生物發(fā)酵的工藝過程 微生物發(fā)酵的全部生產(chǎn)過程大致可以分為四個階段，即：菌種階段、種子擴大培養(yǎng)階段、發(fā)酵階段和提煉階段。

發(fā)酵首先被認可并用于大規(guī)模細胞培養(yǎng)技術。隨著發(fā)酵技術在醫(yī)藥，輕工，食品，農(nóng)業(yè)，環(huán)境保護等領域的廣泛應用，該技術在國民經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著越來越重要的作用。

為了提高發(fā)酵生產(chǎn)水平，人們首先考慮菌株的育種或建立基因工程。實際上，優(yōu)化發(fā)酵過程，包括生物反應器工程問題，也非常重要。發(fā)酵環(huán)境條件的優(yōu)化發(fā)酵環(huán)境條件的優(yōu)化是發(fā)酵過程的基本要求，也是重要，zui難學習的技術指標。優(yōu)化的控制如溫度，pH值，溶解氧，攪拌速度，氨離子，金屬離子和營養(yǎng)物濃度取決于發(fā)酵的類型。同時，微生物在生長的不同階段和產(chǎn)生目標代謝產(chǎn)物的不同階段對環(huán)境條件可能有不同的要求。

因此，在生物反應器中，必須連續(xù)改變溫度，pH值，溶解氧，攪拌速度等，以始終提供zui佳的環(huán)境條件并提高所需產(chǎn)物的產(chǎn)率。發(fā)酵放大實驗通常集中在尋找zui佳培養(yǎng)基配方和zui佳溫度，pH，溶解氧和其他參數(shù)上，但常常忽略細胞代謝流量的變化。我會。示例：在測量和控制溶解氧濃度時，所關注的是zui佳氧濃度或其臨界值，而不是細胞代謝過程中的氧吸收速率。用氨水調(diào)節(jié)pH值時，問題是zui佳pH值。然而，沒有注意添加氨時的動態(tài)變化與其他發(fā)酵工藝參數(shù)之間的關系。這些變化對于細胞生長和代謝非常重要。超聲波的作用機理分為熱，空化和機械傳質(zhì)。

熱效應是一種現(xiàn)象，其中在介質(zhì)中超聲波傳播期間能量被介質(zhì)連續(xù)吸收，導致介質(zhì)溫度升高，可用于使酶滅菌或失活。空化是指超聲波在介質(zhì)中傳播時，液體中分子的平均距離隨分子的振動而變化。當超出臨界分子距離以維持液體的作用時，就會發(fā)生氣穴現(xiàn)象。空腔會產(chǎn)生瞬間的高溫和高壓，例如強烈的沖擊波或射線，足以改變細胞壁膜結構并引起細胞內(nèi)部和外部的質(zhì)量交換。

生物發(fā)酵罐的機械傳質(zhì)功能是當超聲波通過培養(yǎng)基傳播時，培養(yǎng)基顆粒進入振動狀態(tài)，可以加速發(fā)酵液的傳質(zhì)，提高發(fā)酵過程的反應速度。超聲波可廣泛用于生物發(fā)酵工程。超聲的頻率和強度不同，對發(fā)酵過程的影響也不同，應根據(jù)具體的發(fā)酵過程和使用條件進行選擇。

增加前體合成增加目標產(chǎn)品前體合成或直接添加前體。這對于目標產(chǎn)物的積累是有益的。例如，氨基酸的發(fā)酵通常涉及將前體添加到微生物培養(yǎng)物中以產(chǎn)生氨基酸。花生四烯酸的發(fā)酵通過增加前體或增加糖代謝來增加前體合成。所有有助于增加花生四烯酸的產(chǎn)量。

有很多方法可以優(yōu)化您的發(fā)酵過程，雖然它們不是分開的，但它們是相互關聯(lián)的。

對于某些發(fā)酵，通常是多種優(yōu)化方法的組合，目標是根據(jù)的設計控制發(fā)酵并生產(chǎn)更多更好的產(chǎn)品。