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微生物发酵补料策略与控制

共计 30 章节
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01
课程导入与补料策略全景
学习目标 · 补料在发酵过程中的核心地位 · 补料策略分类框架
课程导入补料策略全景
02
发酵补料的生物学基础
微生物生长与产物合成的营养需求 · 比生长速率与比产物形成速率的关系 · 代谢溢流与Crabtree效应
发酵补料的生物学…微生物生长
03
补料相关的过程参数与在线检测
pH · DO · OUR
补料相关的过程参…线检测
04
补料策略设计的前期准备
菌种特性与种子质量评估 · 培养基设计 · 分批发酵基线数据采集
补料策略设计的前…菌种特性
05
恒速补料策略
原理 · 补料速率计算 · 适用场景
恒速补料策略原理
06
指数补料策略
比生长速率控制原理 · 指数补料速率方程 · 不同μ设定下的菌体浓度变化
指数补料策略比生长速率控制原…
07
反馈补料策略
基于pH · DO · RQ
反馈补料策略pH
08
梯度补料与分段补料策略
多阶段补料设计 · 过渡点判断 · 梯度变化对代谢的调控
梯度补料分段补料策略
09
补料培养基配方设计与优化
碳源 · 氮源 · 磷源
补料培养基配方设…优化
10
补料速率对菌体生长与产物合成的调控
比生长速率与产物合成偶联/非偶联关系 · 溢流代谢控制 · 副产物抑制与解除
补料速率对菌体生…产物合成的调控
11
基于在线尾气分析的补料控制
OUR/CER/RQ计算 · RQ阈值触发补料 · 尾气数据滤波与延迟补偿
基于线尾气分析的补料…
12
基于pH/DO的补料控制
pH-stat补料 · DO-stat补料 · 控制参数整定
pH/DO基于
13
基于代谢物在线检测的补料控制
在线葡萄糖/乳酸/乙醇/乙酸检测 · 代谢物浓度反馈补料 · 检测延迟与采样频率影响
基于代谢物线检测的补料控制
14
补料过程的数学模型与仿真
补料分批发酵动力学模型 · 参数辨识 · 模型预测补料轨迹
补料过程的数学模…仿真
15
补料过程的优化方法
实验设计（DOE） · 响应面法 · 遗传算法与动态优化
补料过程的优化方…DOE
16
补料控制中的PID与先进控制
PID控制器设计 · 前馈-反馈复合控制 · 模型预测控制（MPC）在补料中的应用
PID补料控制
17
补料过程的风险识别与应对
染菌风险 · 补料管线堵塞与泄漏 · 泡沫与溢液
补料过程的风险识…应对
18
补料系统的硬件与工程实现
补料罐 · 计量泵 · 流量计
补料系统的硬件工程实现
19
补料过程的数据采集与监控系统
SCADA · 历史数据存储 · 报警管理
补料过程的数据采…监控系统
20
大肠杆菌高密度发酵补料策略
高密度培养的补料需求 · 葡萄糖/甘油补料策略 · 乙酸控制
大肠杆菌高密度发…高密度培养的补料…
21
酵母发酵补料策略
酿酒酵母与毕赤酵母补料差异 · 甲醇补料控制 · Crabtree效应规避
酵母发酵补料策略酿酒酵母
22
丝状真菌与放线菌补料策略
形态与流变学影响 · 补料对次级代谢的调控 · 抗生素发酵补料案例
丝状真菌放线菌补料策略
23
乳酸菌与厌氧发酵补料策略
厌氧补料特点 · pH控制与补料耦合 · 乳酸/细菌素生产案例
乳酸菌厌氧发酵补料策略
24
补料策略的放大与缩小
规模效应 · 混合与传质 · 补料点分布
补料策略的放大缩小
25
补料过程的批次间一致性控制
批记录与偏差管理 · 关键工艺参数控制策略 · 持续工艺验证
补料过程的批次间…批记录
26
补料策略的经济性分析与成本优化
补料成本构成 · 得率与生产率权衡 · 补料方案经济性比较
补料策略的经济性…成本优化
27
补料过程的故障诊断与排除
常见故障现象 · 根因分析方法 · 故障树与鱼骨图
补料过程的故障诊…排除
28
补料策略的工艺表征与验证
关键工艺参数识别 · 设计空间建立 · 工艺验证方案
补料策略的工艺表…验证
29
补料控制中的人工智能与大数据方法
机器学习预测补料需求 · 数据驱动软测量 · 智能补料决策支持
补料控制人工智能
30
综合实战
从菌种到放大的补料策略全流程设计 · 完成补料策略设计 · 控制方案制定
综合实战从菌种到放大的补…