微生物發(fā)酵工程概述(已修改)
2025-01-30 01:28 本頁(yè)面
【正文】 微生物發(fā)酵工程概述 由于微生物代謝類型多樣性，利用不同微生物對(duì)同一種物質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵，以及一種微生物在不同條件下培養(yǎng)所得產(chǎn)物均不相同，我們可以按照微生物對(duì)氧的要求、發(fā)酵采用的方式，發(fā)酵過(guò)程的動(dòng)力學(xué)等可分為以下類型： 一、按微生物對(duì)氧的要求分類 好氧發(fā)酵 (又稱好氣發(fā)酵 ) 大多數(shù)發(fā)酵屬好氧發(fā)酵，如 抗生素、有機(jī)酸、氨基酸、酶制劑、石油脫蠟等。 厭氧發(fā)酵 (嫌氣發(fā)酵 ) 發(fā)酵時(shí)不需供應(yīng)氧氣。如丙酮 丁醇發(fā)酵、乳酸發(fā)酵、丙酸發(fā)酵。 兼性厭氧發(fā)酵 酵母菌是一種兼性厭氧微生物，在缺 氧條件下進(jìn)行酒精發(fā)酵；在大量通氣情況下則進(jìn)行好 氣性發(fā)酵，產(chǎn)生大量酵母細(xì)胞。 二、按照微生物發(fā)酵采用的方式分 固體發(fā)酵 我國(guó)對(duì)發(fā)酵生產(chǎn)大致經(jīng)歷了固體發(fā)酵 — 淺盤發(fā)酵 — 液體發(fā)酵過(guò)程。固體發(fā)酵歷史悠久，優(yōu)點(diǎn)是投資少，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作容易，因陋就簡(jiǎn)，耗能少。能獲得較高的代謝產(chǎn)物產(chǎn)量。缺點(diǎn)：廠房面積大，生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)還不完善，難于準(zhǔn)確測(cè)定含水量、菌體量和 CO2生成量。 固體發(fā)酵是發(fā)酵原料加上一定比例的水分，滅菌后置曲盤、草簾、深槽中或固體發(fā)酵罐中，冷卻后接種發(fā)酵。 發(fā)酵類型 特點(diǎn) 產(chǎn)物 固體發(fā)酵 原料 +水（少量） 檸檬酸固體發(fā)酵、醬油、菌肥、農(nóng)藥等 液體發(fā)酵 原料 +水（大量） 胰島素、抗生素、檸檬酸、氨基酸、酶制劑、干擾素、白介素等。 淺盤 深層攪拌 圖 固體發(fā)酵表 液體發(fā)酵 此法是將所用原料配制成液體狀態(tài)，可分為瓷盤靜止培養(yǎng) (表面培養(yǎng)，此法勞動(dòng)強(qiáng)度大，易污染，很快被深層液體培養(yǎng)所代替?，F(xiàn)國(guó)內(nèi)外大多采用液體深層發(fā)酵。過(guò)去多采用 單罐方式分批發(fā)酵，后發(fā)展為連續(xù)發(fā)酵，補(bǔ)料分批發(fā)酵等方式 （具體以后再講）。 其優(yōu)點(diǎn)：①發(fā)酵率高，發(fā)酵周期短； ② 在液體中，菌體、底物、產(chǎn)物以及發(fā)酵產(chǎn)生的熱量易于擴(kuò)散，使發(fā)酵在均質(zhì)條件下進(jìn)行，便于控制，易擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模；③廠房面積小，生產(chǎn)效率高，易進(jìn)行自動(dòng)化控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；④產(chǎn)品易于提取、精制等。現(xiàn)代液體深層發(fā)酵已被廣泛應(yīng)用。 缺點(diǎn)：耗能多，設(shè)備復(fù)雜，需要較大的投資，廢物排放量多等缺點(diǎn)，仍需不斷改進(jìn)。 三、按發(fā)酵動(dòng)力學(xué)類型 分 t圖 發(fā)酵動(dòng)力學(xué)類型圖 （一）發(fā)酵動(dòng)力學(xué)及其研究?jī)?nèi)容，
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