.15% -0.18% 每小时加糖量 0.08%-0.15% 0.15% - 0.18%
理状态和培养条件的不同,各期的生长长短就有所不同。
生产中要求在对数期接种原因就在此。
初级代谢没有明显的产物形成期,产物随着菌体 生长在不断的进行合成,有的与菌体的生长呈平行关
系。如乳酸、醋酸,与Qp顶峰几乎在同一时期出
现,而氨基酸、酶、核酸的发酵过程比前者复杂,它 的与Qp的大小则随培养基成分、碳源、温度、菌
菌浓的大小对发酵产物有很重要的影响。 在适当的比生长速率的条件下,发酵产 物的产率与菌浓成正比关系,即菌浓越大,产
物的产量越大。但在好氧发酵中,菌浓太大,
影响氧的传递,故在发酵中应控制适当的菌浓。
6.2.4 温度对发酵的影响和及其控制
微生物的生长和产物的合成都是在各种酶催
化下进行的,温度是保证酶活性的重要条件,因此 在发酵系统中必须保证稳定而合适的温度环境。
三、 磷酸盐浓度的影响和控制
磷是微生物生长繁殖所必需的成分,也是合成代谢产
物所必需的。
微生物生长良好所允许的磷酸盐浓度为0.32-300 mmol, 但对次级代谢产物合成良好所允许的最高平均浓 度仅为1.0 mmol,提高到10mmol,就明显影响其合成。
磷酸盐浓度在初级代谢中的要求不如次级代 谢严格。 对抗生素来说,常常是采用生长亚适量(对
就产物 的形成来说,培养基过于丰富,
有时会使菌体生长过旺,黏度增大,传质差,
菌体不得不花费较多的能量来维持其生存环 境,即用 于非生产的能量大大增加,这对产 物合成不利。
碳源的种类和浓度的影响和控制 一)碳源种类的影响:碳源分为迅速利用的碳源 和缓慢利用的碳源。 迅速利用的碳源能较迅速地参与代谢、合成菌体 和产生能量,并分解为产物(如丙酮酸),有利于菌 体的生长。但有的分解代谢产物对产物的合成可能产 生阻遏作用。 慢速利用的碳源为菌体缓慢利用,有利于延长代 谢 产物的合成(如抗生素),许多药物发酵采用。例 如乳糖、蔗糖、麦芽糖、玉米油分别是青霉素、头孢 菌素C 、盐霉素、核黄素及生物碱发酵的最适碳源。 因此选择最适碳源对提高代谢产物产量是很重要的。 在工业上,发酵培养基中常采用迅速和缓慢利用 的混合碳源,来控制菌体的生长和产物的合成。
高产菌种对工艺条件的波动比低产菌种更敏感, 故掌握生产菌种的代谢规律和发酵调控的基本知识对 生产的稳定和提高具有重要的意义。
6.1 在分批发酵时代谢的变化
一、初级代谢的代谢变化:
初级代谢是生命细胞在生命活动过程中所进行的代谢
活动,其产物为初级代谢产物。菌体的生长过程显示生长
史的特征。 但在发酵过程中,即使是同一种菌体,由于菌体的生
(1) 温度对微生物生长的影响