发酵工程韦革宏杨祥第6章1节概论
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发酵过程中主要依据此二者间接估算呼吸商、摄氧率等生物参数， 不是控制的对象。
7.2、菌体浓度 是一个间接控制的参数，通过其他参数的控制而控制。
7.3、某些关键的中间代谢产物和酶 用于对发酵进程更精确的把握，一般不是直接控制的对象。
7.4、终产物 量度控制的效果。
五、主要检查变量的控制
1、微生物形态的控制 量度控制效果，不是直接控制对象。
3、实际发酵生产和研究中主要检测的变量
进罐
罐中
出罐
（1）流量 （2）温度
（1）PH （2）DO （3）温度 （4）转速 （5）残糖 （6）其他
（1）流量 （2）温度
4、实际发酵生产和研究中主要的检查项目 （1）微生物形态的检查 （2）无菌检查 （3）泡沫检查
二、检测的原理和方法
1、PH （1）仪器设备：PH电极 （2）原理：能斯特方程式，原电池工作原理 （3）方法：电位分析法
（2） CO2利用其红外吸收特性用红外CO2分析仪分析。
7.2、菌体浓度
（1）重量法。
（2）比例法。
（3）体积法。
（4）利用其他物理化学性质与质量的线形关系： 如测黏度 测吸光度 测浊度 测荧光强度
7.3、某些中间代谢产物和酶
（1）中间代谢物 一般有三种方法： 生物传感器 气质联用（GC-MS）（复杂代谢物） 高压液相色谱（HPLC）（复杂代谢物）
进罐
罐中
出罐
物理参数
流量 温度
氧、
化学参数 CO2
浓度
生物参数
温度、压力、转速、黏度、密度 流量
扩散系数、雷诺准数等
温度
DO、PH、氧还电位、离子浓度 残糖、某中间代谢物浓度等
氧、 CO2 浓度
O.D.、细胞生长速度、 细胞比生长速度、KLa等
2、检测变量选取原则 （1）实用原则 （2）可行性原则
5、转速 （1）仪器设备：转速表 （2）原理：电磁感应原理 （3）方法：利用电磁感应将转速转换成感应电信号
6、残糖
（1）方法：斐林滴定法
（2）仪器设备：相应玻璃仪器 发酵罐取样设备
（3）原理：氧化还原电反应
7、其他 7.1、进出罐气体成分（主要为氧气和CO2）
（1）氧气主要依据其高顺磁性以顺磁氧分析仪分析。
流量
阀门
温度
夹套、蛇管
转速
电路
PH
流加
DO
转速、空气流量
残糖（升高）
流加*
其他环节
间接控制
中(终)产物
HPLC等
其他环节
百度文库
间接控制
生物 菌浓 重量法、比例法等 其他环节
间接控制
检查项目 形态、染菌、泡沫
专门检查控制方法 * 残糖降低时是间接控制
课下阅读: 营养基质及菌体浓度的影响及其控制 发酵终点的判断 发酵的优化控制 发酵过程的计算机控制 发酵过程的精确控制
2、无菌控制 提前放罐、加抗生素、设备灭菌、环境消毒等。
3、泡沫控制 手动或自动流加消泡剂，或消泡浆自动打碎泡沫。
本节知识结构图
更好发酵生产 发酵过程检测与控制
检测参数种类 检测方法 直接控制对象 控制方法
一定 原则
物理
备选 变量
主要 检测 参数
化学
流量 温度
转速 PH DO 残糖 尾气
流量计 电极 转速表 电极 电极 氧还滴定 顺磁、红外
2、DO （1）仪器方法：溶氧电极 （2）原理：斐克扩散定律，法拉第电解定律 （3）方法：极谱分析法
3、温度 （1）仪器设备：温敏电极 （2）原理：温敏金属电阻与温度的关系 （3）方法：利用温敏金属的电阻变化
4、流量 （1）仪器设备：转子流量计
（2）原理：流体力学知识
（3）方法：让气（水）流自下从一垂直管道中央契形塞子周围 间隙通过，利用流体的速度、流量与塞子被冲起的高度的关系计 算流量。
4、流量 手动或自动阀门开度直接调节。
5、转速 发酵罐电动机或其他动力设备直接调节。
6、残糖 （1）升高浓度：一般采用流加灭菌糖液的方法。
（2）降低浓度：一般不能直接调节，而是采用其他调节手段改变 菌体代谢途径和强度，加速糖耗，间接调节残糖浓度。
7、其他 7.1、进出罐气体成分（主要为氧气和CO2）
第六章 发酵过程的检测与 控制
第一节：检测与控制概论
发酵过程检测与控制的概念 问题：如何发酵生产更好的进行？
为了更好的进行发酵生产，
都有哪些变量可选？选取
人们选取了发酵过程中的某些变量， 的原则是什么？
依据一定的原理，
？
利用一定的方法
？
检 并借助相应的仪器设备
？
测 对其进行检测
或检查，
并在此基础上
如何对参数进行判断？
控 通过一定的方法
？
制 和仪器设备
？
对发酵过程进行有目的的干预，
使其尽可能按照预定的方向进行。
一、发酵过程的检测检查变量 （参数）
1、检测的变量统计 问题：发酵过程中都有那些变量？
物理参数 化学参数 生物参数
进罐
罐中
出罐
接种
取样 放罐
压空
发
尾气
蒸汽
酵
冷凝
水
水
流加
罐
温度、PH、DO……
（2）酶 常用活力测定表达结果。
7.4、终产物（并非控制依据） 终产物的特殊表示方法
（1）化学法，如滴定。 （2）物理法，如测比色、旋光度等。 （3）生物法，如杯碟法测抗生素效价。
例如
三、检查的原理和方法
1、微生物形态的观察 取样后显微镜下观察。
2、无菌检查 取样后显微镜下观察，结合平板法。
3、泡沫检查 泡沫电极。
1、PH
四、主要检测变量的控制
原理：酸碱中和反应 方法：采用在发酵过程中向罐中流加酸碱物质来达到。 仪器设备：补料系统手动或自动电路
2、DO （1）原理：氧气传递、消耗的动力学原理 （2）方法：改变搅拌与通气量等 （3）仪器设备：发酵罐配套电路
3、温度 （1）原理：关于传热和换热的恒算 （2）方法：以水、蒸汽为介质换热、维持发酵罐温度或进行灭菌。 （3）仪器设备：蛇管、夹套及其他发酵罐换热设备
7.2、菌体浓度 是一个间接控制的参数，通过其他参数的控制而控制。
7.3、某些关键的中间代谢产物和酶 用于对发酵进程更精确的把握，一般不是直接控制的对象。
7.4、终产物 量度控制的效果。
五、主要检查变量的控制
1、微生物形态的控制 量度控制效果，不是直接控制对象。
3、实际发酵生产和研究中主要检测的变量
进罐
罐中
出罐
（1）流量 （2）温度
（1）PH （2）DO （3）温度 （4）转速 （5）残糖 （6）其他
（1）流量 （2）温度
4、实际发酵生产和研究中主要的检查项目 （1）微生物形态的检查 （2）无菌检查 （3）泡沫检查
二、检测的原理和方法
1、PH （1）仪器设备：PH电极 （2）原理：能斯特方程式，原电池工作原理 （3）方法：电位分析法
（2） CO2利用其红外吸收特性用红外CO2分析仪分析。
7.2、菌体浓度
（1）重量法。
（2）比例法。
（3）体积法。
（4）利用其他物理化学性质与质量的线形关系： 如测黏度 测吸光度 测浊度 测荧光强度
7.3、某些中间代谢产物和酶
（1）中间代谢物 一般有三种方法： 生物传感器 气质联用（GC-MS）（复杂代谢物） 高压液相色谱（HPLC）（复杂代谢物）
进罐
罐中
出罐
物理参数
流量 温度
氧、
化学参数 CO2
浓度
生物参数
温度、压力、转速、黏度、密度 流量
扩散系数、雷诺准数等
温度
DO、PH、氧还电位、离子浓度 残糖、某中间代谢物浓度等
氧、 CO2 浓度
O.D.、细胞生长速度、 细胞比生长速度、KLa等
2、检测变量选取原则 （1）实用原则 （2）可行性原则
5、转速 （1）仪器设备：转速表 （2）原理：电磁感应原理 （3）方法：利用电磁感应将转速转换成感应电信号
6、残糖
（1）方法：斐林滴定法
（2）仪器设备：相应玻璃仪器 发酵罐取样设备
（3）原理：氧化还原电反应
7、其他 7.1、进出罐气体成分（主要为氧气和CO2）
（1）氧气主要依据其高顺磁性以顺磁氧分析仪分析。
流量
阀门
温度
夹套、蛇管
转速
电路
PH
流加
DO
转速、空气流量
残糖（升高）
流加*
其他环节
间接控制
中(终)产物
HPLC等
其他环节
百度文库
间接控制
生物 菌浓 重量法、比例法等 其他环节
间接控制
检查项目 形态、染菌、泡沫
专门检查控制方法 * 残糖降低时是间接控制
课下阅读: 营养基质及菌体浓度的影响及其控制 发酵终点的判断 发酵的优化控制 发酵过程的计算机控制 发酵过程的精确控制
2、无菌控制 提前放罐、加抗生素、设备灭菌、环境消毒等。
3、泡沫控制 手动或自动流加消泡剂，或消泡浆自动打碎泡沫。
本节知识结构图
更好发酵生产 发酵过程检测与控制
检测参数种类 检测方法 直接控制对象 控制方法
一定 原则
物理
备选 变量
主要 检测 参数
化学
流量 温度
转速 PH DO 残糖 尾气
流量计 电极 转速表 电极 电极 氧还滴定 顺磁、红外
2、DO （1）仪器方法：溶氧电极 （2）原理：斐克扩散定律，法拉第电解定律 （3）方法：极谱分析法
3、温度 （1）仪器设备：温敏电极 （2）原理：温敏金属电阻与温度的关系 （3）方法：利用温敏金属的电阻变化
4、流量 （1）仪器设备：转子流量计
（2）原理：流体力学知识
（3）方法：让气（水）流自下从一垂直管道中央契形塞子周围 间隙通过，利用流体的速度、流量与塞子被冲起的高度的关系计 算流量。
4、流量 手动或自动阀门开度直接调节。
5、转速 发酵罐电动机或其他动力设备直接调节。
6、残糖 （1）升高浓度：一般采用流加灭菌糖液的方法。
（2）降低浓度：一般不能直接调节，而是采用其他调节手段改变 菌体代谢途径和强度，加速糖耗，间接调节残糖浓度。
7、其他 7.1、进出罐气体成分（主要为氧气和CO2）
第六章 发酵过程的检测与 控制
第一节：检测与控制概论
发酵过程检测与控制的概念 问题：如何发酵生产更好的进行？
为了更好的进行发酵生产，
都有哪些变量可选？选取
人们选取了发酵过程中的某些变量， 的原则是什么？
依据一定的原理，
？
利用一定的方法
？
检 并借助相应的仪器设备
？
测 对其进行检测
或检查，
并在此基础上
如何对参数进行判断？
控 通过一定的方法
？
制 和仪器设备
？
对发酵过程进行有目的的干预，
使其尽可能按照预定的方向进行。
一、发酵过程的检测检查变量 （参数）
1、检测的变量统计 问题：发酵过程中都有那些变量？
物理参数 化学参数 生物参数
进罐
罐中
出罐
接种
取样 放罐
压空
发
尾气
蒸汽
酵
冷凝
水
水
流加
罐
温度、PH、DO……
（2）酶 常用活力测定表达结果。
7.4、终产物（并非控制依据） 终产物的特殊表示方法
（1）化学法，如滴定。 （2）物理法，如测比色、旋光度等。 （3）生物法，如杯碟法测抗生素效价。
例如
三、检查的原理和方法
1、微生物形态的观察 取样后显微镜下观察。
2、无菌检查 取样后显微镜下观察，结合平板法。
3、泡沫检查 泡沫电极。
1、PH
四、主要检测变量的控制
原理：酸碱中和反应 方法：采用在发酵过程中向罐中流加酸碱物质来达到。 仪器设备：补料系统手动或自动电路
2、DO （1）原理：氧气传递、消耗的动力学原理 （2）方法：改变搅拌与通气量等 （3）仪器设备：发酵罐配套电路
3、温度 （1）原理：关于传热和换热的恒算 （2）方法：以水、蒸汽为介质换热、维持发酵罐温度或进行灭菌。 （3）仪器设备：蛇管、夹套及其他发酵罐换热设备