发酵槽的操作及KLa的计算

-LN((C* -Ct)/(C* - C0))
1.4 1.2
1 0.8 0.6 0.4 0.2
0 0
y = 0.0179x - 0.5005 R²= 0.9983
50
100
時間(s) 150
各組KLa(hr-1)值
轉速 150rpm 200rpm 250rpm 300rpm 400rpm 450rpm 1vvm 16.56 37.08 42.48 65.88 92.88 115.20 2vvm 39.24 48.96 64.44 84.96 106.56 128.52
功效 抗疲勞
護肝
護肝 調節免疫 調節免疫
成分 冬蟲夏草菌絲體粉末 (以腺
苷Adenosine和甘露醇 Mannitol為品管指標成分)
Ａｄｅｎｏｓｉｎｅ 、 Ｃｏｒｄｙｃｅｐｉｎ
多醣
釋蟲草粉末 克和麥角固醇 （Ergosterol）
多醣體及牛磺酸為品管指標 成分
原理
使用氮氣排出測量法，利用高靈敏度的 溶氧電極以監測反應器內的溶氧量。
發酵槽的操作及KLa的計算
發酵保健食品-蟲草
發酵健康食品種類大概分為:乳酸菌45件、靈芝10件、紅 麴11件、蟲草5件、藻類6件、樟芝2件、茯苓、香菇、黃 豆發酵液各一件。
其中蟲草占健康食品中的2.53%
品名 如新華茂蟲草精沛膠囊
震達北蟲草(蛹蟲草)膠囊
甘喜康膠囊 台糖釋蟲草 台糖活力養生飲
了解攪拌式發酵槽的基本結構及操作方法 測量氧氣傳遞係數(KLa)
發酵槽 氮氣瓶 電腦
器材
實驗步驟
結果與討論
250rpm(1vvm)
120 100
80 60 40 20 值0
0
DO值與時間關係圖
100
200
300
400
500
時間(S)
DO
-LN((C* -Ct)/(C* - C0))與時間關係圖
KLa(hr-1)
140 120 100
80 60 40 20
0 0
1vvm 2vvm
rpm
200
400
600
不同轉速與KLa(hr-1)值的關係圖
結論
攪拌速率增加會提高KLa值，增加其氧氣傳 遞速率。
因攪拌速率提高會將氣泡打散成更細小，也 使氣泡涵蓋發酵槽面積更廣，而使氣液兩相 接觸面積提高，快速增加其氧含量。
氧氣傳導效應會影響好氣菌在培養操作中 的生長。
發酵槽的氧氣傳遞速率受攪拌功率、空氣 流速有關。
KLa和溶氧濃度關係式為:
dCL kla(CL * CL) dt
↓
dCl KLadt (CL * CL)
↓Hale Waihona Puke ln( Cl * CL ) kLat CL * _ CL0
目的
空氣流速提高與KLa值成正比關係。 而1vvm與2vvm比較，相同攪拌速率下
2vvm較1vvm之KLa高，但兩者都有極相近 的斜率(平行的兩斜線)。
0.9
0.8
y = 0.0118x - 0.3472
0.7
R²= 0.9983
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
50
100
150
時間(s)
250rpm (2vvm)
120
100
80
60
40 值
20
0 0
DO值與時間關係圖
100
200
300
400
時間(s)
DO
-LN((C* -Ct)/(C* - C0))與時間關係圖