第十七章 酵经济学.ppt

第十一章 发酵经济学 本章为自学内容，要求了解发酵过程中各单元操作的费用及其控制方法。 第一节 概述 发酵经济学主要讲述关于发酵行业的产品开发、投资建厂、生产加工、市场需求、市场经营相关内容，以控制生产成本、增加产品功能和扩大市场需求为重点。 1、能够生产出优秀产品满足市场需求 2、能够有效的控制和降低成本 一、一个好企业应具备的条件 1、以最低的投资设置可靠的发酵罐及其附属设备；而且能应用于一定范围的产品种类的发酵过程； 2、原料的价格尽可能的低，利用效率尽可能的高。即使对一个成熟产品的发酵原料，也应不断地予以研究和调整； 3、所使用的微生物菌株的生产能力是最高的； 4、尽可能少地使用劳动力，在适当的步骤中采用自动化； 5、如果使用分批发酵法，要求在最短周期中，得到最大的产量；并尽量发挥设备的潜力。为达到这个目的，力争采用分批补料发酵或连续发酵； 6、以最简单和快速的过程进行产品的回收和精制； 7、废弃物的排放量应是最少的； 8、热和动力的利用是时分充分的； 9、厂房的占地面积最少，但仍留有可发展的余地。 一、要使发酵最经济，应做到下列九点 三、了解市场需求 市场需要是产品研发和生产的基础，它决定产品能否被市场接受和存在多大的市场规模，直接决定产品的利润空间和产品的前途。 只有少数产物的生产是属于低产值-大体积，如溶剂、有机酸和单细胞蛋白质。大约有100种十分重要的有机化合物是由微生物发酵生产是经济的。例如：乙醇、正丁醇、丙酮、甘油和醋酸。一些化学分子结构复杂，或对热不稳定化合物利用微生物发酵进行生产，其全过程具有经济上的可行性。如采用多步骤化学合成法生产，则其成本是较昂贵的。 发酵产物生产可分为二大类，即低产值-大体积；高产值-小体积。 抗生素、甾体、L型氨基酸、维生素等都属于高产值-小体积的范畴。 四、开发新产品 1、开发符合市场需求的产品； 2、确定开发的技术水平和难度，确保开发成功； 3、确定开发费用，一定要量力而行； 4、产品开发的准备可行性要高； 5、要控制开发进度，缩短开发时间； 6、开发的产品要容易实现工业化生产。 开发新产品要遵循以下几个原则： 第二节 产品成本控制 产品成本涉及内容广泛，在此主要讨论产品的生产成本。 对于产品的生产成本主要包括生产菌种、生产工艺、生产原辅料和产品提取纯化等各步骤的费用。 分离筛选重要的工业微生物，要消耗较长时间和较大的代价，尤其是筛选新抗生素。如Pfizer公司，为了要筛选一个广谱抗生素而花费了1430000英镑，结果只得到土霉素。 因此要充分利用已经发展起来的各种菌种筛选方法，如选择性培养筛选、富集培养分离筛选等，以提高菌种的筛选效率，降低筛选风险。 另外，应该尽量筛选发酵过程中费用低廉的优良菌种。如在单细胞蛋白质的生产研究中，可筛选嗜热放线菌（Thermoactinomyces），因为：（1）它的最适生长温度为55℃，可以节省冷却费用；（2）在蛋白质中，甲硫氨酸含量较高，可以作为饲料蛋白质的添加剂；（3）菌体呈丝状，可以简化从发酵液中获得菌体的过滤技术。 一、选育优良菌种 1、优良菌种的筛选 2、生产菌种的改良 利用诱变和选育以改良菌种，对一个已成熟的发酵工艺过程而言，是提高经济效益的有效途径。如：利用诱变改良菌种，并结合培养基的改进，明显增加了青霉素的产量，它从1940年100U/ml上升到目前的80000U/ml左右。 要注意的是：在诱变和选育工作上的时间和金钱的投资额，需视生成规模而定。例如：有一个发酵过程，其年产量为453600公斤，每公斤产值为23.5便士，如果使产量增加1%时只能增加1070英镑收入，因而不值得投资支持菌种选育计划。如果生成规模扩大十倍，即使也只提高1%产量，增加的产值就是10700英镑，这些收入足以支付菌种的研究费用。如果可提高10%产量，则可使产值增加到107000英镑，这时，经济效益就大大超过菌种选育的费用。 二、培养基成本分析 生产培养基的成本，在总成本中占很大比重，可达38-72%。有机碳源通常是发酵成本中的主要组成。 天然物料的价格会比较底，但受到其他需求的竞争和收获量的影响。选择具体的原料时，宁可选用当地价格低廉者，而不用工艺上“最佳”底物。 培养基的贮存、装卸、管理和混合等费用也应该考虑在内。 为进一步降低成本，可考虑采用工农业废物作为培养基