1 / 9
文档名称:

发酵产品及其发酵过程.docx

格式:docx   大小:18KB   页数:9页
下载后只包含 1 个 DOCX 格式的文档,没有任何的图纸或源代码,查看文件列表

如果您已付费下载过本站文档,您可以点这里二次下载

分享

预览

发酵产品及其发酵过程.docx

上传人:老狐狸 2023/5/24 文件大小:18 KB

下载得到文件列表

发酵产品及其发酵过程.docx

相关文档

文档介绍

文档介绍:该【发酵产品及其发酵过程 】是由【老狐狸】上传分享,文档一共【9】页,该文档可以免费在线阅读,需要了解更多关于【发酵产品及其发酵过程 】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。发酵产品及其发酵过程我国的发酵工业(也称工业生物技术产业),或者与发酵工业有等同意义的生物化工分属于轻工、医药、农业、化工、能源、环保等行业或部门。轻工行业下的发酵工业可分为以下几大局部:酿酒(白酒、黄酒、葡萄酒、啤酒)、淀粉糖、酵母、酶制剂、有机酸、氨基酸、乙醇和生物材料。发酵工业还涉及大量的医药生物产品(如抗生素等)、农用生物制品及化工产品的生产。除供给大量发酵产品以外,发酵工业还在环境保护等领域为社会做出奉献。我国现代发酵工业经受了几十年的进展,已成为发酵产品品种较为齐全、产业规模宏大的一个大型产业链。涉及生物技术的工业产值达4500亿元以上。酿酒产业是发酵行业中最大的产业,进展速度最快的是啤酒。啤酒产量从20世纪80年月开头大规模扩张,近年来年产量连续多年居世界第一,2023年全世界主要啤酒生产国的年产量为2亿千升,。淀粉糖的生产在很多发酵工厂是原料预处理的组成局部,现在已独立大规模生产。目前主要通过酶解法对玉米、小麦、木薯等进展深加工,生产系列淀粉糖(葡萄糖、果葡糖浆、啤酒专用糖浆、麦芽糖及衍生品山梨醇、麦芽糖醇等)。全球淀粉糖年产量2023万左右,其中产量最大的是果葡糖浆,其次是葡萄糖。美国是全球最大的淀粉糖生产国及消费国。我国淀粉糖的生产企业主要集中在山东省(鲁洲集团、西王集团、保龄宝公司等)。酵母产业在我国是兴产业。2023年全国酵母总产量超过20万t。其主要产品有活性酵母(面包发酵剂及酿酒用酵母)和非活性酵母(调味品配料)。酶制剂行业年生产力气超过40万t,已实现工业化生产的酶制剂品种有20多种,主要是糖化酶、a-淀粉酶、蛋白酶3大类。此外还有果胶酶、B-葡聚糖酶、纤维素酶、青霉素酰化酶、碱性脂肪酶、木聚糖酶、a-乙酰乳酸脱氢酶、植酸酶等。当前的进展重点是饲料用酶、纺织工业用酶及生物能源产业用酶(含纤维素酶、木聚糖酶、果胶酶、植酸酶、酸性蛋白酶等〕的生产。有机酸产业中产量较大的主要是柠檬酸、乳酸和衣康酸。其中柠檬酸的生产规模最大,全球年产量约140万t,其中70%用于饮料。我国是世界上柠檬酸产量最大的国家。乳酸是其次大有机酸产品,用于食品工业。近年来利用淀粉质原料发酵法生产聚乳酸(PLA),这是一种可生物降解的高分子材料,在自然条件下可被微生物彻底分解成二氧化碳和水,对环境没危害,可替代石油基产品。今后其市场潜力格外大。现在除蛋氨酸和甘氨酸外,其他氨基酸根本上都可以承受微生物发酵法生产。谷氨酸和赖氨酸是产量最大的两种氨基酸。全世界谷氨酸年产量超过200万t,主要用于调味品谷氨酸钠。赖氨酸年产量近100万t,主要用于饲料添加剂,以促进动物的生长发育。此外,苏氨酸作为饲料用氨基酸近年的进展也格外快。目前在氨基酸品种及工艺方面取得了长足的进步。例如,发酵法生产谷氨酰***、L-丝氨酸、精氨酸、D-色氨酸都取得了重大进展。利用L-氨基酸转化为D-氨基酸也是当前氨基酸行业的的增长点。但与日本等先进国家相比,我国的氨基酸行业产品主要是谷氨酸,价格较高的氨基酸品种偏少,主要的生产指标如产酸率、糖酸转化率、提取率等明显较低,高附加值的医药级产品较少,生产本钱较高。燃料乙醇是可再生能源,由于石油、自然气和煤的渐渐枯竭,燃料乙醇成为全世界关注的热点之一。美国和巴西是世界上最大的乙醇生产和消费国,美国以玉米为原料,巴西则主要以甘蔗为原料。目前全世界乙醇每年的产能约3000万t。我国也形成了年产600万t的生产力气。但目前我国的乙醇主要用于白酒、医药及化工等行业。我国乙醇的生产原料主要是木薯、玉米和地瓜干。但我国人多地少,进展燃料乙醇虽然列为国家能源战略的一局部,但关键是进展型的绿色生物能源,以“绿金”代替“黑金”,缓解能源短缺压力。例如,以秸秆为原料或以甜高粱为原料生产乙醇。我国在酱油、食醋等传统发酵产品方面也始终走在世界的前列。酱油年产量600多万1占全世界产量的一半左右。二、发酵过程的主要单元操作在发酵工厂,可以看到整齐的车间和厂房,由各种设备组成的生产流水线等硬件设施和设备,甚至还可看到具体的生产操作。从事发酵工程的专业人员把握扎实的发酵工程专业理论学问,能够在更高层次上对发酵生产进展整体或局部的构思,能制订合理的发酵生产工艺条件,制订切实可行的生产操作规章,能进展有效的生产治理,并能应对生产中的各种突发大事。发酵工厂以追求高产率、高效益为目的。而要到达这个目的,必需在微生物菌种、生产原料、生产工艺等环节上提高水平。发酵工厂生产的各个环节组成一套简洁的系统工程,它们相互影响。为了到达整体的高产率和高效益,各个环节之间的协调性也是格外重要的。1、微生物及种子培育微生物菌种是高效率发酵的根本所在,用于大规模工业化生产的微生物菌种,必需是目的产物的高产菌株。人们通过微生物的筛选、基因克隆及基因改造,获得高产菌种。为了避开菌种退化,要通过育种、复壮等技术保持菌种的优势性能。因此,娴熟把握微生物基因工程理论、技术及其代谢理论是格外重要的。通过菌种的逐级扩大培育,在短期内获得足够数量的微生物,供给发酵罐使用。从种子罐利用压力差将种子液压到发酵罐。接种后则进展发酵阶段的把握。种子培育阶段需要重点关注的是微生物的生长速率、比生长速率、死亡速率等。在培育液中微生物的生长遵守自身生殖的有关规律,同时也与培育基组成及培育环境有关。但即使有了高产菌株,也必需在原料预处理、菌种扩大培育、发酵、提炼等环节进展工艺条件的优化,才能到达高产的目的。2、原料预处理原料预处理的任务是将生产原料经过适当的处理,使之成为微生物发酵培育基的组成局部。对于很多发酵产品来说,原料本钱在总生产本钱中所占比例很高。选择适宜的原料及适宜的预处理方法,并尽可能降低能源消耗,是发酵技术人员重点考虑的内容之一。原料预处理包括原料的输送、粉碎(制浆)、蒸煮、制糖、灭菌等工序。3、培育基的配制培育基是供给微生物生长、生殖和生物合成各种代谢产物所需要的多种养分物质的混合物。培育基包括菌种扩大培育基和发酵培育基。培育基的成分和配比,对微生物的生长、发育、代谢及产物积存,甚至对发酵生产工艺都有很大的影响。培育基成分及配比确实定必需依据生产菌种的特性及发酵的要求(并兼顾产品的提炼要求)进展最优化设计。4、无菌操作除传统发酵外,大多数发酵是纯种发酵,即发酵必需在无杂菌状态下进展。因此,培育基、培育设备及管道都必需经过彻底灭菌,通入的空气或中途的补料也必须是无菌的。无菌操作还包括生产过程中不得将微生物排放在环境中去。尤其是对于含抗性基因的基因工程菌,在未经严格杀菌的状况下,更不得任凭排放。灭菌是指用化学的或物理学的方法杀灭或除掉物料和设备中全部有生命的有机体的技术或工艺过程。通常利用饱和蒸汽对空罐、管道及培育基进展灭菌。灭菌方式依据操作方式分为间歇灭菌和连续灭菌;依据灭菌温度和压力分为常压蒸煮、高压高温蒸煮、高温瞬时蒸煮等。为节约能源,有的产品的发酵原料也可承受低温蒸煮或无蒸煮工艺。培育基灭菌的关键条件主要是温度和时间。例如,液态培育基一般是120℃()维持20~30min;而固态培育基的灭菌温度和时间则一般较高和较长。培育基灭菌时,对其养分成分会造成确定的损失,故在满足灭菌的要求下尽可能顾及养分成分不被破坏。通过本书的学****要重点把握蒸汽加热灭菌的原理、微生物的热死规律(对数残留定律)、养分成分的破坏规律、影响培育基灭菌的因素等内容。5、无菌空气制备在好氧发酵过程中,必需供给充分的无菌空气,同时进展搅拌。搅拌的作用是打碎空气气泡,并使物料混合、流淌。不同菌种及不同发酵阶段的菌体的需氧量是不同的,发酵液的溶氧浓度(DO)直接影响微生物的酶的活性、代谢途径及产物产量。通风类型的发酵工厂,应具备无菌空气制备系统。空气除菌常承受介质过滤的方法,可用定期灭过菌的枯燥介质来阻截流过的空气中所含的微生物,从而制得无菌空气。在不同的地区,由于温度和湿度的差异,空气质量的差异,应有针对性地选择无菌空气制备流程和相关的设备。要把握过滤除菌的机制,影响过滤除菌效率的因素,并把握过滤除菌方面的计算。6、发酵把握及优化物料衡算可依据物质不灭定律,用物料平衡的方法对发酵过程中的主要物质(菌体,发酵原料中的碳、氮源物质,空气用量,代谢中间产物,产物,副产物,ATP,甚至电子数)的变化进展计算。热量衡算发酵时细胞在生长过程中异化代谢碳源等物质,这个过程会释放能量,局部能量存在于化合物中,局部能量以高能物质(如ATP)的形式储存,局部能量以热量的形式释放。局部化合物合成为的化合物时需要消耗能量。但总体来说,大局部发酵是放热的过程。发酵过程为维持确定的温度,必需通过冷却的方式降温。在培育基加热灭菌等过程中,则需要外部供给能量。这都需要通过热量平衡计算有关热量及冷却剂的用量。热量平衡计算是从事发酵工程科技人员的根本功之一。发酵动力学发酵过程是微生物在确定的时间及空间内利用培育基中的养分物质,进展自身的生长、生殖,并合成产物的过程。发酵动力学以争论发酵过程的反响速率和环境因素对速率的影响为主要内容。通过发酵动力学的争论,可进一步了解微生物的生理特征、菌体生长和产物形成的适宜条件及各种发酵参数之间的关系,为发酵过程的工艺把握、发酵罐的设计放大和用计算机对发酵过程进展把握制造条件。发酵动力学包括菌体生长动力学、基质消耗动力学和产物合成动力学。以菌体生长动力学为例,它是以争论菌体浓度、限制性基质(培育基中该物质浓度的高低会极大地影响菌体的生长,其他组分对于菌体生长都是过量的)浓度、抑制剂浓度、温度、溶解氧和pH等对菌体生长速率的影响为内容的。例如,在分批发酵中,菌体浓度X、产物浓度P和限制性基质浓度S均随时间变化而变化,但在连续发酵过程中,当养分基质的流加速度和消耗速度到达某种平衡时,菌体浓度X、产物浓度P和限制性基质浓度S则保持不变。连续培育过程中发酵液中基质的消耗速率虽然是一个可测定的参数,但基质的消耗与很多因素有关。争论发酵动力学,要生疏地把握比速率(菌体比生长速率、菌体比死亡速率、养分物质的比消耗速率、产物的比生成速率)及得率(以底物消耗为基准的菌体得率系数、以底物消耗为基准的产物得率系数等)等概念。因此,要重点关注发酵过程中菌体的生长、养分物质的消耗及产物的生成的内在规律,要把握这三者之间是如何相互影响,又如何受到发酵环境条件的影响。用数学模型定量地表达发酵过程中各种与菌体生长、基质代谢、产物生成有关的因素,是发酵动力学争论的重要方法。发酵过程的优化发酵过程优化是指在已经获得高产菌种或基因工程菌的根底上,在发酵罐中通过操作条件的把握或发酵装备的改型改造,实现目标代谢产物生产的高产量、高转化率与高生产强度。发酵过程的检测和把握发酵过程的检测和把握内容主要是菌体量、培育基主要养分成分、主要的中间产物、产物、发酵温度、湿度、pH、罐压、溶解氧、进气流量、损拌转速、流加培育基速度、消泡、液位、杂菌。特别的分析和把握还包括CO,、发酵液密度、葡萄糖、氨等。发酵工厂的很多检测工程已实现在线(或离线)检测,一些把握工程可实现人工和自动把握。承受计算机技术自动把握发酵在我国起步较晚,普及率较低。在部分发酵行业,以计算机为核心,测、管、控一体化的自动把握技术需求量很大。杂菌污染的检测与把握防止菌种培育及发酵过程中杂菌及噬菌体污染,是发酵工厂极其重要的工作。这不仅直接影响到经济效益,还影响到环境保护。要系统地分析染菌的缘由,并实行相应地防止污染的措施。发酵与分别的耦合有的发酵产物对发酵会产生不利的影响,欲得到最大的生产效率,必需准时将有抑制作用的发酵产物分别,故形成了一系列发酵和分别的耦合技术,分别方法可承受离心、过滤、萃取、吸附等。7、产品的提取精制发酵完毕后,通过产品提取和精制两个阶段制得最终产品。产品的提取一般是指将产品从发酵液中提取出来,所得到的半成品中还含有各种杂质;在产品精制(或称纯化)阶段,再将杂质逐步分别,得到高纯度的最终产品。有的发酵产品也无需经过提取、精制,但必需经过确定的后处理,如承受灭菌、烘干、粉碎。在化学工程中所学到的各项单元操作技术,不能生搬硬套于发酵产品的分别纯化。确定要依据发酵液的特性及产品的特性,并依据经济效益与环境效益的最正确化原则,设计好产品分别纯化工艺流程,并选择好适宜的单元操作。例如,将发酵液中的菌体与发酵液分别,可选用的分别操作方法很多,如可承受选择絮凝沉淀、过滤、离心。但哪种方法最好,需要通过试验确定。8、发酵工厂生产技术指标衡量发酵工厂的生产性能的主要指标包括以下5个。产物浓度(产品质量/单位体积)。发酵体积产率(发酵强度)[产品质量/单位时间·单位体积):计算时不仅应把发酵所用的时间考虑进去,还应计人与生产相关的其他时间,即发酵罐的修理、清洗、预备所用的时间,灭菌时间,以及接种后的延滞期时间,这样才能全面、客观地评估出工艺过程的本钱效益。

最近更新

非酒精性脂肪性肝病与小肠细菌过度生长关系的.. 2页

2024年普工辞职报告集锦7篇 8页

2024年晨牧的作文 4页

非欺骗性仿冒品购买意向的影响因素研究的开题.. 2页

非接触式生命体征监护仪的信号算法实现处理研.. 2页

2024年晚会闭幕词[经典15篇] 15页

2024年晚会结束语主持词范文(通用25篇) 23页

2024年晚会的主持稿 51页

非典型劳动关系的法律思考的开题报告 2页

2024年晒幸福的说说有哪些 7页

2024年晋升服装领班申请书范文(精选6篇) 9页

青铜结合剂CBN成形砂轮电火花修整工艺实验研究.. 2页

青藤碱的结构改造研究的开题报告 2页

2024年春雨记叙文(通用15篇) 14页

青藏铁路那曲物流中心发展规划与保障机制的开.. 2页

青海省德令哈市白水河泥石流发育特征研究的开.. 2页

青海湖流域水资源承载力评价与优化配置研究的.. 2页

2024年春节记事作文(通用12篇) 16页

青岛海利有限公司《公司章程》翻译项目报告的.. 2页

静脉输液治疗护理学考核试题题库及答案 38页

2024企业主要负责人安全培训考试题及答案优质.. 12页

毕业设计 论文 酒店管理系统 62页

以工代赈项目开工仪式表态发言稿 1页

学前儿童卫生学 220页

军校招生政审表双面印刷 6页

酒店管理系统毕业设计(论文设计) 41页

项目融资申请表填写标准版模板 6页

江淮六安YE2电机安装尺寸及技术参数 8页

2015年车库建筑设计规范附条文 92页