第6章 发酵动力学.pptxVIP免费

第六章发酵动力学fermentationkinetics2■发酵动力学研究内容发酵动力学是以化学热力学（研究反应方向）和化学动力学（研究反应速度）为基础，对发酵过程的物质变化进行描述。在细胞水平研究反应速度及其影响因素并建立反应速度与影响因素的关联细胞反应本征动力学模型反应器特性+反应器的操作模型在反应器水平描述操作条件与反应结果的关系，定量地控制反应过程•发酵动力学研究层次4目的通过动力学研究，优化发酵的工艺条件及调控方式；（研究各种物理，化学因素的影响，为调控提供依据）建立反应过程的动力学模型来模拟最适当的工艺流程和工艺参数，预测反应的趋势；控制发酵过程，甚至用计算机来进行控制。反应计量学是对反应物系的组成或反应的程度的量化的研究。通过反应计量学可以得到反应组成分的数量关系及变化规律。反应计量学反应工程学的理论基础反应热力学反应动力学第一节细胞反应计量学微生物细胞化学组成的主要物质为C、H、O、N，及P、S、K、Na等。可将细胞以一般的化学物质的表达形式写作CHON。典型的微生物细胞的组成为CH1.8O0.5N0.2。大肠杆菌细胞的化学组成（以干基计%）成分含量成分含量CHONPSK5020814311NaCaMgClFe其他10.50.50.50.20.3一、忽略产物生成的细胞生长过程的计量关系对忽略产物生成的细胞生长过程的计量关系可表示为CmHnOl+aO2+bNH3cCHON+dCO2+eH2O底物碳源氮源细胞对C元素：（1）对H元素：（2）对O元素：（3）对N元素：dcmecbn23edcal22cb上述4个细胞反应的计量方程，不足以计算a、b、c、d、e等5个未知量，因而再寻找1个方程，如在好氧型培养时，可定义呼吸商(respiratoryquotient)作为第5个方程（5）联立1～5式，有解得细胞反应方程的abcde等5个adRQ/0001000010120220300100lnmedcbaRQ二、细胞反应的化学平衡通式底物用于转化为细胞的化学平衡式为aCmHnOl+bO2+cNH3=dCHON+eH2O+fCO2底物细胞（1）底物用于转化为产物的化学平衡式为a’CmHnOl+b’O2+c’NH3=d’C’H’O’N’+e’H2O+f’CO2产物（2）将a/a’乘（2）式有aCmHnOl+(ab’/a’)O2+(ac’/a’)NH3=(ad’/a’)C’H’O’N’+(ae’/a’)H2O+(af’/a’)CO2（3）以F表示底物转化为产物的分率，则(1-F)为底物转化为细胞的分率，用F乘（3）式有F...