霉菌在发酵罐中转速能不能提高,跟文献这么不相符合?

2016-11-07技术资料

霉菌在发酵罐中转速能不能提高?

霉菌在发酵罐

大家好!我是刚从做摇瓶转向上罐的,遇到问题了想请教下大家:
最近做土曲霉上罐(7L玻璃罐)发酵生产有机酸时,80%对应文献转速设置的是100-150rpm,只有很少几篇文献出现300-400rpm的,最高的400rpm。
按照大部分文献的做法,我设置转速125rpm,通气量我开到最大(近4vvm,别人基本都才0.2-0.5VVm),70h以前DO都只能显示为0~5,可能是溶氧不足导致我的目标产物就产量不足摇瓶1/6。
后来我逐渐升高转速,发现调到550rpm,通气量开到最大,才能使溶氧DO是高于30~45。
但是文献说霉菌转速太高,机械剪切力太大,对霉菌形态有影响。

所以我想问问大家
 
(1)有人做霉菌遇到过跟文献这么不相符合的情况吗(90%都是外文文献,有篇文献是150rpm,0.5vvm,泡沫太多无法控制,中途停止)?
 
(2)是不是转速不应该向我这样开这么高,对菌的损害很大?我是70h后开大的,产率是明显提高了,我担心的是0h就开始转速这么高的话,是不是很快菌就受不了,死掉了:(。。。
 
一切都靠自己的实验,文献看不到,估计你就是第一人,自己办了它了
 
70h后提高转速,提高产率也可能是由于菌丝体死亡,代谢产物释放的原因吧!
 
有可能的,因为产虑高维持一个小时后,在同样的条件下,就没有出现同样的效果了。可是该怎么平衡那?DO低了不产,转速高DO高了菌死了。。。
 
我感觉关键是要摸清楚菌株的生长曲线!
 

楼主的发酵罐搅拌转速不能和DO偶联么?按道理说7L的发酵罐三四百转的转速算比较正常了,虽然真菌的菌丝和发酵液表观粘度与搅拌关系很大,但搅拌的多少与发酵罐的大小也有关系。比如7L罐的搅拌500左右的话,50L罐估计400就可以,500L估计250转,5t的150就可以。所以楼主或许应该看看文献所用发酵罐的规模,还有就是也别太相信文献。虽然真菌的菌丝粗而常,且菌丝形态受搅拌影响很大,但也不用过于担心搅拌剪切会把的菌丝弄死,顶多也就是影响形态而已。

 
不知道你做的土曲霉发酵控制的DO是多少,我做过毛霉的发酵,是生产酶的,要求DO≥40%,转速、风量、罐压都是影响DO的关键因素,在长菌期转速不能太高,一般控制在400rpm以下,起始通风比为1:0.3左右,罐压在0.05~0.08Mpa,校正DO值为100%,当孢子萌发长出大量的菌丝后,耗氧量增大,DO下降低于40%时可以通过提高转速、风量使DO≥40%,最高转速可以达到700~800rpm,在提高转速后过几小时要取样镜检,观察菌丝是否有断裂的,如果有量比较多时要降低转速。当转速、风量都提到最大量,如果DO还是低于40%,可以适当提高罐压到0.1~0.12Mpa,但不知你的发酵罐承压情况怎么样。另外发酵液的粘度也会影响DO,如果发酵中后期所有的条件都达到极限了可以考虑补一些无菌水,降低发酵液的粘度也会增加发酵液的DO。还是要靠自己摸索。
 

丝状菌转速肯定不能过高,泡沫多,你加消泡剂了么?

 

楼主如果担心DO不足,可以适当增加罐压,一般最高可到0.05mPa,但不是罐压也不要太高,太高的罐压不利于CO2的排出。还有一个备选的方案是改变桨叶的类型或者增大桨叶尺寸增大发酵罐中桨叶的径高比,也可有效的加大DO。

 

我的情况还没完全描述清楚:
 
(1)我的发酵罐是美国产的7L玻璃罐,没有罐压这个参数。
 
(2)我的DO是变动的,文献上也没有说要控制多少,刚接入几个小时内DO可以到达90以上,后来慢慢降低,接入12h左右DO降低至10左右,但是就产酸情况来看,10左右产酸不算慢,12h时转速升至470rpm,通气量升至2vvm,这样大致是DO维持在10左右。但通气量和转速的升高导致大量起泡(培养基含工业上残余的玉米浆),手动加入几滴硅油。这时问题又来了,加入2-3滴硅油后,泡立马没有,DO也立马降低至5左右;这样维持时间不到半个小时就又要加入消泡剂,如此循环,DO刚升上去(不到10)就随消泡剂的加入又降下来。1-2天后消泡剂积累总量过大,转速提升至500rpm,通气量近4vvm,DO最大也就到5,很难再生上去。
 
(3)通气量增大,转速高后水分挥发厉害,12h挥发约500ml,我的装液量是4L,后来就是像你说的那样,往发酵罐中流加无菌水维持体积在3.5L左右。
再次谢谢你!打扰了。

 
谢谢你的回复,可是首先我们学校购买的罐只能是这样的,没有改变桨叶类型等的选择;其次,这种罐只有通气量和转速、温度、pH的设置参数,没有罐压的设置。。。
 

1.不知道你的发酵罐是否是美国NBS的,如果是的话罐压控制在0.05Mpa是没问题的,我以前用过NBS Bioflor110 14L的发酵罐,整个罐体全是玻璃的,最大的压力达到过0.08~0.1Mpa,可以在尾气排放管处加一个可以安压力表的三通,用硅胶管连接即可,在压力表后安硅胶管,用止血夹来调节压力,而且有一定的罐压可以有效的控制泡沫的产生,可以减少消泡剂的用量。

2.不知道你的消泡剂是怎么用的,最好不要用浓的消泡剂,一般配制2~10%的浓度灭菌后使用,浓度高的消泡剂有时消泡效果反而不好,如果泡沫不是很多,没有出现逃液的情况可以尽量少加消泡剂,消泡剂加的多也会影响发酵液中的溶解氧。