第六章发酵动力学与发酵过程控制1、本征动力学（又称微观动力学）2、反应器动力学（又称宏观动力学）第一节发酵动力学一、产物合成动力学1、细胞的生长2、基质的利用3、产物的形成二、代谢产物形成的动力学模型类型Ⅰ是指产物的生成与细胞的生长相关的过程(上图a)，此时产物通常是基质的分解代谢产物，代谢产物的生成与细胞的生长是同步的。动力学方程为：类型Ⅱ反应产物的生成与细胞生长仅有间接关系（上图b）。在细胞生长期内，基本无产物生成。动力学方程为：或类型Ⅲ产物的生成与细胞的生长无直接联系(上图c)。它的特点是当细胞处于生长阶段时，并无产物积累，而当细胞停止生长后，产物却大量生成。与μ之间的关系图第二节发酵过程的代谢变化规律2.分批发酵过程的典型类型3.分批发酵过程的生产率总生产率:丝状微生物发酵的产物产率和基质的利用丝状微生物发酵过程获得高产的一般规律（2）为了提高产物形成速率，对菌丝分枝程度也须加以优化。如果菌丝体分枝过少，停滞期和发酵周期均延长。目前已知菌丝体的分枝程度与种子的生长状况有关，因此需寻找最适的种子培养条件。（3）为了提高氧的传递速率，对深层发酵过程似乎宜采用剧烈的搅拌，但是对于青霉素等利用丝状微生物的发酵过程来说，中等程度的搅拌对高产有利。对此有几种解释，普遍的认为是剧烈的搅拌所施加的剪切力会影响霉菌的形态，促进菌丝过多分枝，而使产量下降。二、连续发酵在连续培养系统中，微生物细胞的浓度、比生长速率和环境条件（如营养物质浓度和产物浓度），均处于不随时间而变化的稳定状态之下连续培养的原理简化后：在连续培养技术中被称为稀释速率，用符号“D”表示（等于培养液在罐中平均停留时间的倒数）在稳定状态下，细胞的比生长速率等于稀释速率。2、基于限制性营养成分的物料平衡在稳定状态下，则以代入上式，得上式须符合以下假定产率达到最大的细胞产率的稀释率，并不等于达到最大的细胞得率时的稀释率。因此，过程的最佳化往往必须采取折衷的方法，要同时考虑到产率、转化率和流出液的残留基质浓度。分批培养过程与连续培养过程产率的比较分批和连续培养产率的比较恒化器的实际运行情况与理论状态的对比连续培养过程中的主要问题1、杂菌污染问题假设连续培养系统被外来的生物Y、Z和W污染，这些污染菌的积累速率可用以下物料平衡式表示：污染菌积累的速率＝污染菌进入的速率－污染菌流出的速率＋污染菌生长速率2.生产菌株突变问题多种基质的发酵作用混合培养三、补料分批发酵补料分批发酵的特点四、固态发酵