氧是構(gòu)成細胞本身及代謝產(chǎn)物的組分之一。 對于好氧發(fā)酵，不論是基質(zhì)的氧化、菌體的生長或是產(chǎn)物的代謝均需要大量的氧

OUR:攝氧率----(Oxygen Uptake Rate,OUR)是指單位時間、單位體積發(fā)酵液細胞消耗的氧。 OUR 取決于菌體濃度，與發(fā)酵液的營養(yǎng)成分、溶解氧水平、 菌體的生長速率以及碳源的種類和濃度等因素有關(guān)。

CO2是細胞呼吸和分解代謝的終產(chǎn)物, 還是某些合成代謝的基質(zhì)。 幾乎所有發(fā)酵均產(chǎn)生大量 CO2。 CO2的產(chǎn)生是一種重要的生長指標， 特別適用于早期生長階段。 在對數(shù)生長期 CO2的釋放在一定條件下與細胞量成正比。 監(jiān)測 CO2的生成是跟蹤生長活動的有效方法。

CER:CO2釋放速率---CO2釋 放 率 (Carbon-dioxide Escape Rate ，CER)是指單位時間 、單位體積發(fā)酵液細胞釋放的CO2量。

RQ：呼吸商，是生物體在同一時間內(nèi)，釋放二氧化碳與吸收氧氣的體積之比或摩爾數(shù)之比。

不同碳源經(jīng)過不同的代謝途徑會導(dǎo)致不同的呼吸商，因此根據(jù)呼吸商的變化可以判斷發(fā)酵系統(tǒng)的狀態(tài)。

Fai：標準狀態(tài)下的進氣流量，m3/h

V：發(fā)酵液體積，m3

0.0224:標準狀態(tài)下1mol氣體的體積，m3/mol

20.34%：進氣氧氣濃度

79.02%:進氣惰性氣體濃度

0.03%:進氣中二氧化碳濃度

C1：排出氣體中二氧化碳濃度，%

C2：排出氣體中氧氣濃度，%

C3：發(fā)酵液中氧氣濃度，mol/m3

C4:發(fā)酵液中二氧化碳的濃度，mol/ m3

Fb：補料速度：m3/h

公式說明：

1.公式適用于處于穩(wěn)定狀態(tài)的系統(tǒng);

2.如果補料速度相當于發(fā)酵體積很小，則公式后半部分可以忽略;

3.Fai為標準狀態(tài)下進氣流量，單位可根據(jù)實際情況調(diào)整，但是要和其他單位對應(yīng)。轉(zhuǎn)子流量計讀數(shù)和標準狀態(tài)下氣體轉(zhuǎn)化將在后續(xù)給出計算方法。

4.該公式忽略空氣中水氣的影響，如果考慮空氣中水氣的影響，則公式C1+C2部分調(diào)整為C1+C2+C5，79.02%調(diào)整為C6，其計算詳見下文。

進氣空氣惰性氣體的體積：C6=Ni=N(干空氣中惰性氣體濃度)(1-Nwi(進氣中水分含量))

Nwi=Φ(空氣相對濕度)Nw(一定溫度下飽和水蒸氣體積分數(shù))

出氣惰性氣體的體積：N0=1-C1(排出氣體中二氧化碳濃度)-C2(排出氣體中氧氣濃度)-C5(排除氣體中水分體積分數(shù)，可以按照飽和水蒸氣體積計算)

尾氣中二氧化碳分壓(尾氣分析儀器)

尾氣中氧氣分壓(尾氣分析儀)

尾氣壓力和溫度

進氣壓力和溫度

進氣流量

補料速度

發(fā)酵液二氧化碳濃度

*發(fā)酵過程解析、控制與檢測技術(shù)，史仲平   潘 豐   

*多尺度微生物過程優(yōu)化

*尾氣在線分析在發(fā)酵過程控制與優(yōu)化中的應(yīng)用研宄