发酵过程中基质、PH和溶氧控制策略有哪些,为什么？

Question

如题所述

Answer 1

在发酵过程中，基质、pH和溶氧是三个重要的控制因素，它们的不同控制策略可以影响发酵的效率和产物质量。
1. 基质控制策略
基质控制在发酵过程中非常重要，因为要保证微生物能够获得足够的营养物质来生长和产酸。基质控制的策略包括两种：
- 定量加料控制：这种控制策略是在发酵开始时，将所有原料一次性加入到反应器中，控制发酵过程中的反应物浓度不变。这种加料策略适用于基质成分简单、反应过程稳定的酿造过程。
- 加速加料控制：这种控制策略是在发酵过程中根据微生物需求不断加入新的营养物质，以控制发酵反应速率。这种加料策略适用于微生物的营养需求随时间不断变化的情况下。
2. pH控制策略
pH值是影响发酵过程的一个重要因素，因为微生物需要特定的pH范围来生长和繁殖。pH控制有以下两种策略：
- 开环控制：这种控制策略是在发酵开始前，在培养基中加入缓冲剂来控制pH值。在发酵过程中，不对pH进行调控，而是让pH随着反应释放的气体变化而变化。这种策略适用于反应剧烈、波动频繁的情况下。
- 闭环控制：这种控制策略是根据发酵过程中pH值的变化进行闭环反馈调节，以保持pH在特定范围内。常用的控制方法包括酸碱滴定法、气体回收法、离子选择电极法等。
3. 溶氧控制策略
溶氧是微生物生长和代谢的必需因素，发酵过程中，溶氧控制有以下两种策略：
- 打气控制：这种控制策略是在发酵过程中通过打气的方式将空气引入反应器中，以维持合适的溶氧浓度。这种策略适用于氧气需求量较小的情况下。
- 溶氧流量控制：这种控制策略是在发酵过程中通过控制氧气流量来维持合适的溶氧浓度。常用的控制设备包括气体流量调节阀等。这种策略适用于氧气需求量较大的情况下。
总的来说，发酵中基质、pH和溶氧等控制策略的选择取决于微生物的特性、反应条件和产物要求等因素。有效的控制策略有助于提高发酵效率和产物质量。