发酵工厂设计

2020-06-08 10:52

1 发酵菌种及其制备

1.1发酵菌种从哪里来的?企业自主研发的?怎样研发的?还是从别的研发中心或企业购买的?生产性能怎么样(如:产物的产率如何?生产出的产品的品质如何?)

发酵菌种如果是基因工程菌,这个基因工程菌是怎样被研发、创造出来的?转基因的过程是怎样的?具体操作过程。(了解)

1.2菌种的扩大培养的过程 2 原料及其预处理

2.1有哪些原料和辅料?分别有什么作用呢?

2.2原料需要进行怎样的预处理,才可以给微生物“吃”呢?或者预处理到什么程度再用酶(或几种酶)来催化? 3 如果是好氧发酵——供应氧气的问题:氧气或无菌空气是怎么制备的?怎样将氧气供应到发酵罐内的?没有利用完的氧气或者产生的代谢气体(如CO2)怎样排掉? 4 发酵机理

4.1单纯从生物化学的角度

我好奇的是:产物生成的过程:到底是怎样的一系列酶促反应过程呢?这是从定性方面来了解。

从定量的角度:每生产单位质量(如1kg)的产物,需要多少原料呢?(原料可能好几种,那么就是分别多少kg主料,或者还需要多少kg的辅料?) 4.2从微生物的生长繁殖和自身代谢角度

我好奇的是:微生物这种神奇的生物,是怎样一步步“吃掉”培养基(或者称发酵液,代谢底物等)的?又代谢出了什么产物?我们需要的产物最终在什么地方?——菌体内?菌体外? 4.3从我们人需要的角度——代谢控制发酵

我们是通过怎样的手段?控制微生物的代谢途径,来实现我们所需产物的积累的? 5 发酵工艺及设备

发酵工艺是怎样的过程?通过怎样的工程手段,实现产物的生产的?即技术和设备上的问题。 生产工艺的关键技术有哪些?关键点有几个。

发酵过程要平稳有序进行的话,要控制哪些参数或因素?这些参数或因素维持在什么水平或数值上?通过怎样的办法使这些参数稳定或变化(如果参数需要调节的话)?

整个工艺过程的控制和操作,具体到每一个工段,分别都有哪些注意事项? 6 产物的获得、产品的包装,及企业效益问题

6.1由产物到产品的过程是怎样的? 6.2产品如何包装?

6.3生产这个发酵产品的主要企业有哪些?

具体到某个企业:这个企业每年给社会提供多少吨的产品?企业养活多少员工?企业整体的利润每年是多少?员工各方面待遇如何?这个企业的环境效益怎么样?是制造污染(如:排三废污染较多的发酵企业)?还是消除污染的(如污水处理企业)?还是不制造污染也不消除污染?企业文化怎样?企业管理水平如何?人员培训情况?等等。 7 整个发酵过程需要重点检查哪几个指标?

发酵过程的参数检测和发酵产品的质量检测。

7.1发酵过程中要检测哪几个参数?检测方法是?用什么检测仪器?怎样操作? 7.2产品要化验哪几个指标?用什么方法?什么仪器?操作步骤? 8对发酵过程产生的废物进行处理(废水、废气、废渣的处理) 参考书目:

1《发酵工程原理与技术》李艳主编,高等教育出版社,2007.1

2《发酵工程原理与技术应用》余龙江主编,化学工业出版社,2006.6 3《现代发酵工艺原理与技术》田洪涛主编,化学工业出版社,2007.1

一、发酵食品

1谷物的发酵:酱油,酱类(豆瓣酱或甜面酱),豆豉,食醋,豆腐乳,味精,黄酒,米酒,啤酒,白酒等。 2水果的发酵:葡萄酒,其他果酒(如:大枣干酒,樱桃酒,柿子酒,等各色水果发酵饮品),苹果醋,等等

3蔬菜的发酵:泡菜系列发酵产品(可以在家里做) 4牛奶的发酵:酸乳系列产品

5“微生物性”功能食品开发:——《现代发酵工艺原理与技术》田洪涛主编,化学工业出版社,2010生物技术班借 5.1功能性低聚糖(); 5.2真菌多糖发酵 5.3活性肽发酵

5.4活性微量元素发酵 5.5螺旋藻的发酵 5.6人用益生菌的发酵 5.7功能性多不饱和脂肪酸 6“微生物性”食品添加剂:《现代发酵工艺原理与技术》田洪涛主编,化学工业出版社,可以去2010生物技术班借 6.1黄原胶 6.2结冷胶 6.3茁霉多糖 6.4乳酸菌细菌素

6.5食用微生物色素:β-胡萝卜素,虾青素(有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、预防心脑血管疾病作用) 6.6海藻糖

6.7微生物风味物质

二、医药工业

生物制药产品主要包括三大类—— (主要化学成分是:蛋白质,核酸,糖类或脂类物质) 1、基因工程药物:各种抗生素(抗菌剂和抗癌药),如青霉素,链霉素,干扰素。等等,种类很多; 2、生物疫苗:乙肝疫苗;

3、生物诊断试剂:医用酶制剂(作为诊断试剂),如瑞替普酶,阿替普酶,尿激酶,链激酶等等很多; 另外还有:维生素的发酵生产(维生素C,维生素B2,维生素B12)。

三 农业

3.1生物肥料 3.2生物农药 3.3动植物生长调节剂:赤霉素 3.4 SCP——饲料用居多。

四 能源工业

4.1绿色石油——燃料乙醇(用粮食发酵,美国、巴西和欧洲应用较多),生物柴油(生物柴油是指由动植物油脂(脂肪酸甘油三酯)与醇(甲醇或乙醇)经酯交换反应得到的脂肪酸单烷基酯,最典型的是脂肪酸甲酯。与传统的石化能源相比,其硫及芳烃含量低、闪点高、十六烷值高、具有良好的润滑性,可部分添加到石化柴油中,目前德国在应用)。 4.2沼气的生产

4.3微生物采油(了解) 4.4生物电池(了解)

五 化学工业——用生物发酵法生产化工产品,工艺节能,污染少;继续开发新的产品,代替化工产品。 5.1聚酯塑料——聚羟基丁酯(PHB),生物可降解塑料

5.2长链二羧酸:工程塑料,农用抗寒薄膜及粘合剂的合成材料。 六 冶金工业(了解)

细菌冶金:用微生物及其代谢产物作为浸矿剂,喷淋到堆放的矿石上,浸矿剂溶解矿石中的有效成分,最后,从收集的浸取液中分离,浓缩,提纯有用的金属,主要是稀有金属:如黄金,铜,铀等。

七 轻工业产品

7.1核苷酸的发酵

7.2有机酸发酵工业——柠檬酸,乳酸,葡萄糖酸 7.3油脂

7.4工业酶制剂(淀粉酶,蛋白酶,脂肪酶,果胶酶,等等种类很多) 7.5多糖:葡聚糖,透明质酸等。 7.6活性干酵母

八 环保领域——《环境生物工程》

8.1控制环境污染:净化水域或土壤的石油污染;降解联苯类致癌物质;清除氰、腈等剧毒化合物(氰,NC-CN,氰是一种无色带苦杏仁味的剧毒气体,腈是一类含有机基团-CN的有机物,腈是重要的化工原料和合成中间体,有毒性) 8.2处理工业三废,生活垃圾及农业废弃物


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