第一章-发酵工程绪论.ppt

第一章 发酵工程概述 Contents Diagram Cycle Diagram Cycle Diagram 第一节 发酵工程的概念 Diagram 发酵工程技术的特点 发酵工程主体微生物的特点 发酵工程技术的特点 数十个反应过程能够在发酵设备中一次完成； 反应条件温和，耗能少，设备简单； 原料以农副产品为主，成本低； 容易生产复杂的高分子化合物； 发酵过程需要防止杂菌污染。 发酵工程的产品类型 发酵工程产品类型 发酵工程产品类型 发酵工程产品类型 第二节 发酵工程的发展简史 天然发酵阶段 纯培养技术的建立：巴斯德，科赫等。人为地控制微生物的发酵进程。 通气搅拌发酵技术的建立： 青霉素的生产——深层培养 代谢控制发酵技术：微生物进行甾体化合物的转化，Glu和Lys发酵生产。对微生物具有高度专一性的酶反应作为合成手段的一部分加以利用，进行合理的代谢。 开拓发酵原料时期： 石油发酵，醋酸生产谷氨酸 基因工程阶段： 采用酶学的方法，将不同来源的DNA进行体外重组，再把重组DNA设法转入受体细胞内，并进行繁殖和遗传下去。人们能够根据自己的意愿将微生物以外的基因件导入微生物细胞中，从而达到定向地改变生物性状与功能创新的物种，使发酵工业能够生产出自然界微生物所不能合成的产物。 Diagram 第三节 发酵工程的基本内容 发酵工程中常见发酵罐的类型 机械搅拌通风发酵罐 气升式环流发酵罐 塔式发酵罐 发酵过程的优化 定义 目的 研究内容： （1）微生物细胞生长过程； （2）微生物反应的化学计量； （3）生物反应动力学； （4）生物反应器工程。 发酵工业的放大 一、液体发酵与固体发酵 液体发酵的定义： 实验室常见的液体发酵方式； 工业生产中常见的液体发酵方式。 固体发酵的定义： 实验室常见的固体培养； 生产中常见的固体培养。 二、厌氧发酵与好氧发酵 三、分批发酵与连续发酵 分批发酵的定义：指在一个封闭的培养系统内含有初始限制量的基质的发酵方式。即一次性投料，一次性收获产品的发酵方式。 分批发酵过程中典型的细菌生长曲线 补料分批发酵 补料分批发酵又称流加分批发酵，是指在分批发酵过程中，间歇或连续地补加新鲜培养基的发酵方式。 连续发酵 培养基料液连续输入发酵罐，并同时放出含有产品的相同体积发酵液，使发酵罐内料液量维持恒定，微生物在近似恒定状态下生长的发酵方式。 （生物谷） 中国生物论坛 中国生化工程论坛 发酵人论坛 参考书 俞俊棠等，2003，新编生物工艺学，化学工业出版社； 曹卫军等，2002，微生物工程，科学出版社； 陈洪章，2004，现代固态发酵原理及应用，化学工业出版社； 周德庆，2002，微生物学教程（第二版），高等教育出版社。 小试 中试 大试 工业生产 第四节 发酵工程常见的主要发酵类型 淀粉质原料制酒精连续发酵流程 连续发酵 酒精连续发酵流程 * * 意志、工作、成功，是人生的三大要素。意志将为你打开事业的大门；工作是入室的路径；这条路径的尽头，有个成功来庆贺你努力的结果……只要有坚强的意志，努力的工作，必定有成功的那一天。 ——巴斯德 In the filed of observation , chance favors only prepared minds 发酵工程的概念 1 发酵工程的发展简史 2 发酵工程的基本内容 3 发酵工程常见的主要发酵类型 4 是生物工程的重要组成部分 发酵工程 是生物工程产业化的重要环节 生物反应 器工程 基因工程 细胞工程 发酵工程 酶工程 Biological Engineering 21世纪科学技术的核心 生物反应 器工程 基因工程 细胞工程 酶工程 Fermentation Engineering 生物工程产业化的重要环节 发酵的定义 1 发酵工程的概念及特点 2 发酵工程的产品类型 3 传统概念 发酵是用来描述酵母菌作用于果汁或麦芽汁产生气泡的现象，或者是指酒的生产过程。 在 现代概念 利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体或其代谢产物的过程统称为发酵。 发酵的定义 生物化学中的发酵：微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式。 发酵工程是指利用微生物的特定性状和功能，采用 现代化工程技术生产有用物质或直接应用于工业生产的 技术体系，是将传统发酵与现代的DNA重组、细胞融合、 分子修饰和改造等新技术结合并发展起来的发酵技术。 发酵工程的概念 发酵工程主体微生物的特点 1 发酵工程技术的特点 2 发酵工程反应过程的特点 3 1 2 3 4 种类多、繁殖快、代谢能力强、易变异 酶的种类多， 催化各种生 物化学反应 能利用各种营养源 生产设备简单，不受自然条件限制 酿酒 氨基酸 发酵食品 有机酸 酶制