会计学液体发酵类型：嫌气发酵：乙醇(yǐchún)、乳酸、丙酮、丁醇C6H12O6+2ADP+2Pi2C3H6O3+2ATP(同型乳酸发酵)好氧发酵：C6H12O6+ADP+Pi+3NAD(P)++3H+C5H9O4N+3ATP+3NAD(P)H(谷氨酸发酵)/通气(tōngqì)的重要性一、细胞对氧的需求(xūqiú)二、培养过程中的氧传递三、影响供氧的因素四、溶解氧、摄氧率和kLa的测定方法第一节细胞(xìbāo)对氧的需求1、比耗氧速率(sùlǜ)一些(yīxiē)微生物的K0值一些(yīxiē)微生物的最大比耗氧速率遗传(yíchuán)因素2、摄氧率影响(yǐngxiǎng)需氧的因素碳源种类对细胞的需氧量有很大影响。平衡(pínghéng)方程式！C6H12O6+6O26CO2+6H2OCH3OH+3/2O2CO2+2H2OCnH2n+2+(3n+1)/2O2nCO2+(n+1)H2O结论？当以油脂或烃类为碳源时微生物需要的氧更多，例如用甲醇、石蜡或碳水化合物培养(péiyǎng)微生物时，每消耗碳源中一个碳原子所需要的氧分别为1.34、1.0和0.4分子。产黄青霉在含葡萄糖、蔗糖和乳糖的培养(péiyǎng)基中，最大摄氧率分别为3.72×10-3，1.9×10-3和1.4×10-3mol/(m3.s)。培养条件（如pH、温度等）有害代谢(dàixiè)产物HAc3、溶解氧浓度(nóngdù)对菌体生长的影响临界氧浓度(nóngdù)CCr的测定一些微生物的呼吸临界(línjiè)氧浓度CCr举例:Bacillusthuringiensis发酵(fājiào)过程临界氧浓度问题4、溶解氧对发酵代谢产物(chǎnwù)生成的影响溶解氧浓度(nóngdù)对黄色短杆菌生产氨基酸的影响:溶解氧浓度(nóngdù)低于临界氧浓度(nóngdù)时，谷氨酸和天门冬氨酸类氨基酸的产量下降；但苯丙氨酸、缬氨酸和亮氨酸生产的最佳氧浓度(nóngdù)分别为临界氧浓度(nóngdù)的0.55、0.60和0.85倍。氨基酸总结第二节培养(péiyǎng)过程中的氧传递氧传递(chuándì)的阻力耗氧方面的阻力:5.细胞或细胞团表面的液膜阻力1/kLC6.固液界面的传递(chuándì)阻力1/kIS7.细胞团内的传递(chuándì)阻力1/kA8.细胞壁的阻力1/kW9.胞内反应阻力1/kR氧的传递(chuándì)通量1、气—液相间的氧传递(chuándì)双膜理论(lǐlùn)（２）传递阻力主要(zhǔyào)集中在界面两侧的层流膜上。（3）在双膜之间的两相界面上，氧的分压强与溶于界面液膜中的氧浓度处于平衡关系。（4）传质过程处于稳定状态，传质途径上各点的氧浓度不随时间而变化。当气液传递过程(guòchéng)处于稳态时，通过液膜和气膜的传递速率相等，即：气膜的氧传递(chuándì)通量：以氧分压为推动力的气-液相间的氧传递(chuándì)通量液膜的氧传递(chuándì)通量：以氧浓度为推动力的气-液相间的氧传递(chuándì)通量下标I和LK和k根据nO2=(C*-CL)/(1/KL)得：1/KL=(C*-CL)/nO2=(C*-Ci)/no2+(Ci-CL)/nO2(1)根据亨利定律P=H×C(H亨利常数）得：P=H×C*，Pi=H×Ci代入（1）式，得1/KL=(P-Pi)/(H×no2)+(Ci-CL)/nO2即1/KL=1/(H×kG)+1/kL(2)对于难溶气体(qìtǐ)（如氧），气膜传递阻力与液膜传递阻力相比可以忽略不计，即1/(HkG)＜＜1/kL（H值很大）因此kL≈KL。nO2=KL(C*-CL)=kL(C*-CL)(3)OTR=kLa(C*-CL)（4）OTR体积溶氧速率（kmol/(m3.h)或mol/(m3.s))，单位(dānwèi)体积培养液中的氧传递速率a比表面积（m2/m3)，单位(dānwèi)体积液体中气液两相的总界面积kLa以C*-CL为推动力的体积溶氧系数，反映了发酵罐的传氧速率大小。二、发酵液中氧的平衡(pínghéng)三、供氧的调节(tiáojié)调节kLa是最常用的方法，kLa反映(fǎnyìng)了设备的供氧能力，一般来讲大罐比小罐要好。在发酵过程(guòchéng)中，当溶氧浓度不变时，氧溶于液相的速率等于微生物对溶氧的需求速率，则：当微生物的摄氧率不变时（假定C*在一定条件下也不变），KLa越大，发酵液中溶解氧浓度CL也越大；所以可用KLa的大小(dàxiǎo)来衡量发酵设备的通气效率。小结(xiǎojié)复习Theratelimitin