发酵工程余龙江版第14章发酵经济学共37页.ppt

本章内容 ? 前言 ? 优良菌株选育 ? 培养基成本分析 ? 无菌空气与通气搅拌 ? 动力费（加热、冷却） ? 培养方式 ? 后处理成本 ? 发酵规模 ? 市场经济信息分析及管理技术 菌株 发酵工程原理 反应过程（代谢、工艺过程及控制） 后处理 发酵经济学 发酵产品及发酵工厂设计（具体工艺、设备、效益分析） 在开发一个新的发酵产品时，应从以下几个方面考虑 ? 菌种：应选用高产稳定、适应性强的优良生产菌株 ； ? 原料：来源广泛（易采购、价廉） , 利用率高；有替代品 ; ? 发酵过程：易于控制，可实现自动控制系统，以控制产品 质量 ? 培养方式 : 尽量提高设备的利用率和劳动生产率，如果采用 的是分批培养方式，则要尽量缩短生长周期，或采用补料 分批提高发酵产量。 在开发一个新的发酵产品时，应从以下几个方面考虑 ( 续 ) ? 动力费用：充分利用动力和热量，最大限度降低单位能 耗 ? 后处理：产物回收和纯化过程要简便、快速； ? 投资额要求：对发酵及辅助设备的投资额要尽可能低， 且要求设备对不同的发酵产品有一定的通用能力； ? 厂房规划及设计：建筑利用率高，要考虑发展余地； ? 清洁（洁净）生产 : 排放物的数量和浓度应小，这样 可减少物料的损失，降低废水处理的开支。 发酵产品成本的主要组成 ? 原材料 ? 公用设施（动力费、污水处理费）； ? 工资及管理费； ? 固定资产折旧费； ? 销售费用； ? 其它费用。 总成本费用 = 生产成本 + 销售费用 + 管理费用 + 财务费用 + 销售税金及附加 盈亏平衡点 产量 费用 ( 价值 ) 固定成本 可变成本 总成本 销售收入 提高筛选效率很重要 ? 分离一支有价值的菌株并不容易，通 常要花费较长的时间和代价，甚至花 费了大量的精力仍一无所获。 除了注意高产外，还应考虑提高发 酵过程经济效益的其他性能因素 ? 耐热性：在筛选菌体蛋白生产株时，国外曾选定了耐热放 线菌，这是由于： ? 此菌可在５５℃生长，所以可节约冷却水； ? 该菌体蛋白富含甲硫氨酸，可用作强化蛋白添加剂； ? 该菌菌体系由菌丝构成，简单的过滤技术即可获得产品。 ? ICI 公司选定生产 scp 的菌株时，考虑了几个经济技术指标 ： ? 有较高的甲醇同化效率（利用石油发酵）。 ? 增长速率快。 ? 连续培养中遗传性能稳定。 ? 菌体蛋白营养价值高，且不存在毒性和病原性。 ICI 公司 --- 英国卜内门化学工业有限公司 ? Aumstrup(1977) 在筛选产酶菌株时，确定了下列目标 ： ? 产酶单位高； ? 遗传性能稳定； ? 不产或少产杂酶； ? 能充分利用培养基。 生产菌株的改良 ? 改良成本与改良后效益相比很小 ? 只要突变株的青霉素生产单位数提高 10% , 那么对一 个年产 450 吨的青霉素工厂来说，其一年内增加的产 值可超过选育费用的三倍。 ? 糖化酶生产株 UVB-11-1-3 形态回复突变株具有发酵 单位高、发酵周期短、通风量小、培养温度允许较 高、酶系较纯、成本较低等优点，吨酒精的耗糖化 酶成本可比使用 UV-11 固体曲时降低 50% 左右。 ? 代谢工程育种 碳源 ? 价格影响因素 ? 种植面积和收获情况 ? 市场需求量 ? 贮存问题 ? 需建大容量仓库； ? 占用大量流动资金，影响资金周转； ? 变质的危害。 ? 降低培养基成本的主要方法 ? 筛选发酵单位数较高的培养基配方； ? 选用价格较低的 C 、 N 源组分 。 发酵培养基成本分析 碳源（续） ? 在确定培养基配方时，不仅要比较它们的单耗成本， 而且还要考虑通风量与搅拌功率。 ? 工业废料的利用 ? 优点：以此作为廉价 C 源，主要意义在其社会效益 显著，保护了环境 。 ? 缺点：经济效益不如传统原料高。 矿物质（无机盐） ? 原材料中矿物质所占比重一般较小，其中价高的 为磷酸盐，且要求是食用级的而不是肥料级的。 ? 培养基用的钾、镁、锌、铁盐，应采用它们的硫 酸盐而不是氯化物 。 无菌空气成本分析 ? 加热直接灭菌空气：耗能太大，不适合工业应用。 ? 利用压缩热进行空气的热灭菌，其最经济的无菌空气 生产规模为 50~150m 3 /min 。 ? 单级压缩后再经空气过滤器的最经济的生产规模为 140~570 m 3 /min 。 ? 空气过滤器的总操作费： （ 1 ）大小与动力费的关系 （ 2 ）除菌效率上考虑 （ 3 ）过滤介质的选择 通风搅拌成本分析 ? 通风费与搅拌费相互关联，最佳的通风比和搅拌转速， 应在工艺允许的范围内，以两者合计的动力费和设备 维修费为最低来确定。 ? 在分批培养的不同时期，需氧量有所不同，最适通风 比与搅拌转速亦会改变，应根据工艺要求设计，使整 个运转费最低。 动力费（加热、冷却）的成本分析