工业发酵分析.ppt

* 七、发酵方法的类别与流程 1、类别： 根据对氧的需要区分： 厌氧和有氧发酵 根据培养基物理性状区分： 液体和固体发酵 根据微生物生长特性区分： 分批发酵和连续发酵 2、发酵的流程 空气 空气净化处理 保藏菌种 斜面活化 扩大培养 种子罐 主发酵 碳源、氮源、无机盐等营养物质 灭菌 产物分离纯化 成品 3. 工业发酵步骤和工艺流程 (1) 用作培养菌种及扩大生产的发酵罐的培养基的配制 (2) 培养基、发酵罐以及辅助设备的消毒灭菌 (3) 将已培养好的有活性的纯菌株以一定量转接到发 酵罐中 (4) 将接种到发酵罐中的菌株控制在最适条件下生长并形成代谢产物 (5) 将产物抽提并进行精制，以得到合格的产品 (6) 回收或处理发酵过程中产生的废物和废水 菌种筛选 摇瓶试验 发酵罐试验 3.1发酵原料的预处理 原料不同处理方法也有所差异。 1. 淀粉——利用前需变成糊精或葡萄糖 方法：酸水解（高压、耐酸）、酶水解法 2. 糖蜜——加热杀菌和用水冲稀，也可加酸处理后再补充无机盐 3. 碳氢化合物：石油脱蜡——一定馏分的石油经冷却脱蜡而获得的凝固点在-10℃的油，加入适量无机盐进行接种发酵 3.2菌种斜面培养 菌种：已有的优良生产菌种和选育的新菌种 方法：一般都是由保存于冷冻管及砂土管或冰箱中的斜面菌种开始，在正式使用前要先转接到新鲜斜面培养基上活化后，再用于种子扩大培养。 3.3 种子扩大培养 扩大培养的方法可以根据需要采用固体培养或液体培养两级不同方式。 固体种子扩大培养一般采用传统的制曲工艺，一般先用克氏瓶或匣子瓶进行扩大，再转接到曲盘扩大培养。 需氧微生物：将克氏瓶表面培养的菌种接到装有液体培养基的三角瓶中，在摇床上振荡培养。 厌氧微生物：将有菌种的试管斜面或克氏瓶转接到三角瓶液体培养基中静置培养。 3.4 微生物发酵和控制 发酵方式可分为固体发酵和液体发酵两种。 固体发酵：适合于传统发酵工艺及乡镇企业用来生产比较简单的产品。 液体深层发酵：适合于大规模工业化生产。 影响发酵的因素很多，如温度、pH、通风、搅拌、罐压力等等，必须适当地控制影响发酵的各种条件，掌握发酵的动态，并进行杂菌的检查和产物测定，使整个发酵过程顺利进行。 3.5 发酵产物的分离提取 利用菌体：离心沉淀或板框压滤法使菌体与醪液分开，也可以用喷雾干燥法直接做成粉剂。 酒精——发酵醪液蒸馏塔蒸馏； 抗菌素及有机酸——根据产物的不同特性，采用离子交换树脂吸附处理、脱色过滤、减压浓缩等方法提取精制。 获得的产物都要按照有关部门制定的国家标准进行质量检验和性能测定，符合要求后才为合格产品。 八、发酵工业的意义与展望 利用遗传工程等先进技术，人工选育和改良菌种 采用发酵技术进行高等动植物细胞培养 固定化技术广泛应用 开发和采用大型节能高效的发酵装置，自动控制将成为发酵生产控制的主要手段 应用代谢控制技术，发酵生产氨基酸 将生物技术广泛地用于环境工程 国外发酵工业的发展趋势 1，生物转化（或生物合成）技术成为国外著名化学公司争夺的热点，并逐步从医药领域逐渐向化工领域转移 2，生物催化合成已成为化学品合成的支柱之一 3，利用生物技术生产有特殊功能、性能、用途或环境友好的化工新材料，是化学工业发展的一个重要趋势。 4，传统的发酵工业已由基因重组菌种取代或改良。许多传统的发酵工程产品如柠檬酸、青霉素等都已开始采用基因工程手段进行改造，大大地提高了产量。在以基因工程为主导的现代生物技术产品中，医药生物技术产品占75％左右。 国内发酵工业的发展概况 我国传统发酵历史悠久，在《黄帝内经素向》里，已有酿酒的记载。白酒的起源，当在元朝以前，尚待考证。酱油的酿造，当始自周朝。在汉武帝时代开始有了葡萄酒，距今已有两千多年的历史。 数千年来由于科学技术进步缓慢，各种微生物工业也未能充分发展。直到20世纪中期才建立了一系列新的微生物工业。近几年来，由于生物新技术的应用，发酵工业开始进入新的发展时期。 1，白酒 中国的酿酒业，距今已有数千年的历史渊源。白酒是我国特有的、具有悠久历史的传统酒种。 1949年新中国成立时，我国白酒的产量只有10．8万t 。 1996年，我国白酒产量达到历史高峰，总量达到801．30万t。 目前，我国白酒的产量为400余吨。 规模较大的有五粮液、茅台、泸州老窖、剑南春、汾酒、古井。六家公司占据约10％的市场份额，销售收入占整个行业的37.9％。 2，黄酒 黄酒是我国最古老的酒种，早在夏、商、周三代就已经大量生产了，并流传至今，据史料记载已有6000年左右了。 目前年产量为130万吨左右。 3，啤酒 1900年我国最早的啤酒厂于哈尔滨建成