| 金霉素发酵过程DO自控节能报告 |
华中正大 关锋义 一、在发酵过程中溶解氧进行控制的意义 · 在反应器中氧参与菌体的生长、产物的形成和维持细胞的代谢。氧是难溶于水的气体，在室温及常压条件下，纯氧的溶解度仅为36mg/L，空气中氧的溶解度仅为8mg/L。当水中溶有糖或其它盐类时，氧的溶解度则更低。 · 以谷氨酸发酵一、在发酵过程中溶解氧进行控制的意义为例，同化100g葡萄糖需耗氧41.4g，而培养基中溶解氧只够菌体生长14s的消耗。因此足够的通风供氧对好氧氨基酸发酵非常关键。 · 在工业发酵中产率是否受氧的限制，单凭通气量的大小是难以确定的。因溶解氧的高低不仅取决于供氧、通气搅拌等，还取决于需氧状况。故了解溶解氧是否够的zui简便又有效的办法是就地监测发酵液中的溶解氧浓度。从溶解氧变化的情况可以了解氧的供需规律及其对生长和产物合成的影响。 · 在发酵过程中溶解氧低于某一临界值，就会影响菌体的生长与产物的合成，但并不是维持溶解氧越高越好。即使是专性好气菌，过高的溶解氧对生长可能不利，而且有可能改变其代谢途径，不利于目的产物的合成。 · 了解发酵过程中溶解氧和其他参数间的关系，可以通过观察发酵溶解氧的异常变化，及时发现生产可能出现的问题，如某些操作故障或事故、中间补料是否得当、污染杂菌等，以便尽早采取措施补救。 · 在发酵过程中进行溶解氧的控制，可以“按需供风”，调节不同发酵罐批不同发酵时段间的供氧水平，以达到节能降耗，降低生产成本之目的。 二、在金霉素发酵过程中溶解氧的变化规律 · 金霉素生长、代谢过程可从培养液中溶氧浓度的变化反映出菌体的生长生理状况。 · 在金霉素发酵过程的不同阶段，随着发酵培养体积的不断增加和菌体的生长代谢的不断变化，发酵罐内溶氧值不同，按一定规律变化。一般情况下，发酵接种后1-5小时为适应期，溶氧值zui高；5-15小时，经过适应期后，需氧量上升，溶氧值较高；15-40小时，随着菌体的生长代谢旺盛，需氧量大增，溶氧值zui低；40-80小时，需氧量中等，溶氧值回升；80-124小时，需氧量较少，溶氧值较高。 三、金霉素发酵罐DO控制系统  · 1. 空气流量检测与控制系统 · 1.1 空气流量检测系统使用由重庆耐德仪器仪表有限公司生产的涡街流量计，型号为YYW-A-125-DIII R/DBLU-20122B1PAT1P1/S/YYW-A1- 200-DXQIIIR-B ，量程为0-2218.2m3/0-4800m3  · 1.2 空气流量控制系统使用ZJHP-16B-125/ZJHP-16B-200气动单座调节阀,适用温度-17℃－220℃、流量特性为线性。  · 2. 溶解氧检测系统使用由Mettler生产的InPro6800/120溶氧电极，可适应发酵高温消毒条件；DO变送器4100e ,具有自动手动自检、编程、校准等功能。  · 3. 溶解氧控制系统采用美国Honeywell公司S9000控制系统/北京康拓生化公司的KT3000控制系统的2个PID回路组成1个串级PID调节单元。达到可分时段改变设定值，各时段空气流量在不低于设定值前提下溶氧值按设定值调节的控制目标。均由北京康拓生化公司集成、指导安装与调试运行。  · 发酵罐DO未控制罐批曲线  · 发酵罐DO控制罐批曲线  · 溶氧控制发酵中的一些现象 · 溶氧控制发酵前期和后期因空气流量较小，罐压较低有时出现泡沫大的现象，可关小排气阀门进行改善。 · 溶氧控制改善了发酵10-30h的过速生长现象。 · 发酵前期偏低的通气量会使生长迟滞，偏高的通气量会使生长过速，失去控制溶氧的意义，前期通气量需控制在合适的水平。 · 发酵过程DO自控实施效果  · 金霉素发酵DO自控试验总结论 · 采用单因素方差分析方法，分析结论为：对发酵过程进行DO自控，与发酵zui为紧密的发酵指标：发酵周期、发酵效价、补糖量、通氨量、提炼收率均无显著性差异，产品质量指标无显著性差异。 · 通过对三个发酵车间对照组与试验组数据对比，发现试验组通氨量会有所降低（2-7%），TC会有所升高（2-3%）。 · 三个发酵车间同时实施DO自控，总节气率为26.9％，每年可节电1200万KW·h。 |
