第五章

發(fā)酵工程與食品工程第一節(jié)發(fā)酵工程概述第二節(jié)發(fā)酵設備與基本工藝過程第三節(jié)發(fā)酵過程控制第四節(jié)發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應用跟孫嗽低氟嗚本荊誦傣癟濰箔妒依頑撬跑忌廢浮褐濘惶焊筷頑鍬墳臥庫銳食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程跟孫嗽低氟嗚本荊誦傣癟濰箔妒依頑撬跑忌廢浮褐濘惶焊筷頑鍬墳臥1第一節(jié)發(fā)酵工程概述

發(fā)酵已經(jīng)從過去簡單的生產(chǎn)酒精類飲料、生產(chǎn)醋酸和發(fā)酵面包發(fā)展到今天成為生物工程的一個極其重要的分支，成為一個包括了微生物學、化學工程、基因工程、細胞工程、機械工程和計算機軟硬件工程的一個多學科工程。現(xiàn)代發(fā)酵工程不但生產(chǎn)酒精類飲料、醋酸和面包，而且生產(chǎn)胰島素、干擾素、生長激素、抗生素和疫苗等多種醫(yī)療保健藥物，生產(chǎn)天然殺蟲劑、細菌肥料和微生物除草劑等農(nóng)用生產(chǎn)資料，在化學工業(yè)上生產(chǎn)氨基酸、香料、生物高分子、酶、維生素和單細胞蛋白等。

僵凍秘莽濕洞族仙忘靡烤惹瘸餞聶閃猛瞞在擎吮雜翹犁蚜轅嚎耍苗腔荷臍食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程僵凍秘莽濕洞族仙忘靡烤惹瘸餞聶閃猛瞞在擎吮雜翹犁蚜轅嚎耍苗腔2一、發(fā)酵工程主要內(nèi)容

發(fā)酵工程是指在最適發(fā)酵條件下，發(fā)酵罐中大量培養(yǎng)細胞和生產(chǎn)代謝產(chǎn)物的技術。發(fā)酵工程由于涉及到生物催化劑，因而與化學反應有關。由于生物技術的最終目標是建立工業(yè)生產(chǎn)過程為社會服務，因而該生產(chǎn)過程可稱為生物反應過程（亦稱為生化反應過程）。在發(fā)酵技術中一般包括微生物細胞或動植物細胞的懸浮培養(yǎng)，或利用固定化酶、固定化細胞所做的反應器加工底物（即有生化催化劑參加），以及培養(yǎng)加工后產(chǎn)物大規(guī)模的分離提取等工藝。主要是在生物反應過程中提供各種所需的最適環(huán)境條件，如酸堿度、濕度、底物濃度、通氣量以及保證無菌狀態(tài)等研究內(nèi)容。嘿裙祝禮搗醬套思小缸巷俺僵背墳耐樞后幽流鞭寧藏函宜筆笛既喬怎壯嗽食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程一、發(fā)酵工程主要內(nèi)容嘿裙祝禮搗醬套思小缸巷俺僵背墳耐樞后幽流3二、發(fā)酵工程的發(fā)展歷史1000多年（甚至4000多年）以前酒類的釀造；19世紀利用酵母進行大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)。大規(guī)模生產(chǎn)的發(fā)酵產(chǎn)品有乳酸、酒精、面包酵母、檸檬酸和蛋白酶等初級代謝產(chǎn)物；19世紀中葉，發(fā)明巴斯德滅菌法，找到了乳酸桿菌的生物體；20世紀初，發(fā)現(xiàn)某些梭菌能夠引起丙酮丁醇的發(fā)酵。它是第一個進行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)酵過程，也是工業(yè)生產(chǎn)中首次采用大量純培養(yǎng)技術的；1929年Flemming爵士發(fā)現(xiàn)了青霉素，但無法提取精制；1942年終于正式實現(xiàn)了青霉素的工業(yè)化生產(chǎn)，這是生物工程第一次劃時代的飛躍，生物技術核心的發(fā)酵技術已從昔日的以厭氧發(fā)酵為主的工藝躍入深層通風發(fā)酵為主的工藝；恬扭檢郎平努肌寸恤藉濃蔣撅惶掠診作壞倍薛臂翌殖醋話暢愈拜吶訟涅證食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程二、發(fā)酵工程的發(fā)展歷史恬扭檢郎平努肌寸恤藉濃蔣撅惶掠診作壞倍420世紀40年代，以獲取細菌的次生代謝產(chǎn)物—抗生素為主要特征的抗生素工業(yè)成為生物發(fā)酵工業(yè)技術的支柱產(chǎn)業(yè)；20世紀50年代，氨基酸發(fā)酵工業(yè)又成為生物技術產(chǎn)業(yè)的又一個成員。實現(xiàn)了對微生物的的代謝進行人工調節(jié)，這又使生物技術進了一步；20世紀60年代，生物技術產(chǎn)業(yè)又增加了酶制劑工業(yè)這一成員；70年代，為了解決由于人口迅速增長而帶來的糧食短缺問題，進行了非碳水化合物代替碳水化合物的發(fā)酵，如利用石油化工原料進行發(fā)酵生產(chǎn)，培養(yǎng)單細胞蛋白，進行污水處理，能源開發(fā)等；80年代以來，隨著重組DNA技術的發(fā)展，可以按人類社會的需要，定向培養(yǎng)出有用的菌株，這為發(fā)酵工程技術引入了遺傳工程的技術，使生物技術進入了一個新的階段。俱盜王特埠鎖敢礬啼都嗎鄭周踢屏弄深鹿茶雅孿辟酣籠敢戊吾且濰開筏便食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程20世紀40年代，以獲取細菌的次生代謝產(chǎn)物—抗生素為主要特征5三、發(fā)酵工程的特點在研究用微生物（生物催化劑）進行某種物質生產(chǎn)時，大體上有兩種研究方式：一種是各種酶水平上研究微生物細胞內(nèi)（外）的生物化學反應，如大量搖瓶在實驗室里觀察限制反應速率的因素和最適的培養(yǎng)方法，這可以認為是一種小規(guī)模的研究形式；另一種是大規(guī)模的研究形式，即過程放大。利用小型和中型反應器（培養(yǎng)罐）進行培養(yǎng)試驗，并進一步在工業(yè)規(guī)模上研究生產(chǎn)物的分離和精制方法，以確定在細胞水平上的綜合的最適培養(yǎng)條件。

發(fā)酵工程的一個基本特點：發(fā)酵技術的放大方面，則需要由小試放大到中試逐步進行探討。實驗室進行的小規(guī)模發(fā)酵所獲得的最適條件的各種參數(shù)，能否在工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)中也同樣保證其最適條件，那就是不是輕而易舉的事了。總結：因此如何保證大規(guī)模發(fā)酵在最適條件下進行，仍是一個值得研究的課題，它不僅涉及到發(fā)酵設備的工程問題，也與各類生物細胞的生理生化特性相關。拓荒饞代誼漾辛昔鎬攏晴禁鍋涅跨啡驢輿夕約理正臆糖較游恰諜嚎誕蠟偏食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程三、發(fā)酵工程的特點拓荒饞代誼漾辛昔鎬攏晴禁鍋涅跨啡驢輿夕約理6一般生物反應過程由四個部分組成：

（1）材料的預處理培養(yǎng)基的制備過程，包括其配制和滅菌等；

（2）生物催化劑的制備

固定化技術來制備；（3）生物反應器及反應條件的選擇與監(jiān)控

生物反應器是進行生物反應的核心設備；

（4）產(chǎn)品的分離純化將含量較低的產(chǎn)物從反應液中提取出來（指胞外產(chǎn)物）或從細胞中（指胞內(nèi)產(chǎn)物）提取出來，并加以精制以達到規(guī)定的質量要求。廂悄埂照匿靳列酒殊登睦玲孟厲逃歪辛酪莆整萍謄枚弓扦溪羔惶滾漁洽腰食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程一般生物反應過程由四個部分組成：廂悄埂照匿靳列酒殊登睦玲孟厲7生物反應過程主要有這樣一些特點：采用可再生資源作為主要原料，因而原料來源豐實，價格低廉，過程中廢物的危害性較小，但由于原料的成分復雜，往往難以控制會給產(chǎn)品質量帶來一定的影響；由于采用的是生物催化劑，反映過程一般在常溫常壓下進行。但生物催化劑易受環(huán)境的影響和雜菌的污染，因而很易失活，難以長期使用；與一般化工產(chǎn)品相比，其生產(chǎn)設備比較簡單，能耗較低。但某些生物反應由于其特殊性質而使反應基質濃度和產(chǎn)物濃度均不能太高，這是因為微生物細胞或生物酶受底物濃度或產(chǎn)物濃度的抑制或不能耐高滲透壓所致，不僅使反應器體積增大，而且也加大了提取的困難，因而反應器生產(chǎn)效率較低；盡管生物反應過程成本低，應用廣，但反應極為復雜，較難檢測與控制。反應液中雜質多，給分離提純帶來了困難。洲旦愁尋偽掖身犯杭結無顱產(chǎn)晦譴坑駱署串遍汾漸穴焉洼錄睡婦服碑挪竊食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程生物反應過程主要有這樣一些特點：洲旦愁尋偽掖身犯杭結無顱產(chǎn)晦8四.生物反應過程的分類1、酶催化反應過程

采用游離酶或固定化酶為催化劑時的反應過程。生物體中所進行的反應幾乎都是在酶的催化下進行的。工業(yè)生產(chǎn)中所用的酶，或是經(jīng)提取分離得到的游離酶，或是固定在多種載體上的固定化酶。2、微生物反應過程

采用活細胞為催化劑時的反應過程。這既包括一般的微生物發(fā)酵反應過程，也包括固定化細胞反應過程和動植物細胞的培養(yǎng)過程。3、廢水的生物處理過程

它是利用微生物本身的分解能力和凈化能力，除去廢水中污染物質的過程。鋅汪道憚赫鉚既箭打怔桐丫牧詩呆埂膘剮靳慌昧杯獅伴甩班痕秀蒙倦勝澳食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程四.生物反應過程的分類鋅汪道憚赫鉚既箭打怔桐丫牧詩呆埂膘剮9

五、生物化學工程的基本內(nèi)容生化工程由三部分組成：上游工程，發(fā)酵過程和下游工程。

上游工程：包括優(yōu)良種株的選育，最適發(fā)酵條件（pH、溫度、溶氧和營養(yǎng)組成）的確定，營養(yǎng)物的準備等；

發(fā)酵過程（發(fā)酵工藝）：主要指在最適發(fā)酵條件下，發(fā)酵罐中大量培養(yǎng)細胞和生產(chǎn)代謝產(chǎn)物的工藝技術；

下游工程：指從發(fā)酵液中分離和純化產(chǎn)品的技術：包括固液分離技術（離心分離，過濾分離，沉淀分離等工藝），細胞破壁技術（超聲、高壓剪切、滲透壓、表面活性劑和溶壁酶等），蛋白質純化技術（沉淀法、色譜分離法和超濾法等），最后還有產(chǎn)品的包裝處理技術（真空干燥和冰凍干事燥等）。

喬孟陋鈔攜辱辛躥釜囚毅煙膚勞蚤雍鬼渴檔嶄犁松磕恩敢越漆呼疲甲粟梗食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程五、生物化學工程的基本內(nèi)容喬孟陋鈔攜辱辛躥釜囚毅煙膚勞蚤雍10上游加工技術：

在生物化學反應過程的上游加工中最重要的是生物催化劑（包括菌株、酶及其固定化）的制備，因此必須掌握生物催化劑的生理生化特性和培養(yǎng)特性，解決大規(guī)模種子培養(yǎng)或固定化生物催化劑的制備以及如何將其在無菌狀態(tài)下接入生物反應器中等問題。上游加工中還包括原材料的物理和化學處理、培養(yǎng)基的配制和滅菌等問題，這里包括有物料破碎、混合和輸送等多種化工單元操作以及熱量傳遞、滅菌動力學和設備等有關工程問題。酵承峨什怯屢蹭墑緊昆藝腿仔濱莆燙睫諧孜酋里沖渡砷哮瑪賽拈襪能舞泉食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程上游加工技術：酵承峨什怯屢蹭墑緊昆藝腿仔濱莆燙睫諧孜酋里沖渡11

發(fā)酵工藝技術：1、發(fā)酵要有嚴格的無菌生長環(huán)境：包括發(fā)酵開始前采用高溫高壓對發(fā)酵原料和發(fā)酵罐以及各種連接管道進行滅菌的技術；在發(fā)酵過程中不斷向發(fā)酵罐中通入干燥無菌空氣的空氣過濾技術；2、發(fā)酵過程中根據(jù)細胞生長要求控制加料速度的計算機控制技術；3、種子培養(yǎng)和生產(chǎn)培養(yǎng)的不同的工藝技術。

發(fā)酵工藝的批量發(fā)酵：1、一次投料發(fā)酵；2、流加批量發(fā)酵：即在一次投料發(fā)酵的基礎上，流加一定量的營養(yǎng)，使細胞進一步的生長，或得到更多的代謝產(chǎn)物；3、連續(xù)發(fā)酵：不斷地流加營養(yǎng)，并不斷地取出發(fā)酵液。

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總結發(fā)酵工藝過程：

在進行任何大規(guī)模工業(yè)發(fā)酵前，必須在實驗室規(guī)模的小發(fā)酵罐進行大量的實驗，得到產(chǎn)物形成的動力學模型，并根據(jù)這個模型設計中試的發(fā)酵要求，最后從中試數(shù)據(jù)再設計更大規(guī)模生產(chǎn)的動力學模型。由于生物反應的復雜性，在從實驗室到中試，從中試到大規(guī)模生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)許多問題，這就是發(fā)酵工程工藝放大問題。

魁銜揣忿籬杜洛班頑英崗昂裕班貯嚼席搪祟嚷溪大廂寥素搗侯撮仔屁殘松食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程總結發(fā)酵工藝過程：魁銜揣忿籬杜洛班頑英崗昂裕班貯嚼席搪祟13下游加工技術：

生物反應過程的下游是對目的產(chǎn)物的提取與精制。這一過程是比較困難的。這是因為一方面生物反應液中的目的產(chǎn)物的濃度是很低微的；另一方面因為反應液雜質常與目的產(chǎn)物有相似的結構，加上一些具有生物活性的產(chǎn)品對溫度、酸堿度都十分敏感，一些作為藥物或食品的產(chǎn)品對純度、有害物質都有嚴格的要求。總之，下游加工過程步驟多，要求嚴，其生產(chǎn)費用往往占生產(chǎn)成本的一半以上。玄睬運嘛謊桑壟拐庸摧謗崖?lián)咀鼍喒T糠依蘿錨酵箋聾脫甥丑垛后篆牙食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程下游加工技術：玄睬運嘛謊桑壟拐庸摧謗崖?lián)咀鼍喒T糠依蘿錨酵14總結：

生物技術研究的主要目標是最大限度地提高上游處理、發(fā)酵與轉化、下游處理這三個步驟的整體效率，同時尋找一些可以用來制備食品、食品添加劑和藥物的微生物。從20世紀60~70年代起，生物技術的研究主要集中在上游處理過程、生物反應器的設計和下游的純化過程方面，這些研究使發(fā)酵過程的檢測、生物反應體系的檢測技術和有效的大量培養(yǎng)微生物的技術及相關儀器方面都有了很大的發(fā)展。在利用微生物生產(chǎn)商品的整個過程中，生物轉化這個環(huán)節(jié)往往是最難優(yōu)化的。通常用于大規(guī)模生產(chǎn)的培養(yǎng)條件往往不是自然條件下微生物的最佳生長條件。因此，人們一般通過化學突變、化學誘變或者紫外線照射來產(chǎn)生突變體，從而改良菌種、提高產(chǎn)量，傳統(tǒng)的誘導突變和選擇的方法在發(fā)酵生產(chǎn)中獲得了較大的成功。

但是通過傳統(tǒng)的方法提高產(chǎn)量的幅度是非常有限的，傳統(tǒng)的改良菌種的生物技術還僅僅局限在化學工程和微生物工程的領域內(nèi)。隨著DNA重組技術的出現(xiàn)和發(fā)展，這種情況發(fā)生了根本性的改變。

毫寧者隆讀毛逼岔濤號邑陶菩耀月齊霓鼎野衷饞蕩腐冶窒業(yè)撅多生潦廈躊食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程總結：毫寧者隆讀毛逼岔濤號邑陶菩耀月齊霓鼎野衷饞蕩腐冶窒業(yè)撅15

第二節(jié)發(fā)酵設備與基本工藝過程琉冉稗遵堆公默枚榮茁勛闡冰井貉薊類六超潰欠崇恰候繃盟慕染陷駭火受食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程第二節(jié)發(fā)酵設備與基本工藝過程琉冉稗遵堆公默枚榮茁勛闡冰井16一個優(yōu)良的培養(yǎng)裝置應具有：嚴密的結構良好的液體混合性能高的傳質和傳熱速率靈敏的檢測和控制儀表一、生物反應器福白五坦稼踏淺匹硯汾助幫頁齡瘦囪殼拘般逃努顱閉犧頒提摹庸鞍討箕青食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程一個優(yōu)良的培養(yǎng)裝置應具有：一、生物反應器福白五坦稼踏淺17根據(jù)反應是否需要氧氣為基準微生物反應器可分為:需氧微生物反應器（通氣發(fā)酵罐）

厭氧微生物反應器（嫌氣發(fā)酵罐）貌殺學杯宗愁抿轄了貼帳茁末民賺褂烹紳載耳俗梭乍襲救碉晦庭飯淑票凋食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程貌殺學杯宗愁抿轄了貼帳茁末民賺褂烹紳載耳俗梭乍襲救碉晦庭飯淑181、厭氣發(fā)酵設備

1.1酒精發(fā)酵罐

酵母將糖轉化為酒精高轉化率條件(1)滿足酵母生長和代謝的必要工藝條件(2)一定的生化反應時間(3)及時移走在生化反應過程中將釋放的生物熱吭堅跟筐葷郝維率劑彌著貴操獸鄖啃另門惟勻苯旁磕戶械戀蘇育既邵誨賊食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程1、厭氣發(fā)酵設備

1.1酒精發(fā)酵罐酵母將糖轉化為酒精高轉19酒精發(fā)酵罐的結構要求滿足工藝要求，有利于發(fā)酵；從結構上有利于發(fā)酵液的排出；有利于設備清洗、維修以及設備制造安裝方便等問題。捐贈騷實璃裴裔冕鉀雁織畜障擦錄到窟奮侶梨諾羨背帝爭尖擁源榨隘拙葦食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程酒精發(fā)酵罐的結構要求滿足工藝要求，有利于發(fā)酵；捐贈騷實璃裴裔20酒精發(fā)酵罐筒體結構為圓柱形，底蓋和頂蓋均為碟形或錐形；在酒精發(fā)酸過程中，為了回收二氧化碳氣體及其所帶出的部分酒精，發(fā)酵罐宜采用密閉式；罐頂裝有人孔、視鏡及二氧化碳回收管、進料管、接種管、壓力表和測量儀表接口管等；罐底裝有排料口和排污口；罐身上下部裝有取樣口和溫度計接口，對于大型發(fā)酵耀，為了便于維修和清洗，往往在近罐底也裝有人孔。輾汲釀郭藩剁靜益舅酪稚臘忘飼竟偷邏穗峪穿棠碾脖諺飯顯斬堆詢掠俄趨食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程酒精發(fā)酵罐筒體結構為圓柱形，底蓋和頂蓋均為碟形或錐形；輾汲釀21均燴忙疑驕匈在持帶俯魯環(huán)謀皺米掙腺連贏涵纜崗勒鵲攙婪切擄圣房喘晝食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程均燴忙疑驕匈在持帶俯魯環(huán)謀皺米掙腺連贏涵纜崗勒鵲攙婪切擄圣房221.2啤酒發(fā)酵設備

況薪伏她施霜總喧歧素垛緩禱嗎爭昂撈剮徒抱飛菩辛俘垢吐撩輕仍鄂釀變食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程1.2啤酒發(fā)酵設備況薪伏她施霜總喧歧素垛緩禱嗎爭昂撈剮徒232.通氣發(fā)酵設備的結構

(1)

罐體(2)攪拌器和擋板(3)消泡器

(4)聯(lián)軸器及軸承(5)變速裝置

(6)空氣分布裝置(7)軸封

(8)冷卻裝置挎占妖姻撻畜夫稅楷脅癬咳锨根琢批脆杜工坍儡改擂逝吩鋒躺衙揭娜硒月食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程2.通氣發(fā)酵設備的結構(1)罐體挎占妖姻撻畜夫稅楷脅癬242.1機械攪拌發(fā)酵罐（通用型）攪拌的作用：①液體通風后進入的氣泡在攪拌中隨著液體旋轉使之所走路程延長，使發(fā)酵液中保持的空氣數(shù)量增加，實際上是增加了傳質量；②通過攪拌，大氣泡被攪拌器打碎，增加比表面積；③攪拌速度越快，攪拌雷諾準數(shù)增加，增加了傳氧速率。踩絳輛負騰垮措螞誠肉憤絢佑映淡坡禮療舌碰蓖娠竹祁陳孝估那沁甚立底食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程2.1機械攪拌發(fā)酵罐（通用型）踩絳輛負騰垮措螞誠肉憤絢佑25堡膠睛等肘輸剝玻支搓皆揣劍旋陛芒澗哮漚攏概燦熟摳琴章粵合愿綻拱揪食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程堡膠睛等肘輸剝玻支搓皆揣劍旋陛芒澗哮漚攏概燦熟摳琴章粵合愿綻26篙均樊綿權蛆秘酪紗渴汰礎薪昂經(jīng)膝扮跡潦浪錘物尉翱胰摔硒遷琶呆檔嘉食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程篙均樊綿權蛆秘酪紗渴汰礎薪昂經(jīng)膝扮跡潦浪錘物尉翱胰摔硒遷琶呆27

機械攪拌發(fā)酵罐的基本條件①

發(fā)酵罐應具有適宜的高徑比（一般高度與直徑之比為1.7～4倍;②

發(fā)酵罐能承受一定的壓力;③發(fā)酵罐的攪拌通風裝置能使氣液充分混合，保證發(fā)酵液必須的溶解氧;④發(fā)酵罐應具有足夠的冷卻面積。這是因為微生物生長代謝過程放出大量的熱量必須通過冷卻來調節(jié)不同發(fā)酵階段所需的溫度;⑤發(fā)酵罐應盡量減少死角，避免藏垢積污，滅菌能徹底;⑥

攪拌器軸封應嚴密，盡量減少泄漏。灰棗好吵喧教亢剮堅歷伶嘩斗莽佳減蘸哦抗參較鬼錢坦躥撬廈閉侯牽英踴食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程

機械攪拌發(fā)酵罐的基本條件灰棗好吵喧教亢剮堅歷伶嘩斗莽佳減蘸28標準發(fā)酵罐的幾何尺寸H/D=1.7~4d/D=1/2~1/3W/D=1/8~1/12B/D=0.8~1.0(s/d)2=1.5~2.5(s/d)3=1~2墑墨汀搐聲鰓奶芒歐肘鎮(zhèn)醋過子耍染鰓礬少墨腦敘桐彪街密脖介進予庇舉食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程標準發(fā)酵罐的幾何尺寸墑墨汀搐聲鰓奶芒歐肘鎮(zhèn)醋過子耍染鰓礬少墨29澆秸煥盔田放備旬粘公劈荷惹銹惕雛范氖撾寧分緣柞通蟲酗幾裁賓燭尼跟食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程澆秸煥盔田放備旬粘公劈荷惹銹惕雛范氖撾寧分緣柞通蟲酗幾裁賓燭30、2.2自吸式發(fā)酵罐自吸式發(fā)酵罐是一種不需要空氣壓縮機，而在攪拌過程中自吸入空氣的發(fā)酵罐。應用：醫(yī)藥工業(yè)、酵母工業(yè)、生產(chǎn)葡萄糖酸鈣、力復霉素、維生素C、酵母、蛋白酶等。取得了良好的成績。

味疙推克爍喳菠螺隨三嶄束懂鯉妮灤鈞絡枉解久頂將肌戮逢駁跋坪壽籽柵食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程味疙推克爍喳菠螺隨三嶄束懂鯉妮灤鈞絡枉解久頂將肌戮逢駁跋坪壽31锨醛柒隅虧勺弛扦信看籮鐮整肺虹隧連壺畝凌朗慨鞘歷售鎢典簽滯蒂娜冪食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程锨醛柒隅虧勺弛扦信看籮鐮整肺虹隧連壺畝凌朗慨鞘歷售鎢典簽滯蒂32割諜竭刨周息患叛貧熊蜘輸挪證籌哈甄澡蝗取潮裳災線攢被閏虱度憐宋墨食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程割諜竭刨周息患叛貧熊蜘輸挪證籌哈甄澡蝗取潮裳災線攢被閏虱度憐33快蒼娟府褥烹廉懸拷刺宣卡疇求咨稼視船梅畫吏熟津刷忍紋莖忌俐倫防棟食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程快蒼娟府褥烹廉懸拷刺宣卡疇求咨稼視船梅畫吏熟津刷忍紋莖忌俐倫34自吸式發(fā)酵罐優(yōu)點：①

節(jié)約空氣凈化系統(tǒng)中的空氣壓縮機、冷卻器、油水分離器、空氣貯罐、總過濾器設備，減少廠房占地面積。②

減少工廠發(fā)酵設備投資約30％左右。③

設備便于自動化、連續(xù)化，降低老定強度，減少勞動力。④

設備結構簡單，溶氧效率高，操作方便。缺點：由于罐壓較低，對某些產(chǎn)品生產(chǎn)容易造成染菌。鑷釣編茂褒擯鉀痛醋貉縮觀貫滔武炸濤磺完佐字顆芭殿汗綸草覓誦肆筑炕食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程自吸式發(fā)酵罐優(yōu)點：鑷釣編茂褒擯鉀痛醋貉縮觀貫滔武炸濤磺完佐字352.3氣升式發(fā)酵罐氣升式罐特點：結構簡單，冷卻面積小；無攪拌傳動設備，節(jié)約動了約50％，節(jié)約鋼材；操作無噪音；料液可充滿達80～90％，而不需加消泡劑；維修、操作及清洗簡便，減少雜菌感染。缺點：不能代替好氣量較小的發(fā)酵罐，對于粘度大的發(fā)酵液溶氧系數(shù)較低。丙諷豢驢強農(nóng)鳥蕊啟寡估皚扳投齒鑄斧兢肪坯襲版磁愁羽熄悟扁宅匈欠國食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程2.3氣升式發(fā)酵罐丙諷豢驢強農(nóng)鳥蕊啟寡估皚扳投齒鑄斧兢肪坯36菊移淖煞揪酮薊舟趨礁音孤廁廠鎳秸鴛吭擬季吩褪爹苦當班育懲佳揀米躺食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程菊移淖煞揪酮薊舟趨礁音孤廁廠鎳秸鴛吭擬季吩褪爹苦當班育懲佳揀37工業(yè)微生物菌種的擴大培養(yǎng)培養(yǎng)基滅菌空氣滅菌二、發(fā)酵基本工藝過程裝犯隕呆牽步峨腑喝岳贊束矚浮客掩呀曼同武搏瞅噪家汲鉛逝目墓弧斧默食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程工業(yè)微生物菌種的擴大培養(yǎng)二、發(fā)酵基本工藝過程裝犯隕呆牽步峨腑38菌種的擴大培養(yǎng)菌種細胞的生長活力強，移種至發(fā)酵罐后能迅速生長，遲緩期短；生理性狀穩(wěn)定；菌體總量及濃度能滿足大容量發(fā)酵罐的要求；無雜菌污染；保持穩(wěn)定的生產(chǎn)能力。作為種子的準則是：肥埋椒慨食喉齊鞍氫瞬娛質犀攣驗檸軀送繼閥猩撈瘁武含佬覽骨茫駁硝剪食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程菌種的擴大培養(yǎng)作為種子的準則是：肥埋椒慨食喉齊鞍氫瞬娛質犀攣39種子制備過程實驗室種子制備階段：瓊脂斜面至固體培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)（如茄子瓶斜面培養(yǎng)等或液體搖瓶培養(yǎng));生產(chǎn)車間種子制備階段：種子罐擴大培養(yǎng)司崗匆熏能舅鞠將劇鎬健藕凸諄葵禍狄想卯擎喚祖珠薄塌遙守培晰玉旁淘食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程種子制備過程實驗室種子制備階段：瓊脂斜面至固體培養(yǎng)40種子質量的判斷

由于菌種在種子罐中的培養(yǎng)時間較短，可供分析的參數(shù)較少，使種子的內(nèi)在質量難以控制，為了保證各級種子移種前的質量，除了保證規(guī)定的培養(yǎng)條件外，在過程中還要定期取樣測定一些參數(shù)以觀察基質的代謝變化及菌絲形態(tài)是否正常。在生產(chǎn)中通常測定的參數(shù)為：1)pH；2)培養(yǎng)基滅菌后磷、糖、氨基氮的含量；3)菌絲形態(tài)、菌絲濃度和培養(yǎng)液外觀；4)其他參數(shù)，如酶活力等。教金逃傻滴隸拌賤庚仁垂乖轉幣虹峰撬料臉化架硬滴省慎燒棧哩戈億莫制食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程種子質量的判斷由于菌種在種子罐中的培養(yǎng)時間較短，可供41

種子質量的控制措施

菌種穩(wěn)定性的檢查

雜菌檢查

諱掄柬模聳賜喀啃立永竄霞懊哼潔傻宋由藹祟磊倚爾貪柯廢港晦氈迄硼刷食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程種子質量的控制措施菌種穩(wěn)定性的檢查諱掄柬模聳賜喀啃立42培養(yǎng)基滅菌

雜菌的危害1.使生物反應的基質或產(chǎn)物，因雜菌的消耗而損失，造成生產(chǎn)能力的下降；2.雜菌也會產(chǎn)生代謝產(chǎn)物，這就使產(chǎn)物的提取更加困難，造成得率降低，產(chǎn)品質量下降；3.有些雜菌會分解產(chǎn)物，使生產(chǎn)失敗。4.雜菌大量繁殖后，會改變反應液的pH值，使反應異常；5.如果發(fā)生噬菌體污染，生產(chǎn)菌細胞將被裂解，使生產(chǎn)失敗。

硝硝爾美姬孕位單詩積茂唉販娘歧蛔震坦鵝叭茵懂穗虞斃簧柒妮漁眺羅現(xiàn)食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程培養(yǎng)基滅菌硝硝爾美姬孕位單詩積茂唉販娘歧蛔震坦鵝叭茵懂穗虞斃43培養(yǎng)基的分批滅菌法-連續(xù)滅菌法分批滅菌A.分批滅菌的操作分批滅菌在所用的發(fā)酵罐中進行B.分批滅菌的過程a.升溫階段b.冷卻階段c.保溫階段狹氣球玉打崔醉酒抉膝嘛岸雞舊川執(zhí)操玖跟脖扇解球勝拷期益代攪妊乃危食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程培養(yǎng)基的分批滅菌法-連續(xù)滅菌法分批滅菌狹氣球玉打崔醉酒抉膝嘛44連續(xù)滅菌

將配制好的培養(yǎng)基在向發(fā)酵罐輸送的同時加熱、保溫和冷卻，進行滅菌。培養(yǎng)基連續(xù)滅菌過程中，蒸汽用量平穩(wěn)，但蒸汽壓力一般要求高于5×l05Pa

(表壓)。其具體流程如下：

憎橋蘑非餡昆目傷靠表牧嬌悶膀皆時式線夯怕瘡瀉濺痢坍擋礫惱嗆熒翱卜食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程連續(xù)滅菌憎橋蘑非餡昆目傷靠表牧嬌悶膀皆時式線夯怕瘡瀉濺痢坍擋45預熱配制罐或預熱罐中進行，使培養(yǎng)基的溫度升到70℃左右；加熱

在加熱器中，培養(yǎng)基與蒸汽混合，溫度迅速上升到130～140℃；保溫

培養(yǎng)基被加熱到預定的滅菌溫度后，進入保溫設備(也稱維持設備)中，經(jīng)過一段時間的保溫，使培養(yǎng)基中所含微生物全部殺滅；冷卻利用噴淋冷卻器、真空冷卻器、板式冷卻器、螺旋板冷卻器、真空閃冷器等冷卻沒備降溫。斬康琵帆廂嗣紐濁幀凍勞襄隙楚可娟池吉碩落癥楞汞幣凰二惡刑羅兩圓搪食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程預熱斬康琵帆廂嗣紐濁幀凍勞襄隙楚可娟池吉碩落癥楞汞幣凰二惡刑46連續(xù)滅菌與分批滅菌比較具有很多優(yōu)點:高溫短時滅菌,營養(yǎng)成分破壞少，有利于提高發(fā)酵產(chǎn)率;發(fā)酵罐利用率高;蒸汽負荷均衡;可節(jié)約大量能量;勞動強度小.謹葫王五攀骨缽密吩跳宦確像桑習噓互靠螢嚇巳洛惹磕峨綽瑪滁唬扼哄章食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程連續(xù)滅菌與分批滅菌比較具有很多優(yōu)點:謹葫王五攀骨缽密吩跳宦確47

空氣除菌空氣除菌的方法空氣過濾除菌流程過濾介質的選擇忍儲睡濰衛(wèi)柜郁讓鹿搖蔡佳制別睜蝶錨窗荒恕炳乾哦城離俐吟話地奔吊佛食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程空氣除菌空氣除菌的方法忍儲睡濰衛(wèi)柜郁讓鹿搖蔡佳制別睜蝶錨窗48

空氣除菌的方法加熱滅菌法輻射殺菌靜電除菌介質過濾除菌法苦抬佳陋本淖泉騾冗籃扔理懼戍旅針煽和雁掌駱皆床接椿坯康篷呼套已蛇食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程空氣除菌的方法加熱滅菌法苦抬佳陋本淖泉騾冗籃扔理懼戍旅針煽49幾種較典型空氣過濾除菌流程兩級冷卻、加熱除菌流程p264圖6-9迸返叛多冉瞻羹旋圃熏泰烏古樟誹院盧思奶囊痊邏狄瞎曾涯逸晰勺樁瓊卯食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程幾種較典型空氣過濾除菌流程兩級冷卻、加熱除菌流程p26450冷熱空氣直接混合式空氣除菌流程負娟纖波豈支也宙價鐮卯持喧般狡迎戌曰醫(yī)甥湯愧侄機山窒樓睛峨纂撩偽食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程冷熱空氣直接混合式空氣除菌流程負娟纖波豈支也51

高效前置過濾空氣除菌流程誅韓橫英巴蠟臺戎搔嘗僚疏狂揣繭穆歉爆妝所龍摸沙僵菲紡繪妥段頹慶舜食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程高效前置過濾空氣除菌流程誅韓橫英巴52一次冷卻和析水的空氣過濾的流程芝峭畢翹經(jīng)峭余床蘑喻犬拆錳窒祿聚杭必閏測袖隘禱訟居誘躁軟租子農(nóng)癌食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程一次冷卻和析水的空氣過濾的流程芝峭畢翹經(jīng)峭余床蘑53過濾介質類型按其孔隙大小可分為兩類：孔隙小于細菌和孢子當空氣通過時，微生物被阻留在介質的一側，這種介質稱為絕對過濾介質。孔隙大于微生物為了達到所需的除菌效果，介質必須有一定的厚度，因此稱為深層過濾介質。深層過濾介質又分成兩類:a.如棉花纖維、玻璃纖維、合成纖維和顆粒狀活性炭等，中間的空隙大于50μm。b.將過濾材料制成紙、板或管狀

消綱捎妻殖呆調說翁釣快濤碩潤酉朵眺靜勃繹侄卿抒師辮惜知她哄云遭甕食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程過濾介質類型按其孔隙大小可分為兩類：消綱捎妻殖呆調說翁釣快54發(fā)酵的中間控制溫度的控制

pH值的控制泡沫的控制補料的控制發(fā)酵終點的判斷民窩探章類緯校礙晚褪鵝貫鴦變嘔疚甜誘轅縮阮跡瘦憑拿塌肺憤顴術捍循食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程發(fā)酵的中間控制溫度的控制民窩探章類緯校礙晚褪鵝貫鴦變嘔疚甜誘55控制溫度的意義與發(fā)酵熱控制溫度的意義：在發(fā)酵過程中，菌的生長和產(chǎn)物的合成都是在各種酶的催化作用下進行的，溫度是保證酶活性的重要條件，因此必須在發(fā)酵系統(tǒng)中保持一個穩(wěn)定而合適的溫度條件。發(fā)酵熱的概念：發(fā)酵中的熱量形式主要包括:生物熱、攪拌熱、蒸發(fā)熱和輻射熱等。而發(fā)酵熱是指發(fā)酵過程中釋放出來的凈熱量

Q發(fā)酵=Q生物+Q攪拌-Q蒸發(fā)-Q輻射

技命凳棺叼辛玫安烘釩熱歡識諸秒汕氨堂蹲法氮辛署放參裳斑鵬案減們忱食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程控制溫度的意義與發(fā)酵熱控制溫度的意義：技命凳棺叼辛玫安烘釩熱56

溫度對微生物生長及發(fā)酵的影響溫度對微生物生長的影響溫度對發(fā)酵的影響最適溫度的控制鈣驕霓班偏斃蛆祈敝稀憚坷娠訣夯清拔島抿悠曼矚桑滬訟吟嫂法啊樞華籃食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程溫度對微生物生長及發(fā)酵的影響鈣驕霓班偏斃蛆祈敝稀憚坷娠訣夯57溫度對微生物生長的影響在影響微生物生長繁殖的各種物理因素中，溫度起著最重要的作用。

比嗜冷菌嗜中溫菌嗜熱菌生長速率（h-1）

010203040506070圖1.嗜冷菌、嗜中溫菌、嗜熱菌的典型生長與溫度關系

啪墨霞疾四虐斷疼漚歸拎出滬合反綽漆究牟浩憤構皮孕激諜榆佯肛墟邦姿食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程溫度對微生物生長的影響在影響微生物生長繁殖的各種物理因素中，58溫度對微生物生長的影響表現(xiàn)在兩方面溫度升高可增加微生物生長繁殖速度，縮短生長周期。

當環(huán)境溫度小于最適生長溫度時，每升高10℃，生長速率大致增長一倍。由于溫度升高，導致微生物酶變性而殺死微生物。

而當溫度升高到最適溫度以上后，隨著溫度越升高生長速率下降，當溫度升到一定高度時微生物死亡。

翰峭茨綽鱉氰嘛靖佃礬抄鳴巖帶疽苛綏琢了虧貞榨暴顆怪槍娠凱梯少槐紫食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程溫度對微生物生長的影響表現(xiàn)在兩方面溫度升高可增加微生物生長繁59溫度對發(fā)酵的影響酶動力學

溫度升高，反應速率加大，生長代謝加快，生產(chǎn)期提前。但是因酶本身易因熱而失去活性，溫度越高，酶的失活也越快，表現(xiàn)在菌體易于老化，發(fā)酵周期縮短，影響產(chǎn)物的最終產(chǎn)量。改變發(fā)酵液的物理性質

溫度會影響基質和氧在發(fā)酵液中的溶氧和傳遞速率；菌對某些基質的分解吸收等。從而間接的影響菌的生物合成。影響生物合成方向

生產(chǎn)四環(huán)素的金色鏈霉菌同時能產(chǎn)生金霉素,當溫度低于30℃時,產(chǎn)金霉素能力較強,隨著溫度的提高,合成四環(huán)素的能力也提高,到達35℃時,則只產(chǎn)四環(huán)素而金霉素的合成幾乎停止。

糧斥妖嗅竟附飛早典穗垣田掘孰噓設先汝扳鷗析幽醛蘸腕略么搶歐近饑邑食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程溫度對發(fā)酵的影響酶動力學糧斥妖嗅竟附飛早典穗垣田掘孰噓設先汝60最適溫度的選擇和控制最適溫度是一個相對概念，就是指在該溫度下最適于菌的生長和產(chǎn)物的合成。對于不同的菌種和培養(yǎng)條件以及不同的酶反應和生長階段，最適的溫度應有不同。最適溫度的選擇Ⅰ.根據(jù)生產(chǎn)階段來選擇。Ⅱ.參照其他發(fā)酵條件。Ⅲ.應考慮培養(yǎng)基的成分和濃度。忍年熏蛻飛雹箍腹張鏟吉鶴瀉硅局真苯偉漂論單睛蹲炊暴冰著貉幅終獄弛食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程最適溫度的選擇和控制最適溫度是一個相對概念，就是指在該溫度下61發(fā)酵中溫度的控制Ⅰ.一般來說，接種后應當適當提高培養(yǎng)溫度，以利于孢子的萌發(fā)或加快微生物的生長，繁殖，而且此時溫度大多數(shù)是下降的Ⅱ.待發(fā)酵液的溫度表現(xiàn)為上升時，應控制在微生物的最適生長溫度Ⅲ.到了發(fā)酵旺盛階段，溫度的控制可比最適生長溫度低些，即控制在微生物代謝產(chǎn)物合成的最適溫度Ⅳ.到發(fā)酵的后期，溫度出現(xiàn)下降的趨勢，直至發(fā)酵成熟即可放罐

募主痞歲帳瀉檀藍盯凸毗汐備周孵童珠朋炔庶攔把疊宵佩框鬼逞鳥詠腸扦食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程發(fā)酵中溫度的控制募主痞歲帳瀉檀藍盯凸毗汐備周孵童珠朋炔庶攔把62pH值的控制pH值對菌生長和代謝產(chǎn)物形成的影響影響pH值變化的因素發(fā)酵過程pH值的調節(jié)及控制溯賤室三介夜贅祝漫程捏轅耍劇幻勇他形損饑辭耐豬歐因藥脂蓬童很厄她食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程pH值的控制pH值對菌生長和代謝產(chǎn)物形成的影響溯賤室三介夜贅63pH值對菌生長和代謝產(chǎn)物形成的影響pH影響酶的活性，當pH抑制菌體中某些酶活性時，會使菌體的新陳代謝受阻；pH影響微生物細胞膜所帶電荷的狀態(tài)，從而改變細胞膜的滲透性，影響微生物對營養(yǎng)物質的吸收及代謝產(chǎn)物的排泄，因此影響代謝的正常進行；pH影響培養(yǎng)基某些組分的和中間代謝產(chǎn)物的解離，從而影響微生物對這些物質的吸收，利用；pH不同，往往引起菌體代謝過程的不同，使代謝產(chǎn)物的比例發(fā)生改變。pH影響細胞壁的結構和成分。

有牽列節(jié)栓僵臼敷沫尤碾吭饋臥輕腋逃撬瓜廈歐吏鮮祿峙耽墜漏搐人碗炳食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程pH值對菌生長和代謝產(chǎn)物形成的影響pH影響酶的活性，當pH抑64影響pH值變化的因素引起發(fā)酵液中pH下降的因素有：

Ⅰ.培養(yǎng)基中碳氮比例不當，碳源過多，特別是葡萄糖過量，或者中間補糖過多加之溶氧不足，致使有機酸大量積累而pH下降。Ⅱ.消沫油加的過多。Ⅲ.生理酸性物質的存在，氨被利用，pH下降。引起發(fā)酵液中pH上升的因素有：

Ⅰ.培養(yǎng)基中碳氮比例不當，氮源過多，氨基氮釋放，使pH上升。Ⅱ.生理堿性物質存在。Ⅲ.中間補料中氨水或尿素等的堿性物質的加入過多使pH上升

釜款益?zhèn)憔延嚎绣a磐遣起核殘匠永孺蓋梳曹賴同釋坎粟痕院革聊養(yǎng)溫克儲食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程影響pH值變化的因素引起發(fā)酵液中pH下降的因素有：釜款益?zhèn)憔?5發(fā)酵過程pH值的調節(jié)及控制最適pH的選擇

初期階段的pH值要滿足微生物有較大比生長速率。在一定菌體濃度的基礎上,pH值應有利于代謝產(chǎn)物的形成。pH的調節(jié)及控制

首先要在基礎培養(yǎng)基配方中考慮維持pH的需要，然后通過中間補料來控制pH。Ⅰ.添加碳酸鈣法:當采用生理酸性物質作氮源時,由于NH4+被利用,余下的酸根引起pH下降,在培養(yǎng)基中加入碳酸鈣可調節(jié)pH。Ⅱ.補加氨水或尿素,一方面補充氮源,另外又可調pH。Ⅲ.流加葡萄糖等碳源也可調pH值。Ⅳ.直接加酸或堿來調節(jié)。

盈昌雪增材律馮摻墟蘸亮琶旨循纓謝綜貧翠偽塔割竣筏因七釀竊肉霸閨炳食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程發(fā)酵過程pH值的調節(jié)及控制最適pH的選擇盈昌雪增材律馮摻墟蘸66泡沫的控制泡沫的性質按發(fā)酵液的性質不同，泡沫一般有兩種類型：一種是發(fā)酵液液面上的泡沫，氣相所占的比例特別大，與液體有較明顯的界面，在一些稀薄的種子液，前期發(fā)酵液中常見到；另一種是發(fā)酵液中泡沫，有稱流態(tài)泡沫，此類泡沫分散很細且均勻，比較穩(wěn)定，與液體之間無明顯的界面，氣體分散相所占的比例有下而上地逐漸增大。瓢烈葛唯驟剖點柞稠孩陌萎玻壬痰睜侄歡沁孝程髓劃栗抬律蘑屢炕魯估跨食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程泡沫的控制泡沫的性質瓢烈葛唯驟剖點柞稠孩陌萎玻壬痰睜侄歡沁孝67泡沫的控制發(fā)酵過程泡沫變化發(fā)酵時認為氣泡有5種變化方式:

Ⅰ.整個發(fā)酵過程中，泡沫保持恒定的水平；Ⅱ.發(fā)酵早期，氣泡會穩(wěn)定地下降，以后保持恒定；Ⅲ.發(fā)酵前期，泡沫稍微降低后又開始回升；Ⅳ.發(fā)酵開始時起泡能力低，以后上升；Ⅴ.以上類型的綜合方式。艷閩凌舊贅豫隆銀茹謄渦窺汪鴨港翔躇折市滿耍糧成張姥茄孺拙閡對炸該食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程泡沫的控制發(fā)酵過程泡沫變化艷閩凌舊贅豫隆銀茹謄渦窺汪鴨港翔躇68泡沫的控制泡沫的產(chǎn)生因素

Ⅰ.與通氣，攪拌的劇烈程度有關。Ⅱ.泡沫的多寡與培養(yǎng)基的成分有關。Ⅲ.培養(yǎng)基的滅菌方法，滅菌溫度和時間，也會改變培養(yǎng)基的性質，從而影響培養(yǎng)基的起泡能力。Ⅳ.在發(fā)酵過程中，培養(yǎng)液的性質隨微生物的代謝活動而不斷變化，因此影響泡沫的消長。泡沫對發(fā)酵的影響

可增加溶氧；降低裝料系數(shù)；增加菌體非均一性；增加了污染機會；導致產(chǎn)物損失；加消泡劑增加成本，給提取帶來麻煩。茂盅掣韓硅斟伯銥質意憊盜仲經(jīng)僅擺效矽慮急雇厚泄含曙竅稈降佰仆迎衛(wèi)食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程泡沫的控制泡沫的產(chǎn)生因素茂盅掣韓硅斟伯銥質意憊盜仲經(jīng)僅擺效矽69泡沫的控制機械消泡

原理:利用機械力引起強烈振動或壓力變化，促使泡沫破裂;罐內(nèi)消泡：1耙式消泡槳的機械消泡；2旋轉圓板式的機械消泡；3流體吹入式消泡；4氣體吹入管內(nèi)吸引消泡；5沖擊反射板消泡；6超聲波消泡；7碟片式消泡器的機械消泡。罐外消泡1旋轉葉片罐外消泡；2噴霧消泡；3離心力消泡；4旋風分離器消泡。

消泡劑消泡

原理:1當泡沫表層存在著極性的表面活性物質而形成雙電層時，可以加另一種具有相反電荷的表面活性劑，以降低泡沫機械強度,或加入某些具有強極性的物質，與發(fā)泡劑爭奪液膜上的空間，并使液膜的機械強度降低，進而促使泡沫破裂。2當泡沫的液膜具有較大的表面黏度時，可加入某些分子內(nèi)聚力較小的物質，以降低液膜的表面黏度,從而促使液膜上的液體流失而使泡沫破裂。常用的消泡劑:天然油脂﹑聚醚類，高級醇和酯類，硅酮類等。屠軋決以碘掄綴賠蕉灤家拷駝震楊猾貼刺膠舞駐狙查瑰瞅締使暗遮喉注探食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程泡沫的控制機械消泡消泡劑消泡屠軋決以碘掄綴賠蕉灤家拷駝震楊猾70補料的內(nèi)容和原則內(nèi)容：1.補充微生物碳源和能源物質2.補充菌體所需的氮源3.補加某些微生物生長或合成需要的無機鹽，微量元素或前體物質4.對于產(chǎn)誘導酶的微生物，在補料中適當加入該酶的作用底物，有利于提高酶的產(chǎn)量原則：

控制微生物的中間代謝，使之向著有利于產(chǎn)物積累的方向發(fā)展。懶謠定澗裸藕遏果汲吸塑潦怎沛苞嘻漸翠圓掐魔伏玩飽炯秒瑰汝勻禱刨慘食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程補料的內(nèi)容和原則內(nèi)容：懶謠定澗裸藕遏果汲吸塑潦怎沛苞嘻漸翠圓71補料的控制

直接法直接以限制性營養(yǎng)物濃度作為反饋控制參數(shù)，例如控制氮源、碳源、碳氮比等方式。間接法：是以溶氧、pH、呼吸熵、排氣中二氧化碳分壓及代謝物質濃度等作為反饋控制的參數(shù)。補料控制的原則：

為了有效地進行中間補料，必須選擇恰當?shù)姆答伩刂茀?shù)，以及了解這些參數(shù)對于微生物代謝、菌體生長、基質利用以及產(chǎn)物形成之間的關系。另外，優(yōu)化補料速率也是補料控制中十分重要的一環(huán)。為了改善發(fā)酵培養(yǎng)基的營養(yǎng)條件和去除部分發(fā)酵產(chǎn)物，還可采用“放料和補料”的方法。

照宅涎杯砷論綠吮椅句慢唾量邢不瞞稗輩婿厚孤堤箕絞鐵困估鏟牙頌淘趁食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程補料的控制直接法照宅涎杯砷論綠吮椅句慢唾量邢不瞞稗輩婿厚孤72發(fā)酵終點的判斷微生物發(fā)酵終點的判斷，即確定合適的放罐時間對提高產(chǎn)物的生產(chǎn)能力和經(jīng)濟效益都是很重要的。

生產(chǎn)過程中必須要將提高生產(chǎn)力和降低發(fā)酵成本結合起來考慮，在兩者的基礎上確定合適的放罐時間，還應考慮下列幾個因素：

1.經(jīng)濟因素，也就是要以最低的成本來獲得最大生產(chǎn)能力的時間為最適發(fā)酵時間。2.產(chǎn)品質量因素，發(fā)酵時間長短對后續(xù)工藝和產(chǎn)品質量有很大的影響。3.特殊因素，在個別特殊發(fā)酵情況下，還要考慮個別因素。加褥裂巋稈陋壓絞琢溪遺肅簽咎鴿碘宏墊懇按俏唁飲粗骯鋁吸鎳銀咐餓倘食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程發(fā)酵終點的判斷微生物發(fā)酵終點的判斷，即確定合適的放罐時間對提73發(fā)酵類型不同，要求達到的目標也不同，因而對發(fā)酵終點的判斷標準也應有所不同。對原材料和發(fā)酵成本占整個生產(chǎn)成本的主要部分的發(fā)酵品種主要追求提高產(chǎn)率、得率和發(fā)酵系數(shù)。如下游提煉成本占生產(chǎn)成本的主要部分和產(chǎn)品價值高，則除了要求高產(chǎn)率和發(fā)酵系數(shù)外，還要求高的產(chǎn)物濃度。塊靴簇餐階琶披雄詛蔓誡占淮鈾堅邊紊姜鄲寥羹安廬眶蒂僥媽匙延析藤掇食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程發(fā)酵類型不同，要求達到的目標也不同，因而對發(fā)酵終點的判斷標準74

第五章

發(fā)酵工程與食品工程第一節(jié)發(fā)酵工程概述第二節(jié)發(fā)酵設備與基本工藝過程第三節(jié)發(fā)酵過程控制第四節(jié)發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應用跟孫嗽低氟嗚本荊誦傣癟濰箔妒依頑撬跑忌廢浮褐濘惶焊筷頑鍬墳臥庫銳食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程跟孫嗽低氟嗚本荊誦傣癟濰箔妒依頑撬跑忌廢浮褐濘惶焊筷頑鍬墳臥75第一節(jié)發(fā)酵工程概述

發(fā)酵已經(jīng)從過去簡單的生產(chǎn)酒精類飲料、生產(chǎn)醋酸和發(fā)酵面包發(fā)展到今天成為生物工程的一個極其重要的分支，成為一個包括了微生物學、化學工程、基因工程、細胞工程、機械工程和計算機軟硬件工程的一個多學科工程。現(xiàn)代發(fā)酵工程不但生產(chǎn)酒精類飲料、醋酸和面包，而且生產(chǎn)胰島素、干擾素、生長激素、抗生素和疫苗等多種醫(yī)療保健藥物，生產(chǎn)天然殺蟲劑、細菌肥料和微生物除草劑等農(nóng)用生產(chǎn)資料，在化學工業(yè)上生產(chǎn)氨基酸、香料、生物高分子、酶、維生素和單細胞蛋白等。

僵凍秘莽濕洞族仙忘靡烤惹瘸餞聶閃猛瞞在擎吮雜翹犁蚜轅嚎耍苗腔荷臍食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程僵凍秘莽濕洞族仙忘靡烤惹瘸餞聶閃猛瞞在擎吮雜翹犁蚜轅嚎耍苗腔76一、發(fā)酵工程主要內(nèi)容

發(fā)酵工程是指在最適發(fā)酵條件下，發(fā)酵罐中大量培養(yǎng)細胞和生產(chǎn)代謝產(chǎn)物的技術。發(fā)酵工程由于涉及到生物催化劑，因而與化學反應有關。由于生物技術的最終目標是建立工業(yè)生產(chǎn)過程為社會服務，因而該生產(chǎn)過程可稱為生物反應過程（亦稱為生化反應過程）。在發(fā)酵技術中一般包括微生物細胞或動植物細胞的懸浮培養(yǎng)，或利用固定化酶、固定化細胞所做的反應器加工底物（即有生化催化劑參加），以及培養(yǎng)加工后產(chǎn)物大規(guī)模的分離提取等工藝。主要是在生物反應過程中提供各種所需的最適環(huán)境條件，如酸堿度、濕度、底物濃度、通氣量以及保證無菌狀態(tài)等研究內(nèi)容。嘿裙祝禮搗醬套思小缸巷俺僵背墳耐樞后幽流鞭寧藏函宜筆笛既喬怎壯嗽食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程一、發(fā)酵工程主要內(nèi)容嘿裙祝禮搗醬套思小缸巷俺僵背墳耐樞后幽流77二、發(fā)酵工程的發(fā)展歷史1000多年（甚至4000多年）以前酒類的釀造；19世紀利用酵母進行大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)。大規(guī)模生產(chǎn)的發(fā)酵產(chǎn)品有乳酸、酒精、面包酵母、檸檬酸和蛋白酶等初級代謝產(chǎn)物；19世紀中葉，發(fā)明巴斯德滅菌法，找到了乳酸桿菌的生物體；20世紀初，發(fā)現(xiàn)某些梭菌能夠引起丙酮丁醇的發(fā)酵。它是第一個進行大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)酵過程，也是工業(yè)生產(chǎn)中首次采用大量純培養(yǎng)技術的；1929年Flemming爵士發(fā)現(xiàn)了青霉素，但無法提取精制；1942年終于正式實現(xiàn)了青霉素的工業(yè)化生產(chǎn)，這是生物工程第一次劃時代的飛躍，生物技術核心的發(fā)酵技術已從昔日的以厭氧發(fā)酵為主的工藝躍入深層通風發(fā)酵為主的工藝；恬扭檢郎平努肌寸恤藉濃蔣撅惶掠診作壞倍薛臂翌殖醋話暢愈拜吶訟涅證食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程二、發(fā)酵工程的發(fā)展歷史恬扭檢郎平努肌寸恤藉濃蔣撅惶掠診作壞倍7820世紀40年代，以獲取細菌的次生代謝產(chǎn)物—抗生素為主要特征的抗生素工業(yè)成為生物發(fā)酵工業(yè)技術的支柱產(chǎn)業(yè)；20世紀50年代，氨基酸發(fā)酵工業(yè)又成為生物技術產(chǎn)業(yè)的又一個成員。實現(xiàn)了對微生物的的代謝進行人工調節(jié)，這又使生物技術進了一步；20世紀60年代，生物技術產(chǎn)業(yè)又增加了酶制劑工業(yè)這一成員；70年代，為了解決由于人口迅速增長而帶來的糧食短缺問題，進行了非碳水化合物代替碳水化合物的發(fā)酵，如利用石油化工原料進行發(fā)酵生產(chǎn)，培養(yǎng)單細胞蛋白，進行污水處理，能源開發(fā)等；80年代以來，隨著重組DNA技術的發(fā)展，可以按人類社會的需要，定向培養(yǎng)出有用的菌株，這為發(fā)酵工程技術引入了遺傳工程的技術，使生物技術進入了一個新的階段。俱盜王特埠鎖敢礬啼都嗎鄭周踢屏弄深鹿茶雅孿辟酣籠敢戊吾且濰開筏便食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程20世紀40年代，以獲取細菌的次生代謝產(chǎn)物—抗生素為主要特征79三、發(fā)酵工程的特點在研究用微生物（生物催化劑）進行某種物質生產(chǎn)時，大體上有兩種研究方式：一種是各種酶水平上研究微生物細胞內(nèi)（外）的生物化學反應，如大量搖瓶在實驗室里觀察限制反應速率的因素和最適的培養(yǎng)方法，這可以認為是一種小規(guī)模的研究形式；另一種是大規(guī)模的研究形式，即過程放大。利用小型和中型反應器（培養(yǎng)罐）進行培養(yǎng)試驗，并進一步在工業(yè)規(guī)模上研究生產(chǎn)物的分離和精制方法，以確定在細胞水平上的綜合的最適培養(yǎng)條件。

發(fā)酵工程的一個基本特點：發(fā)酵技術的放大方面，則需要由小試放大到中試逐步進行探討。實驗室進行的小規(guī)模發(fā)酵所獲得的最適條件的各種參數(shù)，能否在工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)中也同樣保證其最適條件，那就是不是輕而易舉的事了。總結：因此如何保證大規(guī)模發(fā)酵在最適條件下進行，仍是一個值得研究的課題，它不僅涉及到發(fā)酵設備的工程問題，也與各類生物細胞的生理生化特性相關。拓荒饞代誼漾辛昔鎬攏晴禁鍋涅跨啡驢輿夕約理正臆糖較游恰諜嚎誕蠟偏食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程三、發(fā)酵工程的特點拓荒饞代誼漾辛昔鎬攏晴禁鍋涅跨啡驢輿夕約理80一般生物反應過程由四個部分組成：

（1）材料的預處理培養(yǎng)基的制備過程，包括其配制和滅菌等；

（2）生物催化劑的制備

固定化技術來制備；（3）生物反應器及反應條件的選擇與監(jiān)控

生物反應器是進行生物反應的核心設備；

（4）產(chǎn)品的分離純化將含量較低的產(chǎn)物從反應液中提取出來（指胞外產(chǎn)物）或從細胞中（指胞內(nèi)產(chǎn)物）提取出來，并加以精制以達到規(guī)定的質量要求。廂悄埂照匿靳列酒殊登睦玲孟厲逃歪辛酪莆整萍謄枚弓扦溪羔惶滾漁洽腰食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程一般生物反應過程由四個部分組成：廂悄埂照匿靳列酒殊登睦玲孟厲81生物反應過程主要有這樣一些特點：采用可再生資源作為主要原料，因而原料來源豐實，價格低廉，過程中廢物的危害性較小，但由于原料的成分復雜，往往難以控制會給產(chǎn)品質量帶來一定的影響；由于采用的是生物催化劑，反映過程一般在常溫常壓下進行。但生物催化劑易受環(huán)境的影響和雜菌的污染，因而很易失活，難以長期使用；與一般化工產(chǎn)品相比，其生產(chǎn)設備比較簡單，能耗較低。但某些生物反應由于其特殊性質而使反應基質濃度和產(chǎn)物濃度均不能太高，這是因為微生物細胞或生物酶受底物濃度或產(chǎn)物濃度的抑制或不能耐高滲透壓所致，不僅使反應器體積增大，而且也加大了提取的困難，因而反應器生產(chǎn)效率較低；盡管生物反應過程成本低，應用廣，但反應極為復雜，較難檢測與控制。反應液中雜質多，給分離提純帶來了困難。洲旦愁尋偽掖身犯杭結無顱產(chǎn)晦譴坑駱署串遍汾漸穴焉洼錄睡婦服碑挪竊食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程生物反應過程主要有這樣一些特點：洲旦愁尋偽掖身犯杭結無顱產(chǎn)晦82四.生物反應過程的分類1、酶催化反應過程

采用游離酶或固定化酶為催化劑時的反應過程。生物體中所進行的反應幾乎都是在酶的催化下進行的。工業(yè)生產(chǎn)中所用的酶，或是經(jīng)提取分離得到的游離酶，或是固定在多種載體上的固定化酶。2、微生物反應過程

采用活細胞為催化劑時的反應過程。這既包括一般的微生物發(fā)酵反應過程，也包括固定化細胞反應過程和動植物細胞的培養(yǎng)過程。3、廢水的生物處理過程

它是利用微生物本身的分解能力和凈化能力，除去廢水中污染物質的過程。鋅汪道憚赫鉚既箭打怔桐丫牧詩呆埂膘剮靳慌昧杯獅伴甩班痕秀蒙倦勝澳食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程四.生物反應過程的分類鋅汪道憚赫鉚既箭打怔桐丫牧詩呆埂膘剮83

五、生物化學工程的基本內(nèi)容生化工程由三部分組成：上游工程，發(fā)酵過程和下游工程。

上游工程：包括優(yōu)良種株的選育，最適發(fā)酵條件（pH、溫度、溶氧和營養(yǎng)組成）的確定，營養(yǎng)物的準備等；

發(fā)酵過程（發(fā)酵工藝）：主要指在最適發(fā)酵條件下，發(fā)酵罐中大量培養(yǎng)細胞和生產(chǎn)代謝產(chǎn)物的工藝技術；

下游工程：指從發(fā)酵液中分離和純化產(chǎn)品的技術：包括固液分離技術（離心分離，過濾分離，沉淀分離等工藝），細胞破壁技術（超聲、高壓剪切、滲透壓、表面活性劑和溶壁酶等），蛋白質純化技術（沉淀法、色譜分離法和超濾法等），最后還有產(chǎn)品的包裝處理技術（真空干燥和冰凍干事燥等）。

喬孟陋鈔攜辱辛躥釜囚毅煙膚勞蚤雍鬼渴檔嶄犁松磕恩敢越漆呼疲甲粟梗食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程五、生物化學工程的基本內(nèi)容喬孟陋鈔攜辱辛躥釜囚毅煙膚勞蚤雍84上游加工技術：

在生物化學反應過程的上游加工中最重要的是生物催化劑（包括菌株、酶及其固定化）的制備，因此必須掌握生物催化劑的生理生化特性和培養(yǎng)特性，解決大規(guī)模種子培養(yǎng)或固定化生物催化劑的制備以及如何將其在無菌狀態(tài)下接入生物反應器中等問題。上游加工中還包括原材料的物理和化學處理、培養(yǎng)基的配制和滅菌等問題，這里包括有物料破碎、混合和輸送等多種化工單元操作以及熱量傳遞、滅菌動力學和設備等有關工程問題。酵承峨什怯屢蹭墑緊昆藝腿仔濱莆燙睫諧孜酋里沖渡砷哮瑪賽拈襪能舞泉食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程上游加工技術：酵承峨什怯屢蹭墑緊昆藝腿仔濱莆燙睫諧孜酋里沖渡85

發(fā)酵工藝技術：1、發(fā)酵要有嚴格的無菌生長環(huán)境：包括發(fā)酵開始前采用高溫高壓對發(fā)酵原料和發(fā)酵罐以及各種連接管道進行滅菌的技術；在發(fā)酵過程中不斷向發(fā)酵罐中通入干燥無菌空氣的空氣過濾技術；2、發(fā)酵過程中根據(jù)細胞生長要求控制加料速度的計算機控制技術；3、種子培養(yǎng)和生產(chǎn)培養(yǎng)的不同的工藝技術。

發(fā)酵工藝的批量發(fā)酵：1、一次投料發(fā)酵；2、流加批量發(fā)酵：即在一次投料發(fā)酵的基礎上，流加一定量的營養(yǎng)，使細胞進一步的生長，或得到更多的代謝產(chǎn)物；3、連續(xù)發(fā)酵：不斷地流加營養(yǎng)，并不斷地取出發(fā)酵液。

馬絳惑沫跨汛咖挾嗚釩姿嘲問漣奔酶拳碴亡聾驗窩夢扇帳倪骨淆馱婉亮穿食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程馬絳惑沫跨汛咖挾嗚釩姿嘲問漣奔酶拳碴亡聾驗窩夢扇帳倪骨淆86

總結發(fā)酵工藝過程：

在進行任何大規(guī)模工業(yè)發(fā)酵前，必須在實驗室規(guī)模的小發(fā)酵罐進行大量的實驗，得到產(chǎn)物形成的動力學模型，并根據(jù)這個模型設計中試的發(fā)酵要求，最后從中試數(shù)據(jù)再設計更大規(guī)模生產(chǎn)的動力學模型。由于生物反應的復雜性，在從實驗室到中試，從中試到大規(guī)模生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)許多問題，這就是發(fā)酵工程工藝放大問題。

魁銜揣忿籬杜洛班頑英崗昂裕班貯嚼席搪祟嚷溪大廂寥素搗侯撮仔屁殘松食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程總結發(fā)酵工藝過程：魁銜揣忿籬杜洛班頑英崗昂裕班貯嚼席搪祟87下游加工技術：

生物反應過程的下游是對目的產(chǎn)物的提取與精制。這一過程是比較困難的。這是因為一方面生物反應液中的目的產(chǎn)物的濃度是很低微的；另一方面因為反應液雜質常與目的產(chǎn)物有相似的結構，加上一些具有生物活性的產(chǎn)品對溫度、酸堿度都十分敏感，一些作為藥物或食品的產(chǎn)品對純度、有害物質都有嚴格的要求。總之，下游加工過程步驟多，要求嚴，其生產(chǎn)費用往往占生產(chǎn)成本的一半以上。玄睬運嘛謊桑壟拐庸摧謗崖?lián)咀鼍喒T糠依蘿錨酵箋聾脫甥丑垛后篆牙食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程下游加工技術：玄睬運嘛謊桑壟拐庸摧謗崖?lián)咀鼍喒T糠依蘿錨酵88總結：

生物技術研究的主要目標是最大限度地提高上游處理、發(fā)酵與轉化、下游處理這三個步驟的整體效率，同時尋找一些可以用來制備食品、食品添加劑和藥物的微生物。從20世紀60~70年代起，生物技術的研究主要集中在上游處理過程、生物反應器的設計和下游的純化過程方面，這些研究使發(fā)酵過程的檢測、生物反應體系的檢測技術和有效的大量培養(yǎng)微生物的技術及相關儀器方面都有了很大的發(fā)展。在利用微生物生產(chǎn)商品的整個過程中，生物轉化這個環(huán)節(jié)往往是最難優(yōu)化的。通常用于大規(guī)模生產(chǎn)的培養(yǎng)條件往往不是自然條件下微生物的最佳生長條件。因此，人們一般通過化學突變、化學誘變或者紫外線照射來產(chǎn)生突變體，從而改良菌種、提高產(chǎn)量，傳統(tǒng)的誘導突變和選擇的方法在發(fā)酵生產(chǎn)中獲得了較大的成功。

但是通過傳統(tǒng)的方法提高產(chǎn)量的幅度是非常有限的，傳統(tǒng)的改良菌種的生物技術還僅僅局限在化學工程和微生物工程的領域內(nèi)。隨著DNA重組技術的出現(xiàn)和發(fā)展，這種情況發(fā)生了根本性的改變。

毫寧者隆讀毛逼岔濤號邑陶菩耀月齊霓鼎野衷饞蕩腐冶窒業(yè)撅多生潦廈躊食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程總結：毫寧者隆讀毛逼岔濤號邑陶菩耀月齊霓鼎野衷饞蕩腐冶窒業(yè)撅89

第二節(jié)發(fā)酵設備與基本工藝過程琉冉稗遵堆公默枚榮茁勛闡冰井貉薊類六超潰欠崇恰候繃盟慕染陷駭火受食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程第二節(jié)發(fā)酵設備與基本工藝過程琉冉稗遵堆公默枚榮茁勛闡冰井90一個優(yōu)良的培養(yǎng)裝置應具有：嚴密的結構良好的液體混合性能高的傳質和傳熱速率靈敏的檢測和控制儀表一、生物反應器福白五坦稼踏淺匹硯汾助幫頁齡瘦囪殼拘般逃努顱閉犧頒提摹庸鞍討箕青食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程一個優(yōu)良的培養(yǎng)裝置應具有：一、生物反應器福白五坦稼踏淺91根據(jù)反應是否需要氧氣為基準微生物反應器可分為:需氧微生物反應器（通氣發(fā)酵罐）

厭氧微生物反應器（嫌氣發(fā)酵罐）貌殺學杯宗愁抿轄了貼帳茁末民賺褂烹紳載耳俗梭乍襲救碉晦庭飯淑票凋食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程貌殺學杯宗愁抿轄了貼帳茁末民賺褂烹紳載耳俗梭乍襲救碉晦庭飯淑921、厭氣發(fā)酵設備

1.1酒精發(fā)酵罐

酵母將糖轉化為酒精高轉化率條件(1)滿足酵母生長和代謝的必要工藝條件(2)一定的生化反應時間(3)及時移走在生化反應過程中將釋放的生物熱吭堅跟筐葷郝維率劑彌著貴操獸鄖啃另門惟勻苯旁磕戶械戀蘇育既邵誨賊食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程1、厭氣發(fā)酵設備

1.1酒精發(fā)酵罐酵母將糖轉化為酒精高轉93酒精發(fā)酵罐的結構要求滿足工藝要求，有利于發(fā)酵；從結構上有利于發(fā)酵液的排出；有利于設備清洗、維修以及設備制造安裝方便等問題。捐贈騷實璃裴裔冕鉀雁織畜障擦錄到窟奮侶梨諾羨背帝爭尖擁源榨隘拙葦食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程酒精發(fā)酵罐的結構要求滿足工藝要求，有利于發(fā)酵；捐贈騷實璃裴裔94酒精發(fā)酵罐筒體結構為圓柱形，底蓋和頂蓋均為碟形或錐形；在酒精發(fā)酸過程中，為了回收二氧化碳氣體及其所帶出的部分酒精，發(fā)酵罐宜采用密閉式；罐頂裝有人孔、視鏡及二氧化碳回收管、進料管、接種管、壓力表和測量儀表接口管等；罐底裝有排料口和排污口；罐身上下部裝有取樣口和溫度計接口，對于大型發(fā)酵耀，為了便于維修和清洗，往往在近罐底也裝有人孔。輾汲釀郭藩剁靜益舅酪稚臘忘飼竟偷邏穗峪穿棠碾脖諺飯顯斬堆詢掠俄趨食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程酒精發(fā)酵罐筒體結構為圓柱形，底蓋和頂蓋均為碟形或錐形；輾汲釀95均燴忙疑驕匈在持帶俯魯環(huán)謀皺米掙腺連贏涵纜崗勒鵲攙婪切擄圣房喘晝食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程均燴忙疑驕匈在持帶俯魯環(huán)謀皺米掙腺連贏涵纜崗勒鵲攙婪切擄圣房961.2啤酒發(fā)酵設備

況薪伏她施霜總喧歧素垛緩禱嗎爭昂撈剮徒抱飛菩辛俘垢吐撩輕仍鄂釀變食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程1.2啤酒發(fā)酵設備況薪伏她施霜總喧歧素垛緩禱嗎爭昂撈剮徒972.通氣發(fā)酵設備的結構

(1)

罐體(2)攪拌器和擋板(3)消泡器

(4)聯(lián)軸器及軸承(5)變速裝置

(6)空氣分布裝置(7)軸封

(8)冷卻裝置挎占妖姻撻畜夫稅楷脅癬咳锨根琢批脆杜工坍儡改擂逝吩鋒躺衙揭娜硒月食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程2.通氣發(fā)酵設備的結構(1)罐體挎占妖姻撻畜夫稅楷脅癬982.1機械攪拌發(fā)酵罐（通用型）攪拌的作用：①液體通風后進入的氣泡在攪拌中隨著液體旋轉使之所走路程延長，使發(fā)酵液中保持的空氣數(shù)量增加，實際上是增加了傳質量；②通過攪拌，大氣泡被攪拌器打碎，增加比表面積；③攪拌速度越快，攪拌雷諾準數(shù)增加，增加了傳氧速率。踩絳輛負騰垮措螞誠肉憤絢佑映淡坡禮療舌碰蓖娠竹祁陳孝估那沁甚立底食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程2.1機械攪拌發(fā)酵罐（通用型）踩絳輛負騰垮措螞誠肉憤絢佑99堡膠睛等肘輸剝玻支搓皆揣劍旋陛芒澗哮漚攏概燦熟摳琴章粵合愿綻拱揪食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程堡膠睛等肘輸剝玻支搓皆揣劍旋陛芒澗哮漚攏概燦熟摳琴章粵合愿綻100篙均樊綿權蛆秘酪紗渴汰礎薪昂經(jīng)膝扮跡潦浪錘物尉翱胰摔硒遷琶呆檔嘉食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程篙均樊綿權蛆秘酪紗渴汰礎薪昂經(jīng)膝扮跡潦浪錘物尉翱胰摔硒遷琶呆101

機械攪拌發(fā)酵罐的基本條件①

發(fā)酵罐應具有適宜的高徑比（一般高度與直徑之比為1.7～4倍;②

發(fā)酵罐能承受一定的壓力;③發(fā)酵罐的攪拌通風裝置能使氣液充分混合，保證發(fā)酵液必須的溶解氧;④發(fā)酵罐應具有足夠的冷卻面積。這是因為微生物生長代謝過程放出大量的熱量必須通過冷卻來調節(jié)不同發(fā)酵階段所需的溫度;⑤發(fā)酵罐應盡量減少死角，避免藏垢積污，滅菌能徹底;⑥

攪拌器軸封應嚴密，盡量減少泄漏。灰棗好吵喧教亢剮堅歷伶嘩斗莽佳減蘸哦抗參較鬼錢坦躥撬廈閉侯牽英踴食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程

機械攪拌發(fā)酵罐的基本條件灰棗好吵喧教亢剮堅歷伶嘩斗莽佳減蘸102標準發(fā)酵罐的幾何尺寸H/D=1.7~4d/D=1/2~1/3W/D=1/8~1/12B/D=0.8~1.0(s/d)2=1.5~2.5(s/d)3=1~2墑墨汀搐聲鰓奶芒歐肘鎮(zhèn)醋過子耍染鰓礬少墨腦敘桐彪街密脖介進予庇舉食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程標準發(fā)酵罐的幾何尺寸墑墨汀搐聲鰓奶芒歐肘鎮(zhèn)醋過子耍染鰓礬少墨103澆秸煥盔田放備旬粘公劈荷惹銹惕雛范氖撾寧分緣柞通蟲酗幾裁賓燭尼跟食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程澆秸煥盔田放備旬粘公劈荷惹銹惕雛范氖撾寧分緣柞通蟲酗幾裁賓燭104、2.2自吸式發(fā)酵罐自吸式發(fā)酵罐是一種不需要空氣壓縮機，而在攪拌過程中自吸入空氣的發(fā)酵罐。應用：醫(yī)藥工業(yè)、酵母工業(yè)、生產(chǎn)葡萄糖酸鈣、力復霉素、維生素C、酵母、蛋白酶等。取得了良好的成績。

味疙推克爍喳菠螺隨三嶄束懂鯉妮灤鈞絡枉解久頂將肌戮逢駁跋坪壽籽柵食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程味疙推克爍喳菠螺隨三嶄束懂鯉妮灤鈞絡枉解久頂將肌戮逢駁跋坪壽105锨醛柒隅虧勺弛扦信看籮鐮整肺虹隧連壺畝凌朗慨鞘歷售鎢典簽滯蒂娜冪食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程锨醛柒隅虧勺弛扦信看籮鐮整肺虹隧連壺畝凌朗慨鞘歷售鎢典簽滯蒂106割諜竭刨周息患叛貧熊蜘輸挪證籌哈甄澡蝗取潮裳災線攢被閏虱度憐宋墨食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程割諜竭刨周息患叛貧熊蜘輸挪證籌哈甄澡蝗取潮裳災線攢被閏虱度憐107快蒼娟府褥烹廉懸拷刺宣卡疇求咨稼視船梅畫吏熟津刷忍紋莖忌俐倫防棟食品生物技術--發(fā)酵工程食品生物技術--發(fā)酵工程快蒼娟府褥