發(fā)酵工程原理課件

發(fā)酵工程原理與技術(shù)應(yīng)用一、微生物發(fā)酵工程緒論發(fā)酵工程微生物工程：利用微生物的活動來進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)化的理論與工程技術(shù)體系。是將化學(xué)工程有關(guān)理論和單元操作應(yīng)用于微生物的工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)，進(jìn)而發(fā)展起來的具有新的特點(diǎn)的一門學(xué)科。發(fā)酵工程生物學(xué)化學(xué)工程學(xué)發(fā)酵工程緒論2.微生物工程與化學(xué)工程相比，具有明顯的區(qū)別：發(fā)酵工程①發(fā)酵過程是極其復(fù)雜的生物化學(xué)反應(yīng)；②發(fā)酵過程的各種反應(yīng)與微生物活細(xì)胞息息相關(guān)；③對發(fā)酵的控制是通過對微生物代謝的控制來實(shí)現(xiàn)的；緒論3.發(fā)酵醪的流體力學(xué)性質(zhì)和一般典型的溶液有明顯的不同，不服從牛頓力學(xué)規(guī)律，稱為非牛頓流體。發(fā)酵工程4.微生物發(fā)酵工程分為兩大部分：發(fā)酵部分：提純部分：緒論二、微生物工程的發(fā)展史1.自然發(fā)酵時(shí)期；經(jīng)驗(yàn)操作2.純培養(yǎng)技術(shù)的建立3.通氣攪拌的好氣性發(fā)酵工程技術(shù)的建立，抗生素工業(yè)開始，有機(jī)酸、酶制劑、維生素、激素等產(chǎn)品的問世。厭氧發(fā)酵工程技術(shù)逐漸發(fā)展，該期產(chǎn)品如丙酮等。發(fā)酵工程緒論4.人工誘變育種與代謝控制發(fā)酵工業(yè)技術(shù)的建立；上個(gè)世紀(jì)60年代，氨基酸微生物工業(yè)發(fā)酵技術(shù)建立，這是在分子生物學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，這表明遺傳工程技術(shù)在發(fā)酵生產(chǎn)中得到應(yīng)用。人工誘變育種代謝控制發(fā)酵工程技術(shù)的建立，是微生物工程發(fā)展的一個(gè)轉(zhuǎn)折時(shí)期。5.發(fā)酵動力學(xué)、發(fā)酵過程的連續(xù)化、自動化工程技術(shù)的建立；目前，發(fā)酵工程的全部基本參數(shù)：如溫度、pH值等均能自動記錄并能自動控制。發(fā)酵工程緒論三、微生物工業(yè)的特點(diǎn)及范圍微生物工業(yè)（發(fā)酵工業(yè)）：利用微生物具有的化學(xué)活性進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)換，從事各種發(fā)酵產(chǎn)品生產(chǎn)的工業(yè)。發(fā)酵工程緒論1.發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)特點(diǎn)：①一般操作條件比較溫和；②原料以淀粉、糖蜜等為主；③過程反應(yīng)以生命體的自動調(diào)節(jié)方式進(jìn)行；④能合成復(fù)雜的化合物如酶、光學(xué)活性體等；⑤能進(jìn)行一些特殊反應(yīng)，如官能團(tuán)導(dǎo)入；⑥生產(chǎn)產(chǎn)品的生物體本身也是產(chǎn)物；⑦生產(chǎn)過程中，需要防止雜菌污染；⑧通過菌種性能的改變，從而獲得新的反應(yīng)性能或提高生產(chǎn)率；發(fā)酵工程緒論⑼維生素發(fā)酵工業(yè)（維生素B族等）⑽生理活性物質(zhì)發(fā)酵工業(yè)（激素、赤霉素等）⑾微生物菌體蛋白發(fā)酵工業(yè)（酵母、SCP等）⑿微生物環(huán)境凈化工業(yè)（利用微生物處理廢水、污水等）⒀生物能工業(yè)（沼氣、纖維等發(fā)酵生產(chǎn)酒精、乙烯等物質(zhì)）⒁微生物冶金工業(yè)（利用微生物探礦、冶金、石油脫硫等）發(fā)酵工程緒論四、發(fā)酵類型及工藝流程根據(jù)微生物對氧的需求情況：好氧發(fā)酵、厭氧發(fā)酵、兼性厭氧；根據(jù)培養(yǎng)基性狀：液體發(fā)酵、固體發(fā)酵；根據(jù)工藝流程：分批發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵；發(fā)酵工程緒論典型工藝流程：菌種→種子→發(fā)酵→產(chǎn)物提取→廢棄物處理五、發(fā)酵工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用①從糖分解產(chǎn)生簡單化合物→復(fù)雜物質(zhì)的生物合成；②發(fā)酵方法代替化學(xué)合成方法較多；③向大型發(fā)酵發(fā)展（常用20～120噸發(fā)酵罐，最大500～1000噸）④人工誘變菌種和代謝控制，新產(chǎn)品、新用途層出不窮；⑤開辟新原料；⑥環(huán)境友好型生產(chǎn)；發(fā)酵工程緒論六、發(fā)酵工業(yè)發(fā)展趨勢通過學(xué)習(xí)，應(yīng)初步掌握：①優(yōu)良菌種選育；②合理控制發(fā)酵條件，調(diào)節(jié)代謝途徑（增加前體物質(zhì)或抑制物質(zhì)）；③生產(chǎn)過程連