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培养工艺对生物菌肥发酵罐的要求及发酵过程介绍

   一、培养基的配制、灭菌和输送方式

    生物发酵是一群生物体的生长繁殖过程,而培养基是提供给微生物或细胞生长、繁殖并按比例配制而成的一组营养物质。

    一个良好的合适的培养基配比是经过不断实践、调整与改进而筛选出来的组合,它的基本组分是由碳源、氮源、无机盐类等组成。培养基(包括发酵过程中的补料物质)的理化性质、配制方式都应描述清楚,作为制订URS文件的依据。

    生物菌肥发酵罐培养基配制后的灭菌方式是采用热力灭菌还是过滤除菌、配料罐的大小、搅拌型式等也应一一描述出来。此外,配比后的贮存方式以及输送到下工序(种子罐,发酵罐)的方式是用压缩气体输送、真空输送,还是采用泵输送,这些须在URS文件中描述。   

    

     二、生物菌肥发酵罐发酵过程

     编制生物菌肥发酵罐技术文件的基础是为了解生物发酵的过程。影响发酵过程的主要因素如下,其应在URS文件中详细注明其控制范围和控制方式。

    (1)温度对生物发酵过程的影响。温度是影响微生物或细胞生长发育的主要因素之一,大多数微生物或细胞的培养温度都是嗜中性的,这要求对培养过程中发酵液的温度加以控制。根据不同品种及不同的生长阶段对发酵罐内的温度加以控制调节,从而选择适合的培养温度,以利发酵过程的顺利进行。

    (2)pH对生物菌肥发酵罐发酵过程的影响。发酵液的pH值会直接影响微生物或细胞的生长与繁殖。培养基的种类、微生物或细胞的代谢过程都会影响发酵液的pH值。为了保障生物发酵的正常进行,需要对发酵液中pH进行调节与控制。方式有多种,可以直接加入酸碱进行调节,也可以选择合适的培养基,或加入某些不影响发酵的缓冲剂进行调节。此外,pH调节方式及pH值控制范围的描述关系到生物发酵系统中pH调节装置的配备。

    (3)通气搅拌(溶解氧)对发酵过程的影响。对培养液进行通气搅拌直接关系到氧在培养液中的溶解量,并影响发酵物的产量。对需氧发酵的品种而言,需要在有氧的条件下才能正常生长繁殖,为了增加培养液中氧的含量,须对生物菌肥发酵罐的培养液进行通气搅拌加速氧在培养液中的溶解和传递。微生物或细胞在不同的生长期对氧的需求量也不同,用什么方式与如何调节含氧量均应描述清楚。一般可以通过调节搅拌的转速和通气的流量,来加以控制。

    (4)泡沫的产生对发酵的影响。由于大量空气的通入并与培养液进行 气液混合,发酵过程中的通气加上机械搅拌,易产生泡沫。大量泡沫的产生不但使发酵罐的装填系数降低,而且能使发酵液从排气管或轴封处产生逃液现象,相应产量减少,通气作用下降,控制了生物的生长与繁殖。而这种以无菌空气和生物代谢时产生的气体为分散相,以培养液为连续相形成的泡沫,可以用机械方式或加入化学消泡剂办法加以消除,在编制文件时也应注明用什么方式清理泡沫。

    (5)中间补料对生物菌肥发酵罐的影响。中间补料指的是在发酵过程中,针对生物生长的不同时期补充某些营养物质,其可以达到生物生长繁殖的需要,提高发酵的产量。中间补料以补充碳源和能量物质,如糖类(液化淀粉、麦芽糖、葡萄糖、乳糖等)、氮源(如酵母粉、蛋白胨、尿素等)及微量元素(如磷酸盐,ZnSO4、CoCl2等),当然中间也有补水或补全料(按培养基配比)。另外,中间补料方式有流加式或滴加式,这种方式兼用或单独使用。


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