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發(fā)酵過程的效率和產(chǎn)物質(zhì)量受到多種因素的影響，其中補料策略的選擇尤為關鍵，它是確保生物反應過程穩(wěn)定進行的關鍵。補料不僅需要滿足微生物生長的營養(yǎng)需求，還要適應生產(chǎn)過程中對環(huán)境條件的嚴格控制。
本文將深入探討發(fā)酵罐補料瓶的連接方式以及補料時間的精準把控，旨在為發(fā)酵工藝的優(yōu)化提供實用的指導。
 

補料瓶的連接：瓶內(nèi)16#硅膠管用重力球連接到瓶底。
蓋子上的二通接頭：有重力球的一端用合適長度的硅膠管連接，通過蠕動泵接到罐面補料接口；另一端用硅膠管連接一個過濾器。整體布局如下：

 

1、條件允許的情況下，我們建議將玻璃發(fā)酵罐與補料瓶一同放入滅菌鍋中進行高溫滅菌處理，以有效預防微生物污染。
在進行這一步驟時，務必注意硅膠管的固定：使用軟管夾將連接玻璃罐和補料瓶的硅膠管緊緊夾住，這一預防措施至關重要，因為它可以防止在滅菌過程中由于壓力變化導致兩個容器內(nèi)的培養(yǎng)基發(fā)生混合，從而確保整個發(fā)酵系統(tǒng)的無菌狀態(tài)。

 

2、如果條件不允許，比如氨水無法滅菌、發(fā)酵培養(yǎng)基和補料培養(yǎng)基滅菌條件不一致、滅菌鍋容量無法滿足等，需要玻璃罐、補料瓶分開滅菌，那么需要將其連接處兩端接上魯爾單向閥，避免因為連接管道發(fā)生染菌。

 

只推薦用以上兩種方式連接，若以上條件都無法滿足，在玻璃罐、補料瓶分開滅菌結(jié)束后，建議在超凈臺內(nèi)進行兩者的連接。
 

1、生長階段
一般是在微生物生長階段，尤其是指數(shù)生長期，這個時候?qū)I養(yǎng)物質(zhì)的需求較大，適量的補料可以促進微生物的快速繁殖。
發(fā)酵穩(wěn)定期，微生物的代謝活動逐漸轉(zhuǎn)向產(chǎn)物合成，可以需要根據(jù)產(chǎn)物的合成途徑和代謝調(diào)控機制，精準地添加相關的前體物質(zhì)或誘導劑，提高產(chǎn)物的產(chǎn)量和質(zhì)量。
在前期，也就是延滯期，這個階段微生物需要適應新環(huán)境，代謝緩慢，一般不進行補料。而發(fā)酵后期，也就是衰亡期，也不再進行大規(guī)模補料，除非是為了維持產(chǎn)物的穩(wěn)定性或促進剩余底物的轉(zhuǎn)化。
2、同時還需要根據(jù)發(fā)酵過程中主要參數(shù)的變化進行補料：
① pH 值：當微生物代謝導致發(fā)酵液 pH 值發(fā)生顯著變化，可以直接通過酸堿液調(diào)節(jié)，也可以用合適的碳氮比的有機物質(zhì)來調(diào)節(jié)。
② 溶氧值：溶氧的突然下降寓意著微生物代謝活躍，營養(yǎng)消耗加快，此時可以進行補料。

這兩種補料方式我們設備都有相應的關聯(lián)功能，可以滿足需求。
③擴展功能：
通過分析尾氣中的二氧化碳、氧氣等成分的變化，可間接反映微生物的代謝狀態(tài)，為補料時間的選擇提供參考。

 

霍爾斯玻璃發(fā)酵罐系列除了以上根據(jù)參數(shù)變化進行的補料方式，還有手動補料、按時補料、方程補料、指數(shù)補料四種基礎的補料策略。

1、手動補料
   設置手動補料泵的轉(zhuǎn)速、補料量，啟動后系統(tǒng)可計算出定速定量情況下泵所需工作的時間，以及顯示補料泵剩余的工作時間。完成設定補料量后，泵停止工作。
2、按時補料
輸入所需的單位時間補料量、補料泵轉(zhuǎn)速和補料泵工作時間，可得到補料泵的控制周期，進行周期性的按時定量補料設定。
3、方程補料
輸入方程補料中的關鍵參數(shù)a和b的數(shù)值，以及方程補料所需運行的時間t，啟動關聯(lián)即可進行方程補料。
4、指數(shù)補料
輸入指數(shù)補料中的關鍵參數(shù)F1（0）和μ的數(shù)值，以及指數(shù)補料所需運行的時間t，啟動關聯(lián)即可進行指數(shù)補料。

在實際的發(fā)酵過程中，需要綜合考慮各種因素，并且結(jié)合到具體的發(fā)酵工藝和生產(chǎn)要求之中，選擇合適的補料時間、補料策略。

準確選擇發(fā)酵過程中的補料時間是一項復雜而關鍵的任務，需要深入了解微生物的生理特性、發(fā)酵工藝的特點以及各種監(jiān)測和控制技術的應用。而合理的補料時間選擇，可以顯著提高發(fā)酵效率和產(chǎn)物質(zhì)量，帶來更大的經(jīng)濟效益。