发酵工程概论.ppt

主讲人简介需要注意的问题教材及主要参考书第三章发酵工艺条件的优化（4学时）第四章发酵机制（4学时）第五章发酵工程动力学（4学时）第六章发酵工艺控制（4学时）第七章发酵生产的设备（6学时）第九章发酵工程各论12学时发酵工程实验16学时第一章绪论微生物发酵技术一、发酵的定义1、传统发酵2、生化和生理学意义的发酵3、工业上的发酵发酵工程应用范围在食品工业中的应用饮料酒类产量大、产值高、影响面广，许多国家利用生物工程的技术改革旧工艺已取得明显效果，收到显著的经济效益。微生物与饮食、调味品发酵食品市场A各种抗生素：抗细菌，抗真菌，抗原虫，抗肿瘤
天然、合成、半合成
B、各种氨基酸：在医药中主要用于生产氨基酸输液
可用发酵获得或用酶法获得
C、维生素：
D、甾体激素E、生物制品：生于预防、诊断或治疗传染病
F、单克隆抗体、抗体与抗原具有高度亲和性，用于制备诊断盒、治疗疾病或作为生物导弹药物的运载工具。纯化抗原类物质，菌种鉴别。
G、其它：治疗用酶、酶抑制剂、核苷酸制品、制药工业用酶、工业发酵药物抗生素：目前世界各国可用发酵法生产的抗生素约400种，其中广泛应用的大约120种。l980年世界总产量约为25000吨。仅青、四、红和头孢四类抗生素的产值就达42亿美元，最大的发酵罐为400立方米。
进入90年代后，全球生产与销售的各类抗生素原料药平均每年约在3万吨以上，总价值约为250一300亿美元，1992一1993年度实际增长率为4%。美国抗感染药物市场销售额1992年达60.71美元。维生素甾体激素糖酶：a-淀粉酶、β-淀粉酶、糖化酶、支链淀粉酶、转化酶、异构酶、半乳糖酶、纤维素酶。
蛋白酶：碱性、酸性、中性蛋白酶
果胶酶
脂肪酶
凝乳酶
过氧化氢酶。4、生物技术应用于化工能源产品的生产酵母生产燃料乙醇5、饲料工业方面另外，藻类蛋白饲料也不可忽视，如前西德培养的珊列藻，每年每公顷所得蛋白比小麦多20一35倍。一个20米直径的水池年产4吨藻类，加工后可得相当于3000升柴油的燃料。

一英亩三角大戟可生产相当于50吨石油的燃料。6、冶金工业方面抗病、杀虫抗生素
单细胞蛋白
食用和药用真菌
生物农药
生物肥料什么是有机食品微生物在对生物物质的排泄物及尸体的分解起着重要的作用。
嫌气发酵法：指在嫌气情况下利用分解碳水化合物、蛋白质和脂肪的微生物，将有机废弃物分解为可溶性物质，进而通过产酸菌和甲烷细菌的作用再分解为甲烷和CO2。
好气发酵（活性污泥）法：指在曝气情况下，用某些能降解有机物质的产菌胶的细菌和某些原虫的混合物(活性污泥)对工业或生活污水进行处理。在化学工业和环境保护等方面，微生物工程也同样能发挥独持的作用，如：与化学法相结合，选育相应的优良菌种，以乙烯和丙烯腈为原料，分别生产环氧乙烷、乙二醇等，利用微生物来处理工业废水或含毒废液，乃至构建超级细菌，处理大面积的海面石油污染等。
微生物与环保469、生物技术应用于高技术研究开发第二节发酵工程组成及研究内容发酵工程定义利用微生物的特点发酵工程组成FERMENTATION
ProcessControl发酵工程发酵工程研究内容(4)在进行任何大规模工业发酵前，必须在实验室规模的小发酵罐进行大量的实验，得到产物形成的动力学模型，并根据这个模型设计中试的发酵要求，最后从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。
(5)由于生物反应的复杂性，在从实验室到中试，从中试到大规模生产过程中会出现许多问题，这就是发酵工程工艺放大问题。
第三节发酵工业二、发酵工程的创立通气搅拌发酵技术的建立：
青霉素的生产——深层培养
代谢控制发酵技术：微生物进行甾体化合物的转化，Glu和Lys发酵生产。对微生物具有高度专一性的酶反应作为合成手段的一部分加以利用，进行合理的代谢。开拓发酵原料时期：
石油发酵，醋酸生产谷氨酸

基因工程阶段：
人们能够根据自己的意愿将微生物以外的基因件导入微生物细胞中，从而达到定向地改变生物性状与功能创新的物种，使发酵工业能够生产出自然界微生物所不能合成的产物。四、发酵工业的范围微生物产物：微生物细胞，酶，药物活性物质，特殊化学物质和食品添加剂1、生产微生物细胞物质2、微生物酶发酵3、微生物代谢产物发酵4、微生物的生物转化5、微生物特殊机能的利用五、发酵工业的特征(1)发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产品为主，只要加入少量的有机和无机氮源就可进行反应。可以利用废水和废物等作为发酵的原料进行生物资源的改造和更新。
(2)微生物菌种是进行发酵的根本因素，通过变异和菌种选育，可以获得高产的优良菌株并使生产设备得到充分利用，也可以因此获得按常规方法难以生产的产品。(3)发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应，反应安全，要求条件简单。
(4)发酵对杂菌的污染的防治至关重要。反应必需在无菌