发酵工程复习知识点.docxVIP

原料的定义： ? 从工艺角度来看，凡是能被生物细胞利用并转化成所需的代谢产物或菌体的物料，都可作为发酵工业生产的原料 ? 具体：一般是含有可发酵性糖或可转化为可发酵性糖的物料，还包括前体物质等等 原料选择的原则 满足生产工艺要求： 适合微生物需要、吸收利用、代谢产物生产 对生产中除发酵以外的其他方面，如通气、 搅拌、精制、废弃物的处理等所带来的困难最少 满足管理和经济要求： 原料价格低廉（占成本的比例） ? 原料资源要丰富，容易收集（60-70‘s，石油烷烃生产谷氨酸） ? 因地制宜，就地取材 ? 原料要容易贮藏 满足环保的要求 资源化 减少污染 常用原料种类 ? 薯类：甘薯、马铃薯、木薯、山药等 ? 粮谷类：高粱、玉米、大米、谷子、大麦、小麦 、燕麦、黍和稷等（酒用原料） ? 野生植物：橡子仁、葛根、土茯苓、蕨根、石蒜 、金刚头、香符子等 ? 农产品加工副产物：米糠（饼）、麸皮、高粱糠 、淀粉渣等 ? 糖蜜 ? 非粮食生物质原料：纤维素、木质素、半纤维素等 ? 水果类原料：葡萄、苹果、山楂等 常用原料的化学组成 ? 碳水化学物：主要是单糖和双糖，发酵微 生物的碳源和能源。一些多糖则需转化为单糖或双糖后才被利用 ? 蛋白质：蛋白质经蛋白酶分解后产生的多 肽或氨基酸，是糖化菌和酵母菌生长繁殖的氮源 ? 脂肪：针对不同的发酵产品其作用有较大差别 ? 灰分：主要是P、Mg、K、S、Ca等元素， 是微生物生长和代谢所必需 糖蜜：英文名称： molasses 定义：工业制糖过程中 ，蔗糖结晶后，剩余的不能结晶，但仍含有较多糖的液体残留物。 玉米浆：外文名corn steep liquor，是制玉米淀粉的副产物，原料为玉米糁、水、玉米汁。制造玉米淀粉须将玉米粒先用亚硫酸浸泡，浸泡液浓缩即制成黄褐色的液体，叫玉米浆，含有丰富的可溶性蛋白、生长素和一些前体物质，含大约40%～50%固体物质。味道微咸，是微生物生长很普遍应用的有机氮源，它还能促进青霉素等抗生素的生物合成。 培养基设计的基本原则 1）培养基的组成必需满足细胞的生长 和代谢产物所需的元素，并能提供 生物合成和细胞维持活力所需要的 能量 2）营养成分恰当的配比 3）渗透压（吸收、传质） 4）pH值 5）氧化还原电位（如：专性厌氧菌） 如何进行培养基的设计 （1）理论计算法 碳源和能源+氮源+其他需要→细胞+产物+CO2+H2O+热量 通过计算可以获得生产一定数量的细胞时 所需的营养物的最低数量。 （2）组成微生物的元素包括C、H、O、 N、S、P、Mg和K（见下表），这些元 素都要在方程式中予以平衡 （3）有些微生物无力的合成特定营 养物，如氨基酸、维生素或核苷酸 。一旦测出其中一种是生长因子， 就要在培养基中加入适量的纯净的化合物或含有该物质的混合物。 （4）碳源具有生物合成的底物和能源 的双重作用，在需氧条件下，对碳 源的需要量可以从菌体对底物的产 率系数(Yx/s)推算而得。 发酵培养基的组成成分 ?水 ?碳源 ?氮源 ?无机盐 ?维生素 ?缓冲剂 ?前体和代谢调节剂 ?消沫剂 促进剂： 不促进微生物的生长、只是有助于调节产物的形成 抑制剂： 加入后会抑制某些代谢途径，使另一途径活跃，从而获得人们需要的代谢产物 预处理的必要性 1，发酵工厂在进行生产前，必须先将原料中混杂的杂质除去，保证后续工序生产的正常和顺利进行 2，为保证后续工序生产的正常和顺利进行，还需对原料进行适当加工 3，为保证生产环境的清洁，必须采用适当的输送方式将原料从仓库运送至配料罐或反应器。 预处理的方法（方式） 1，原料除杂 ? 筛选 ? 风选 ? 磁力除铁 2，原料的粉碎 （1）粉碎的目的： ? 增加原料受热面积 ? 粉末状原料加水混合后容易流动输送 ? 对于一些带壳的原料，如高粱、大麦，在粉碎前， 则要求先把皮壳破碎 （3）粉碎方法 ? 干粉碎 粗砰常用的设备是轴向滚筒式粗碎机，也有用锤式粉碎机进行粗碎的例子，常用的细碎设备是锤式粉碎机 ? 湿粉碎 湿法粉碎工艺的优点 ? 彻底消除了粉尘的危害，改善了劳动条件，降低了原料的损耗 ? 提高了原料的粉碎细度 ? 节省了蒸煮时所消耗的蒸气 ? 粉碎机部件（特别是刀片）的磨损减少 ? 设备简单，对厂房要求不高 （1）机械的输送 （2）气流输送 优点 ? 设备简单 ? 占地面积小 ? 费用少 ? 连续化自动化改善了劳动条件 ? 输送能力和距离有较大的变动范围 ? 在气流输送的同时，还可对物料进行加 热、冷却、干燥等操作 原理： ? 气流输送方法，是借助气流的动能，使管道中的物料被悬浮输送。 气流输送的流程 ? 吸引式流程（真空输送） ? 压送式流程（压力输送）