发酵动力学
生化反应工程的基础内容之一,以研究发酵过程的反应速率和环境因素对速率的影响为主要内容。通过发酵动力学的研究,可进一步了解微生物的生理特征,菌体生长和产物形成的合适条件,以及各种发酵参数之间的关系,为发酵过程的工艺控制、发酵罐的设计放大和用计算机对发酵过程的控制创造条件。
在发酵中同时存在着菌体生长和产物形成两个过程,它们都需要消耗培养基中的基质,因此有各自的动力学表达式,但它们之间是有相互联系的,都是以菌体生长动力学为基础的。所谓菌体生长动力学是以研究菌体浓度、限制性基质(培养基中含量最少的基质,其他组分都是过量的)浓度、抑制剂浓度、温度和pH等对菌体生长速率的影响为内容的。在分批发酵中,菌体浓度X,产物浓度P和限制性基质浓度S均随时间t变化(图1)。 菌体生长可分迟滞、对数、减速、静止、衰退等五个时期。其中菌体的主要生长期是对数期,它的特点是:


时,μ=(μm/Ks)S。产物的形成常与菌体的生长或浓度有关,典型的关联式为: 

若在菌体生长时还伴有产物形成,则

参考书目
合叶修一、永井史郎著,胡章助等译:《生物化学工程──反应动力学》,化学工业出版社,北京,1984。(合葉修一、永井史郎著:《生物化学工学──反応速度論》,科学技術社,東京,1975。)
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