发酵工艺学 降低 发酵成本[精选].ppt

如何降低发酵成本 ？ 组员：苏佳敏、苏桂萍、 黄家伟、张瑚、陈乔乔、冯明洁、陈君洋 发酵成本的控制主要方法： 一、降低原料成本 ①菌种改良 ②发酵工艺改进 ③选用廉价原材料 二、节能 ①菌种和发酵工艺改良 ②降低通气成本 ③通气与搅拌的优化组合 三、提高设备利用率 ①缩短非运转时间 ②增加菌体浓度 ③加大发酵液收获体积 降低原料成本 原料成本是发酵产品生产中最大的一项成本，因此，我们对它的控制优先予以考虑。 戳这里→返回 菌种改良 以降低原材料消耗为目的的菌种改良，就是要获得能以较少的基质投入生产出更多产物的优良菌株，提高基质至产物的转化得率 结果： 结论： 对黑曲霉菌 Co827 进行复合诱变后获得的菌株V73 ,其主要性能比原菌株有了很大的提高,达到了选育柠檬酸高产菌株的目的。在生产发酵工艺条件不用大的改变的前提下（风量可以比以前更低）,生产周期缩短、产酸及转化率提高,这不但提高了罐体有效容积的利用率 ,增加了产量 ,且节约了能耗 ,降低了生产成本 ,可见对生产菌种进行改良具有重要意义。 返回》》》 发酵工艺改进 发酵工艺由简单的分批发酵向流加补料分批发酵的改进，对于发酵生产成本的降低起到了突出的作用。基质的流加在增加发酵产率的同时，提高基质的利用效率，降低消耗。 葡萄糖流加策略对基因工程FR一008／杀念菌素衍生物CSl03补料分批发酵过程的影响 在3．7 L发酵罐上研究了CS103发酵过程的最适还原糖维持浓度，发现初始糖浓度20g/L，发酵过程还原糖浓度维持在10g／L时，CSl03最高产量相比分批发酵提高了约30％。 在此基础上，选择性考察了通过脉冲补料、间歇流加补料和连续流加补料三种补料方式维持10g／L还原糖浓度对CSl03发酵水平的影响，通过对比发现，连续流加补料在维持糖浓度的效果上最优，CS103产量达到126．9μg/ml，较分批发酵和脉冲补料分别提高44％和14％。 例： 基质至产物的实际转化得率，随菌体比生长率的上升而下降，因此，在满足工艺要求，保持比生产率稳定的前提下，应当尽可能降低菌体比生长率。控制比生长率的最有效方法是严格控制生长限制基质的流加补料速度，以碳源作为生长限制基质在经济上是较为合理的。 注意哦 返回》》》 选用廉价原材料 在工业发酵中，为了降低成本，应当在不影响产率和产品质量的前提下，尽量选用廉价原材料。一般的说，能够使用工业级的决不使用试剂级：能够用粗制品时绝不用精制品 例： 红霉素发酵工艺优化 对红霉素发酵工艺进行优化研究。在选用廉价的A粉和B粉代替原发酵培养基中的淀粉及部分葡萄糖和豆饼粉，确定了最佳发酵培养基配方的基础上，考察了发酵温度、pH、接种量、种龄和溶解氧等因素对红霉素发酵的影响，确定了最佳发酵工艺。 方法： 控制发酵培养基初始pH6．9、接种量15％，控制发酵前期温度31℃～32℃、40h后29℃，控制搅拌180～240r／min、通气量1：0．8～1．5v／v／rain，使发酵过程中溶氧保持在25％以上，并于培养36h后开始补加A粉和B粉，在10吨发酵罐上连续试生产6批，结果见表 1。 结论： 发酵罐批量试验结果表明，采用A粉和B粉替代或部分替代原工艺中的淀粉及部分葡萄糖和豆饼粉，用于红霉素发酵是可行的，通过工艺优化，平均发酵单位达6819．3u／ml，比同期生产平均水平5882u／ml提高了15．9％，产品质量全部合格，原材料消耗成本可降低26％，具有较高的经济效益和社会效益。 必须注意，在考虑原材料选用时，不能只看绝对价格，对碳能源来说，只有当价格/碳密度比或价格/能量密度比较低时，才是真正的廉价碳能源，对氮源来说，是要知道其中的可发酵性氮含量，以价格/氮含量比低者较为经济。 在选用原材料时，除了注重发酵效果、价格、有效成分含量、杂质影响等因素外，还应当考虑价格和供应的稳定性，运输、储存、预处理费用及安全性，溶液的流变学性质及表面张力等。 返回》》》 节能 发酵是一种耗能多的过程，特别是好氧。它既要使用大量蒸汽于设备和培养基的灭菌，又要消耗大量电源于通气，搅拌和制冷，还要使用大量水于设备的清洗；配料和冷却。 传送门→返回 菌种和发酵工艺改进 方法： (1)提高基质至产物的转化得率，可使氧至产物的转化率也相应提高 (2)从形态上改良菌株，也是降低发酵过程中能源消耗的一个重要途径。 青霉素菌丝形态，在长期的菌株改良中 , 青霉素产生菌在沉没培养中分化为主要呈丝状生长和结球生长两种形态。前者由于所有菌丝体都能充