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农业食品现代生物产业工程
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023-工业微生物发酵工艺与控制
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《发酵产物得率与生产率计算》
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本课程属于:023-工业微生物发酵工艺与控制
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📘
发酵产物得率与生产率计算
共计 30 章节
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01
课程导入与计算框架建立
明确发酵产物得率与生产率的核心概念 · 计算意义 · 学习目标与整体知识地图
课程导入
计算框架建立
02
发酵过程关键变量与数据采集
识别生物量 · 底物浓度 · 产物浓度
发酵过程关键变量
数据采集
03
得率的基本定义与分类
区分基于底物消耗的得率系数 · 基于生物量的产物得率 · 基于碳源的得率等不同定义
得率的基本定义
分类
04
底物消耗与产物生成的化学计量关系
利用代谢反应方程式建立底物 · 生物量 · 产物与副产物之间的摩尔与质量平衡
底物消耗
产物生成的化学计…
05
基于实验数据的得率计算实战
给定一批批次发酵的浓度-时间数据 · 完成产物得率 · 底物转化率与碳源得率的逐步计算
基于实验数据的得…
给定一批批次发酵…
06
生产率的基本概念与时间维度
定义体积生产率 · 比生产率与细胞专一生产率 · 辨析生产率与得率的区别
生产率的基本概念
时间维度
07
批次发酵的生产率计算与过程曲线解读
结合批次发酵的典型生长 · 生产 · 衰亡阶段
批次发酵的生产率…
过程曲线解读
08
补料分批发酵的得率与生产率计算
针对补料操作引起的体积变化与底物浓度… · 建立补料分批条件下的物料衡算与得率 · 生产率计算方法
补料分批发酵的得…
生产率计算
09
连续发酵的稳态得率与生产率计算
基于恒化器稳态假设 · 推导稀释率与比生长速率的关系 · 计算稳态下的产物得率
连续发酵的稳态得…
生产率计算
10
不同操作模式的计算对比与选择
以同一产物为例 · 对比批次 · 补料分批与连续发酵在得率
不同操作模式的计…
选择
11
基于呼吸数据的得率估算
利用氧气消耗速率与二氧化碳释放速率在… · 结合元素平衡与呼吸商 · 估算底物消耗与产物得率
基于呼吸数据的得…
利用氧气消耗速率
12
产物得率与碳平衡校验
构建碳元素平衡表 · 校验产物 · 生物量
产物得率
碳平衡校验
13
能量平衡与得率上限分析
从分解代谢能量(ATP或还原力)角度… · 解释实际得率低于理论值的原因与改进方…
能量平衡
得率上限分析
14
得率系数与维持代谢的分离
通过恒化器或分批数据回归 · 区分用于生长的底物与用于维持的底物 · 修正表观得率系数
得率系数
维持代谢的分离
15
产物抑制与得率下降的量化分析
建立产物抑制动力学模型 · 分析抑制对得率与生产率的影响 · 计算抑制条件下的表观得率与临界产物浓…
产物抑制
得率下降的量化分…
16
氧传递限制对得率与生产率的影响
结合氧传递系数与临界氧浓度 · 分析供氧不足时得率下降与产物积累受阻… · 提出改善措施
氧传递限制对得率
生产率的影响
17
温度与pH对得率参数的调控
通过实验设计获取不同温度 · pH下的得率与比生产率数据 · 建立参数响应面并确定优化操作窗口
pH
温度
18
基于得率与生产率的培养基优化
以得率和体积生产率为目标函数 · 设计碳氮比 · 前体与微量元素配比优化实验
基于得率
生产率的培养基优…
19
发酵过程物料衡算综合实战
针对一个完整发酵案例 · 从原料投入 · 取样损失
发酵过程物料衡算…
针对一个完整发酵…
20
产物提取收率与发酵得率的耦合计算
将下游提取收率与发酵阶段得率结合 · 计算全过程总得率 · 分析各环节损失分布与改进优先级
产物提取收率
发酵得率的耦合计…
21
生产率放大与规模效应分析
比较实验室 · 中试与工业规模下的体积生产率与比生产… · 分析混合
生产率放大
规模效应分析
22
基于在线数据的实时得率与生产率估算
利用尾气分析 · 在线光谱或软测量数据 · 构建实时得率与生产率计算流程
基于
线数据的实时得率
23
补料策略对得率与生产率的定量影响
设计恒速补料 · 指数补料与反馈补料方案 · 通过模拟或实验数据计算不同策略下的得…
补料策略对得率
生产率的定量影响
24
发酵终点判断的量化依据
结合产物得率 · 生产率 · 底物残留与经济效益
发酵终点判断的量…
结合产物得率
25
得率与生产率数据的统计分析与不确定性
计算得率与生产率的置信区间 · 识别主要误差来源 · 完成实验重复与数据报告规范
得率
生产率数据的统计…
26
代谢通量分析辅助得率优化
利用代谢通量分析识别关键节点通量分配 · 解释得率瓶颈 · 提出基因或工艺改造的定量依据
代谢通量分析辅助…
利用代谢通量分析…
27
得率与生产率计算在工艺设计中的应用
根据目标产能与得率 · 生产率参数 · 计算所需发酵罐体积
得率
生产率计算
28
生产成本与得率、生产率的关联分析
建立原料成本 · 操作成本与得率 · 生产率的关系模型
生产成本
得率
29
常见计算错误与陷阱辨析
梳理单位混淆 · 体积变化忽略 · 取样损失未校正
常见计算错误
陷阱辨析
30
综合案例与课程总结
以真实工业发酵产物为对象 · 完成从数据采集 · 得率与生产率计算
综合案例
课程总结
所属VIP或分类
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