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發(fā)酵工程(第二版) 版權(quán)信息
- ISBN：9787030673565
- 條形碼：9787030673565 ; 978-7-03-067356-5
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊(cè)數(shù)：暫無(wú)
- 重量：暫無(wú)
- 所屬分類：>>
發(fā)酵工程(第二版) 內(nèi)容簡(jiǎn)介
本教材全面介紹了發(fā)酵工程的概念、原理、發(fā)展方向及應(yīng)用領(lǐng)域。全書共有十三章，在內(nèi)容安排上分為兩大部分，前半部分即章至第九章，主要闡述發(fā)酵工程的基本概念、理論及基本原理；后半部分即第十章至第十三章，主要介紹發(fā)酵工程的主要產(chǎn)品工藝，及其在食品釀造、農(nóng)業(yè)、生物能源及環(huán)境保護(hù)等方面的應(yīng)用。
發(fā)酵工程(第二版) 目錄
目錄
前言
**章 發(fā)酵工程概述 1
**節(jié) 發(fā)酵工程的概念 1
一、發(fā)酵的定義 1
二、發(fā)酵工程的定義 1
三、發(fā)酵工程的特點(diǎn) 2
四、發(fā)酵工程常見(jiàn)的主要發(fā)酵類型 3
第二節(jié) 發(fā)酵工程的發(fā)展簡(jiǎn)史 9
一、傳統(tǒng)發(fā)酵時(shí)期 10
二、近代發(fā)酵工業(yè)建立 10
三、近代發(fā)酵工程全面發(fā)展 11
四、現(xiàn)代發(fā)酵工程時(shí)期 13
五、發(fā)酵工程技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn) 14
第三節(jié) 發(fā)酵工程的研究?jī)?nèi)容 14
一、發(fā)酵工藝優(yōu)化 14
二、發(fā)酵工業(yè)的逐級(jí)放大 16
第四節(jié) 我國(guó)發(fā)酵產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀 16
一、我國(guó)發(fā)酵產(chǎn)業(yè)特點(diǎn) 16
二、我國(guó)發(fā)酵工程的產(chǎn)品類型 17
第二章 微生物菌種選育 22
**節(jié) 菌種的來(lái)源 22
一、微生物菌種的選擇性分離 22
二、重要工業(yè)微生物菌種的篩選 25
第二節(jié) 發(fā)酵高產(chǎn)菌種選育 27
一、自然選育 27
二、誘變育種 28
三、雜交育種 32
四、原生質(zhì)體融合技術(shù) 33
五、基因組重排育種技術(shù) 35
六、基因工程育種 36
第三節(jié) 菌種退化和菌種保藏 40
一、菌種退化 40
二、微生物菌種保藏 42
三、菌種保藏機(jī)構(gòu) 45
第三章 發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基及原料處理 47
**節(jié) 發(fā)酵營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)的組成 47
一、碳源營(yíng)養(yǎng) 47
二、氮源營(yíng)養(yǎng) 49
三、無(wú)機(jī)鹽及微量元素 51
四、水 53
五、生長(zhǎng)因子、前體物質(zhì)、產(chǎn)物促進(jìn)劑和抑制劑 53
第二節(jié) 工業(yè)發(fā)酵中營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)的分類和配方優(yōu)化 56
一、孢子培養(yǎng)基 56
二、種子培養(yǎng)基 57
三、發(fā)酵培養(yǎng)基 57
四、培養(yǎng)基配方的優(yōu)化 58
第三節(jié) 工業(yè)發(fā)酵中營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)的配制方法 58
一、淀粉質(zhì)原料制糖工藝及培養(yǎng)基的配制方法 58
二、糖蜜原料培養(yǎng)基的制備過(guò)程 69
第四章 發(fā)酵工程的染菌與滅菌 72
**節(jié) 發(fā)酵異常現(xiàn)象及染菌分析 72
一、種子培養(yǎng)和發(fā)酵的異常現(xiàn)象 72
二、染菌隱患的檢查 73
三、發(fā)酵染菌的原因 74
四、染菌分析 75
五、染菌隱患的處理 76
第二節(jié) 染菌對(duì)發(fā)酵的影響 76
一、染菌對(duì)不同發(fā)酵過(guò)程的影響 76
二、雜菌的種類和性質(zhì)對(duì)發(fā)酵過(guò)程的影響 77
三、染菌發(fā)生的時(shí)間不同對(duì)發(fā)酵的影響 77
四、染菌程度對(duì)發(fā)酵的影響 77
第三節(jié) 雜菌污染后的挽救和處理 78
一、種子培養(yǎng)期染菌的處理 78
二、發(fā)酵前期染菌的處理 78
三、發(fā)酵中、后期染菌的處理 78
四、染菌后對(duì)設(shè)備的處理 78
第四節(jié) 滅菌常見(jiàn)的方法 78
一、化學(xué)滅菌 79
二、射線滅菌 79
三、干熱滅菌 79
四、濕熱滅菌 80
五、過(guò)濾除菌 80
第五節(jié) 培養(yǎng)基與發(fā)酵設(shè)備的滅菌 81
一、滅菌的基本原理 81
二、培養(yǎng)基的滅菌 84
三、發(fā)酵設(shè)備的滅菌 91
第六節(jié) 空氣的除菌 95
一、發(fā)酵使用的凈化空氣的標(biāo)準(zhǔn) 96
二、空氣凈化的方法 97
三、介質(zhì)過(guò)濾除菌的材料及原理 99
四、空氣預(yù)處理 104
五、空氣凈化的工藝流程 107
第七節(jié) 預(yù)防噬菌體危害 111
第五章 發(fā)酵機(jī)制及發(fā)酵動(dòng)力學(xué) 114
**節(jié) 發(fā)酵工程微生物的基本代謝及產(chǎn)物 114
一、微生物初級(jí)代謝及產(chǎn)物 114
二、微生物次級(jí)代謝及產(chǎn)物 114
第二節(jié) 微生物代謝調(diào)控機(jī)制 115
一、微生物初級(jí)代謝的調(diào)節(jié) 116
二、微生物次級(jí)代謝的調(diào)節(jié) 119
三、微生物發(fā)酵中的代謝調(diào)控 123
第三節(jié) 微生物發(fā)酵動(dòng)力學(xué) 125
一、分批培養(yǎng)動(dòng)力學(xué) 126
二、連續(xù)培養(yǎng)動(dòng)力學(xué) 133
三、補(bǔ)料分批培養(yǎng)動(dòng)力學(xué) 138
第六章 種子的擴(kuò)大培養(yǎng) 145
**節(jié) 種子擴(kuò)大培養(yǎng)方法 145
一、實(shí)驗(yàn)室種子制備 145
二、生產(chǎn)車間種子制備 147
第二節(jié) 種子質(zhì)量的控制 149
一、影響孢子和種子質(zhì)量的因素 149
二、種子質(zhì)量的控制措施 153
第七章 發(fā)酵條件及過(guò)程控制 156
**節(jié) 發(fā)酵控制條件的優(yōu)化 156
一、發(fā)酵培養(yǎng)基配方優(yōu)化 156
二、發(fā)酵工藝參數(shù)的優(yōu)化 157
第二節(jié) 發(fā)酵過(guò)程的精確檢測(cè) 157
一、直接狀態(tài)參數(shù)和間接狀態(tài)參數(shù) 157
二、在線儀器監(jiān)測(cè)和離線分析 158
第三節(jié) 溫度的影響及其控制 159
一、影響發(fā)酵溫度的因素 160
二、溫度對(duì)發(fā)酵的影響 161
三、發(fā)酵過(guò)程溫度的控制 162
第四節(jié) pH的影響及其控制 163
一、發(fā)酵過(guò)程中影響pH的因素 163
二、pH對(duì)發(fā)酵過(guò)程的影響 164
三、發(fā)酵過(guò)程中pH的控制 164
第五節(jié) 通氣和攪拌 166
一、氧對(duì)發(fā)酵的影響 166
二、影響溶解氧變化的因素 168
三、發(fā)酵溶解氧的調(diào)控 170
第六節(jié) 泡沫的影響及其控制 172
一、發(fā)酵過(guò)程中泡沫的產(chǎn)生 172
二、泡沫對(duì)發(fā)酵的影響 173
三、泡沫的消除和控制 174
第七節(jié) 營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)的影響及其控制 176
一、碳源種類和濃度的影響及其控制 176
二、氮源種類和濃度的影響及其控制 178
三、磷酸鹽濃度的影響及其控制 179
第八節(jié) 二氧化碳和呼吸商 179
一、CO2與發(fā)酵 180
二、呼吸商與發(fā)酵 181
第九節(jié) 發(fā)酵終點(diǎn)的判斷 181
一、影響放罐時(shí)間的因素 181
二、發(fā)酵終點(diǎn)的判斷和操作 182
第十節(jié) 發(fā)酵過(guò)程的計(jì)算機(jī)控制 183
一、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用 183
二、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成和功能 183
第八章 發(fā)酵產(chǎn)物的回收與純化 186
**節(jié) 發(fā)酵液的預(yù)處理 188
一、微生物細(xì)胞和非溶解性產(chǎn)物的固液分離 188
二、泡沫分離 188
三、沉淀 189
四、過(guò)濾 190
五、離心 195
六、細(xì)胞破碎 198
第二節(jié) 發(fā)酵產(chǎn)物的初步純化 200
一、液-液萃取 200
二、溶劑回收 203
三、雙水相萃取 204
四、反膠團(tuán)萃取 205
五、超臨界流體萃取 205
六、吸附 206
七、揮發(fā)性產(chǎn)物去除 206
第三節(jié) 發(fā)酵產(chǎn)物的深度純化 207
一、色譜法 207
二、膜過(guò)濾 210
三、干燥 211
四、結(jié)晶法 212
第四節(jié) 發(fā)酵液直接回收技術(shù) 213
第九章 發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì) 215
**節(jié) 概述 215
一、發(fā)酵工廠基本建設(shè)程序 215
二、發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 218
第二節(jié) 發(fā)酵工藝流程設(shè)計(jì) 218
一、工藝流程設(shè)計(jì)的任務(wù)和成果 218
二、工藝流程的設(shè)計(jì)原則 219
三、工藝流程設(shè)計(jì)的基本程序 219
四、工藝流程設(shè)計(jì)的步驟 220
第三節(jié) 發(fā)酵工廠總圖布置 221
一、工廠的廠址選擇 221
二、總平面設(shè)計(jì) 221
第四節(jié) 發(fā)酵工藝計(jì)算 222
一、物料衡算 222
二、熱量衡算 223
三、用水量衡算 223
四、計(jì)算耗冷量 224
五、計(jì)算抽真空量 224
六、計(jì)算無(wú)菌壓縮空氣消耗量 225
七、計(jì)算用電量 225
八、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 226
第五節(jié) 設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型 226
一、設(shè)備選型的主要原則 226
二、設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型 227
第六節(jié) 發(fā)酵車間布置與管道設(shè)計(jì) 228
一、發(fā)酵車間布置 228
二、車間工藝管道設(shè)計(jì) 230
第七節(jié) 發(fā)酵工業(yè)“三廢”處理及其工廠化設(shè)計(jì) 231
一、廢水 231
二、廢氣 232
三、廢渣 232
第八節(jié) 發(fā)酵工廠投資概算與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 232
一、建設(shè)項(xiàng)目總投資概算 232
二、概算與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)中的費(fèi)用計(jì)算 233
三、產(chǎn)品成本計(jì)算 234
四、借貸利息和還款能力預(yù)測(cè) 235
五、項(xiàng)目投資的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 235
第十章 現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)主要產(chǎn)品的工藝過(guò)程 237
**節(jié) 抗生素 237
一、概述 237
二、抗生素工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程 239
三、青霉素生產(chǎn)工藝 241
第二節(jié) 氨基酸 243
一、概述 243
二、氨基酸工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程 244
第三節(jié) 有機(jī)酸 249
一、概述 249
二、檸檬酸工業(yè)發(fā)酵 250
三、乳酸工業(yè)發(fā)酵 251
第四節(jié) 酶制劑 253
一、概述 253
二、酶制劑的生產(chǎn)工藝 255
三、米曲霉α-淀粉酶生產(chǎn)工藝 258
第五節(jié) 核苷酸類物質(zhì) 260
一、概述 260
二、肌苷酸工業(yè)發(fā)酵 261
第十一章 發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用 264
**節(jié) 發(fā)酵工程在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用 264
一、改造提升傳統(tǒng)發(fā)酵食品的生產(chǎn)工藝 264
二、食品添加劑的發(fā)酵生產(chǎn) 265
三、天然食品功能因子的發(fā)酵生產(chǎn) 266
四、食品新產(chǎn)品開(kāi)發(fā) 267
第二節(jié) 飲料酒的生產(chǎn)工藝 268
一、飲料酒的分類 268
二、白酒的釀造 269
三、啤酒的釀造 272
四、葡萄酒的釀造 275
五、黃酒的釀造 277
第三節(jié) 發(fā)酵調(diào)味品的釀造工藝 278
一、醬油的釀造 279
二、食醋的釀造 281
三、發(fā)酵豆制品的生產(chǎn)工藝 283
第十二章 發(fā)酵工程在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用 286
**節(jié) 微生物肥的發(fā)酵 286
一、微生物肥的含義及作用 286
二、微生物肥的發(fā)酵生產(chǎn) 289
第二節(jié) 生物農(nóng)藥的發(fā)酵 295
一、生物農(nóng)藥概述 295
二、細(xì)菌生物農(nóng)藥的發(fā)酵 295
三、放線菌生物農(nóng)藥的發(fā)酵 299
四、真菌生物農(nóng)藥的發(fā)酵生產(chǎn) 302
第三節(jié) 生物飼料的發(fā)酵 304
一、生物飼料概述 304
二、酵母菌體蛋白的發(fā)酵 306
三、其他生物飼料的發(fā)酵 308
第十三章 發(fā)酵工程在生物能源及環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用 311
**節(jié) 生物乙醇發(fā)酵 311
一、概述 311
二、乙醇發(fā)酵的原料 312
三、乙醇發(fā)酵有關(guān)的微生物 312
四、乙醇發(fā)酵生化機(jī)制 313
五、乙醇的發(fā)酵工藝 314
六、乙醇蒸餾與精餾 317
第二節(jié) 沼氣發(fā)酵 318
一、沼氣發(fā)酵理論機(jī)理 318
二、沼氣發(fā)酵的工藝類型和基本工藝流程 319
三、厭氧消化器的類別 320
第三節(jié) 發(fā)酵工程在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用 328
一、廢水生物處理 328
二、有機(jī)固體廢棄物的微生物處理 334
三、難降解有機(jī)物的降解與轉(zhuǎn)化 336
主要參考文獻(xiàn) 341
前言
**章 發(fā)酵工程概述 1
**節(jié) 發(fā)酵工程的概念 1
一、發(fā)酵的定義 1
二、發(fā)酵工程的定義 1
三、發(fā)酵工程的特點(diǎn) 2
四、發(fā)酵工程常見(jiàn)的主要發(fā)酵類型 3
第二節(jié) 發(fā)酵工程的發(fā)展簡(jiǎn)史 9
一、傳統(tǒng)發(fā)酵時(shí)期 10
二、近代發(fā)酵工業(yè)建立 10
三、近代發(fā)酵工程全面發(fā)展 11
四、現(xiàn)代發(fā)酵工程時(shí)期 13
五、發(fā)酵工程技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn) 14
第三節(jié) 發(fā)酵工程的研究?jī)?nèi)容 14
一、發(fā)酵工藝優(yōu)化 14
二、發(fā)酵工業(yè)的逐級(jí)放大 16
第四節(jié) 我國(guó)發(fā)酵產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀 16
一、我國(guó)發(fā)酵產(chǎn)業(yè)特點(diǎn) 16
二、我國(guó)發(fā)酵工程的產(chǎn)品類型 17
第二章 微生物菌種選育 22
**節(jié) 菌種的來(lái)源 22
一、微生物菌種的選擇性分離 22
二、重要工業(yè)微生物菌種的篩選 25
第二節(jié) 發(fā)酵高產(chǎn)菌種選育 27
一、自然選育 27
二、誘變育種 28
三、雜交育種 32
四、原生質(zhì)體融合技術(shù) 33
五、基因組重排育種技術(shù) 35
六、基因工程育種 36
第三節(jié) 菌種退化和菌種保藏 40
一、菌種退化 40
二、微生物菌種保藏 42
三、菌種保藏機(jī)構(gòu) 45
第三章 發(fā)酵工業(yè)培養(yǎng)基及原料處理 47
**節(jié) 發(fā)酵營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)的組成 47
一、碳源營(yíng)養(yǎng) 47
二、氮源營(yíng)養(yǎng) 49
三、無(wú)機(jī)鹽及微量元素 51
四、水 53
五、生長(zhǎng)因子、前體物質(zhì)、產(chǎn)物促進(jìn)劑和抑制劑 53
第二節(jié) 工業(yè)發(fā)酵中營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)的分類和配方優(yōu)化 56
一、孢子培養(yǎng)基 56
二、種子培養(yǎng)基 57
三、發(fā)酵培養(yǎng)基 57
四、培養(yǎng)基配方的優(yōu)化 58
第三節(jié) 工業(yè)發(fā)酵中營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)的配制方法 58
一、淀粉質(zhì)原料制糖工藝及培養(yǎng)基的配制方法 58
二、糖蜜原料培養(yǎng)基的制備過(guò)程 69
第四章 發(fā)酵工程的染菌與滅菌 72
**節(jié) 發(fā)酵異常現(xiàn)象及染菌分析 72
一、種子培養(yǎng)和發(fā)酵的異常現(xiàn)象 72
二、染菌隱患的檢查 73
三、發(fā)酵染菌的原因 74
四、染菌分析 75
五、染菌隱患的處理 76
第二節(jié) 染菌對(duì)發(fā)酵的影響 76
一、染菌對(duì)不同發(fā)酵過(guò)程的影響 76
二、雜菌的種類和性質(zhì)對(duì)發(fā)酵過(guò)程的影響 77
三、染菌發(fā)生的時(shí)間不同對(duì)發(fā)酵的影響 77
四、染菌程度對(duì)發(fā)酵的影響 77
第三節(jié) 雜菌污染后的挽救和處理 78
一、種子培養(yǎng)期染菌的處理 78
二、發(fā)酵前期染菌的處理 78
三、發(fā)酵中、后期染菌的處理 78
四、染菌后對(duì)設(shè)備的處理 78
第四節(jié) 滅菌常見(jiàn)的方法 78
一、化學(xué)滅菌 79
二、射線滅菌 79
三、干熱滅菌 79
四、濕熱滅菌 80
五、過(guò)濾除菌 80
第五節(jié) 培養(yǎng)基與發(fā)酵設(shè)備的滅菌 81
一、滅菌的基本原理 81
二、培養(yǎng)基的滅菌 84
三、發(fā)酵設(shè)備的滅菌 91
第六節(jié) 空氣的除菌 95
一、發(fā)酵使用的凈化空氣的標(biāo)準(zhǔn) 96
二、空氣凈化的方法 97
三、介質(zhì)過(guò)濾除菌的材料及原理 99
四、空氣預(yù)處理 104
五、空氣凈化的工藝流程 107
第七節(jié) 預(yù)防噬菌體危害 111
第五章 發(fā)酵機(jī)制及發(fā)酵動(dòng)力學(xué) 114
**節(jié) 發(fā)酵工程微生物的基本代謝及產(chǎn)物 114
一、微生物初級(jí)代謝及產(chǎn)物 114
二、微生物次級(jí)代謝及產(chǎn)物 114
第二節(jié) 微生物代謝調(diào)控機(jī)制 115
一、微生物初級(jí)代謝的調(diào)節(jié) 116
二、微生物次級(jí)代謝的調(diào)節(jié) 119
三、微生物發(fā)酵中的代謝調(diào)控 123
第三節(jié) 微生物發(fā)酵動(dòng)力學(xué) 125
一、分批培養(yǎng)動(dòng)力學(xué) 126
二、連續(xù)培養(yǎng)動(dòng)力學(xué) 133
三、補(bǔ)料分批培養(yǎng)動(dòng)力學(xué) 138
第六章 種子的擴(kuò)大培養(yǎng) 145
**節(jié) 種子擴(kuò)大培養(yǎng)方法 145
一、實(shí)驗(yàn)室種子制備 145
二、生產(chǎn)車間種子制備 147
第二節(jié) 種子質(zhì)量的控制 149
一、影響孢子和種子質(zhì)量的因素 149
二、種子質(zhì)量的控制措施 153
第七章 發(fā)酵條件及過(guò)程控制 156
**節(jié) 發(fā)酵控制條件的優(yōu)化 156
一、發(fā)酵培養(yǎng)基配方優(yōu)化 156
二、發(fā)酵工藝參數(shù)的優(yōu)化 157
第二節(jié) 發(fā)酵過(guò)程的精確檢測(cè) 157
一、直接狀態(tài)參數(shù)和間接狀態(tài)參數(shù) 157
二、在線儀器監(jiān)測(cè)和離線分析 158
第三節(jié) 溫度的影響及其控制 159
一、影響發(fā)酵溫度的因素 160
二、溫度對(duì)發(fā)酵的影響 161
三、發(fā)酵過(guò)程溫度的控制 162
第四節(jié) pH的影響及其控制 163
一、發(fā)酵過(guò)程中影響pH的因素 163
二、pH對(duì)發(fā)酵過(guò)程的影響 164
三、發(fā)酵過(guò)程中pH的控制 164
第五節(jié) 通氣和攪拌 166
一、氧對(duì)發(fā)酵的影響 166
二、影響溶解氧變化的因素 168
三、發(fā)酵溶解氧的調(diào)控 170
第六節(jié) 泡沫的影響及其控制 172
一、發(fā)酵過(guò)程中泡沫的產(chǎn)生 172
二、泡沫對(duì)發(fā)酵的影響 173
三、泡沫的消除和控制 174
第七節(jié) 營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)的影響及其控制 176
一、碳源種類和濃度的影響及其控制 176
二、氮源種類和濃度的影響及其控制 178
三、磷酸鹽濃度的影響及其控制 179
第八節(jié) 二氧化碳和呼吸商 179
一、CO2與發(fā)酵 180
二、呼吸商與發(fā)酵 181
第九節(jié) 發(fā)酵終點(diǎn)的判斷 181
一、影響放罐時(shí)間的因素 181
二、發(fā)酵終點(diǎn)的判斷和操作 182
第十節(jié) 發(fā)酵過(guò)程的計(jì)算機(jī)控制 183
一、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的應(yīng)用 183
二、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的組成和功能 183
第八章 發(fā)酵產(chǎn)物的回收與純化 186
**節(jié) 發(fā)酵液的預(yù)處理 188
一、微生物細(xì)胞和非溶解性產(chǎn)物的固液分離 188
二、泡沫分離 188
三、沉淀 189
四、過(guò)濾 190
五、離心 195
六、細(xì)胞破碎 198
第二節(jié) 發(fā)酵產(chǎn)物的初步純化 200
一、液-液萃取 200
二、溶劑回收 203
三、雙水相萃取 204
四、反膠團(tuán)萃取 205
五、超臨界流體萃取 205
六、吸附 206
七、揮發(fā)性產(chǎn)物去除 206
第三節(jié) 發(fā)酵產(chǎn)物的深度純化 207
一、色譜法 207
二、膜過(guò)濾 210
三、干燥 211
四、結(jié)晶法 212
第四節(jié) 發(fā)酵液直接回收技術(shù) 213
第九章 發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì) 215
**節(jié) 概述 215
一、發(fā)酵工廠基本建設(shè)程序 215
二、發(fā)酵工廠工藝設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 218
第二節(jié) 發(fā)酵工藝流程設(shè)計(jì) 218
一、工藝流程設(shè)計(jì)的任務(wù)和成果 218
二、工藝流程的設(shè)計(jì)原則 219
三、工藝流程設(shè)計(jì)的基本程序 219
四、工藝流程設(shè)計(jì)的步驟 220
第三節(jié) 發(fā)酵工廠總圖布置 221
一、工廠的廠址選擇 221
二、總平面設(shè)計(jì) 221
第四節(jié) 發(fā)酵工藝計(jì)算 222
一、物料衡算 222
二、熱量衡算 223
三、用水量衡算 223
四、計(jì)算耗冷量 224
五、計(jì)算抽真空量 224
六、計(jì)算無(wú)菌壓縮空氣消耗量 225
七、計(jì)算用電量 225
八、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 226
第五節(jié) 設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型 226
一、設(shè)備選型的主要原則 226
二、設(shè)備的設(shè)計(jì)與選型 227
第六節(jié) 發(fā)酵車間布置與管道設(shè)計(jì) 228
一、發(fā)酵車間布置 228
二、車間工藝管道設(shè)計(jì) 230
第七節(jié) 發(fā)酵工業(yè)“三廢”處理及其工廠化設(shè)計(jì) 231
一、廢水 231
二、廢氣 232
三、廢渣 232
第八節(jié) 發(fā)酵工廠投資概算與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 232
一、建設(shè)項(xiàng)目總投資概算 232
二、概算與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)中的費(fèi)用計(jì)算 233
三、產(chǎn)品成本計(jì)算 234
四、借貸利息和還款能力預(yù)測(cè) 235
五、項(xiàng)目投資的經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 235
第十章 現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)主要產(chǎn)品的工藝過(guò)程 237
**節(jié) 抗生素 237
一、概述 237
二、抗生素工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程 239
三、青霉素生產(chǎn)工藝 241
第二節(jié) 氨基酸 243
一、概述 243
二、氨基酸工業(yè)發(fā)酵生產(chǎn)過(guò)程 244
第三節(jié) 有機(jī)酸 249
一、概述 249
二、檸檬酸工業(yè)發(fā)酵 250
三、乳酸工業(yè)發(fā)酵 251
第四節(jié) 酶制劑 253
一、概述 253
二、酶制劑的生產(chǎn)工藝 255
三、米曲霉α-淀粉酶生產(chǎn)工藝 258
第五節(jié) 核苷酸類物質(zhì) 260
一、概述 260
二、肌苷酸工業(yè)發(fā)酵 261
第十一章 發(fā)酵工程在食品工業(yè)中的應(yīng)用 264
**節(jié) 發(fā)酵工程在食品生產(chǎn)中的應(yīng)用 264
一、改造提升傳統(tǒng)發(fā)酵食品的生產(chǎn)工藝 264
二、食品添加劑的發(fā)酵生產(chǎn) 265
三、天然食品功能因子的發(fā)酵生產(chǎn) 266
四、食品新產(chǎn)品開(kāi)發(fā) 267
第二節(jié) 飲料酒的生產(chǎn)工藝 268
一、飲料酒的分類 268
二、白酒的釀造 269
三、啤酒的釀造 272
四、葡萄酒的釀造 275
五、黃酒的釀造 277
第三節(jié) 發(fā)酵調(diào)味品的釀造工藝 278
一、醬油的釀造 279
二、食醋的釀造 281
三、發(fā)酵豆制品的生產(chǎn)工藝 283
第十二章 發(fā)酵工程在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用 286
**節(jié) 微生物肥的發(fā)酵 286
一、微生物肥的含義及作用 286
二、微生物肥的發(fā)酵生產(chǎn) 289
第二節(jié) 生物農(nóng)藥的發(fā)酵 295
一、生物農(nóng)藥概述 295
二、細(xì)菌生物農(nóng)藥的發(fā)酵 295
三、放線菌生物農(nóng)藥的發(fā)酵 299
四、真菌生物農(nóng)藥的發(fā)酵生產(chǎn) 302
第三節(jié) 生物飼料的發(fā)酵 304
一、生物飼料概述 304
二、酵母菌體蛋白的發(fā)酵 306
三、其他生物飼料的發(fā)酵 308
第十三章 發(fā)酵工程在生物能源及環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用 311
**節(jié) 生物乙醇發(fā)酵 311
一、概述 311
二、乙醇發(fā)酵的原料 312
三、乙醇發(fā)酵有關(guān)的微生物 312
四、乙醇發(fā)酵生化機(jī)制 313
五、乙醇的發(fā)酵工藝 314
六、乙醇蒸餾與精餾 317
第二節(jié) 沼氣發(fā)酵 318
一、沼氣發(fā)酵理論機(jī)理 318
二、沼氣發(fā)酵的工藝類型和基本工藝流程 319
三、厭氧消化器的類別 320
第三節(jié) 發(fā)酵工程在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用 328
一、廢水生物處理 328
二、有機(jī)固體廢棄物的微生物處理 334
三、難降解有機(jī)物的降解與轉(zhuǎn)化 336
主要參考文獻(xiàn) 341
展開(kāi)全部
發(fā)酵工程(第二版) 節(jié)選
**章 發(fā)酵工程概述 發(fā)酵工程是生物工程的重要組成部分和基礎(chǔ)，是生物工程產(chǎn)業(yè)化的重要環(huán)節(jié)。發(fā)酵工程既為人類創(chuàng)造物質(zhì)財(cái)富，又在生產(chǎn)實(shí)踐中不斷地得到豐富和發(fā)展。可以預(yù)見(jiàn)，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)酵工程必將得到迅速的發(fā)展，從而影響工、農(nóng)、醫(yī)等眾多領(lǐng)域，為人類的發(fā)展帶來(lái)巨大的推動(dòng)作用。 發(fā)酵工程的內(nèi)容隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷擴(kuò)展和充實(shí)。現(xiàn)代的發(fā)酵工程不僅包括菌體生產(chǎn)和代謝產(chǎn)物的發(fā)酵生產(chǎn)，還包括微生物機(jī)能的利用。其主要內(nèi)容包括生產(chǎn)菌種的選育，發(fā)酵條件的優(yōu)化與控制，反應(yīng)器的設(shè)計(jì)及產(chǎn)物的分離、提取與精制等。 **節(jié) 發(fā)酵工程的概念 一、發(fā)酵的定義 （一）發(fā)酵的傳統(tǒng)概念 發(fā)酵（fermentation）*初來(lái)自拉丁語(yǔ)“發(fā)泡”（fervere）這個(gè)詞，其*早用來(lái)形容酵母作用于果汁或發(fā)芽谷物等含糖物質(zhì)并產(chǎn)生CO2等氣體的現(xiàn)象。 （二）生理生化意義的發(fā)酵 巴斯德研究酒精發(fā)酵后認(rèn)為，發(fā)酵是酵母在無(wú)氧條件下的呼吸過(guò)程，是“生物獲得能量的一種形式”。后續(xù)一系列相關(guān)研究成果對(duì)該定義進(jìn)行了拓展和修訂，形成了目前發(fā)酵的生理生化概念：發(fā)酵是一種生物氧化方式，其特征是有機(jī)物氧化放出的電子直接交給基質(zhì)本身未完全氧化的中間產(chǎn)物，同時(shí)釋放出能量和產(chǎn)生各種代謝產(chǎn)物。 （三）發(fā)酵的現(xiàn)代概念 在工業(yè)領(lǐng)域，把一切依靠微生物的生命活動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的工業(yè)生產(chǎn)均稱為發(fā)酵。這樣定義的發(fā)酵就是“工業(yè)發(fā)酵”。工業(yè)發(fā)酵要依靠微生物的生命活動(dòng)，生命活動(dòng)依靠生物氧化提供的代謝能來(lái)支撐，因此工業(yè)發(fā)酵應(yīng)該覆蓋微生物生理學(xué)中生物氧化的所有方式：有氧呼吸、無(wú)氧呼吸和發(fā)酵。 二、發(fā)酵工程的定義 發(fā)酵工程是利用微生物特定的性狀和功能，通過(guò)現(xiàn)代化工程技術(shù)，生產(chǎn)有用物質(zhì)或直接應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)的技術(shù)體系；是將傳統(tǒng)發(fā)酵與現(xiàn)代的DNA重組、細(xì)胞融合、分子修飾和改造等新技術(shù)結(jié)合并發(fā)展起來(lái)的工藝方法；也可以說(shuō)是滲透有工程學(xué)的微生物學(xué)，是發(fā)酵技術(shù)工程化的發(fā)展。由于主要是利用微生物發(fā)酵過(guò)程來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)品，因此發(fā)酵工程也可稱為微生物工程。 三、發(fā)酵工程的特點(diǎn) 發(fā)酵工程的主要材料是微生物，是微生物參與的，由其生長(zhǎng)繁殖和代謝反應(yīng)所引起的生物反應(yīng)過(guò)程。這些過(guò)程既有利用原有微生物特性獲得某種產(chǎn)物的過(guò)程，又有利用微生物消除某些物質(zhì)（廢水、廢物的處理）的過(guò)程，但是它們都是活的微生物的反應(yīng)過(guò)程。這一過(guò)程中的產(chǎn)物可以是過(guò)程的中間或終點(diǎn)時(shí)的代謝產(chǎn)物，也可以是有機(jī)物質(zhì)的降解物或微生物自身的細(xì)胞。 發(fā)酵工程的主要技術(shù)手段和設(shè)備與化學(xué)工程非常接近，化學(xué)工程中的許多單元操作在發(fā)酵工程中得到應(yīng)用。國(guó)外許多學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)把發(fā)酵工程作為化學(xué)工程的一個(gè)分支，稱為“生化工程”。但由于發(fā)酵工程是培養(yǎng)和處理活的有機(jī)體，因此除了與化學(xué)工程有共性外還有它的特殊性。例如，空氣除菌系統(tǒng)、培養(yǎng)基滅菌系統(tǒng)等都是發(fā)酵工程工業(yè)中所特有的。再如化學(xué)工程中，氣液兩相混合、吸收的設(shè)備僅有通風(fēng)和攪拌的作用，而通風(fēng)機(jī)械攪拌發(fā)酵罐除了上述作用外，還包括復(fù)雜的氧化、還原、轉(zhuǎn)化、水解、生物合成及細(xì)胞的生長(zhǎng)和分裂等作用，而且還有其嚴(yán)格的無(wú)菌要求，不能簡(jiǎn)單地與氣體吸收設(shè)備完全等同起來(lái)。提取部分的單元操作雖然與化工中的單元操作無(wú)明顯區(qū)別，但為適應(yīng)菌體與微生物產(chǎn)物的特點(diǎn)，還要采取一些特殊措施并選用合適的設(shè)備。簡(jiǎn)言之，發(fā)酵工程就是化學(xué)工程中各有關(guān)單元操作結(jié)合了微生物特性的一門學(xué)科。 與化學(xué)工程生產(chǎn)技術(shù)相比，發(fā)酵工程的微生物反應(yīng)過(guò)程具有以下特點(diǎn)：①作為生物化學(xué)反應(yīng)，通常在溫和的條件下進(jìn)行（如常溫和常壓），因此設(shè)備不需要考慮防爆等問(wèn)題；②原料來(lái)源廣泛，通常以糖、淀粉等碳水化合物為主，只要不含有毒物質(zhì)，一般無(wú)精制的必要；③反應(yīng)以生命體的自動(dòng)調(diào)節(jié)方式進(jìn)行，因此數(shù)十個(gè)反應(yīng)過(guò)程能夠像單一反應(yīng)一樣，在單一反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行；④既能生產(chǎn)多種小分子產(chǎn)品，也能很容易地生產(chǎn)復(fù)雜的高分子化合物，如各類酶等；⑤由于生命體特有的反應(yīng)機(jī)制，能高度選擇性地進(jìn)行復(fù)雜化合物在特定部位的氧化、還原、官能團(tuán)導(dǎo)入等反應(yīng)；⑥生產(chǎn)發(fā)酵產(chǎn)物的生物物質(zhì)菌體本身也是發(fā)酵產(chǎn)物，富含維生素、蛋白質(zhì)、酶等有用物質(zhì)，除特殊情況外，發(fā)酵液等一般對(duì)生物體無(wú)害；⑦通過(guò)微生物的菌種改良，能夠利用原有生產(chǎn)設(shè)備大幅度提高生產(chǎn)水平。發(fā)酵過(guò)程的這些特征決定了發(fā)酵工程的種種優(yōu)點(diǎn)，使得發(fā)酵工程成為生物工程的核心之一而受到了廣泛重視。 但因?yàn)榘l(fā)酵工程所依賴的微生物反應(yīng)過(guò)程存在著其特有的規(guī)律，所以發(fā)酵過(guò)程中也有一些問(wèn)題應(yīng)該引起特別的注意：①底物不可能完全轉(zhuǎn)化成目的產(chǎn)物，副產(chǎn)物的產(chǎn)生不可避免，因而造成了提取和精制困難，這是目前發(fā)酵行業(yè)下游操作落后的原因之一；②微生物的反應(yīng)是活細(xì)胞的反應(yīng)，產(chǎn)物的獲得除受環(huán)境因素影響外，也受細(xì)胞內(nèi)因素的影響，并且菌體易發(fā)生變異，實(shí)際控制相當(dāng)困難；③原料是農(nóng)副產(chǎn)品，雖然價(jià)廉，但質(zhì)量和價(jià)格波動(dòng)較大；④生產(chǎn)前準(zhǔn)備工作量大、花費(fèi)高，相對(duì)化學(xué)反應(yīng)而言，反應(yīng)器效率低；⑤因?yàn)檫^(guò)高的底物或產(chǎn)物濃度不利于細(xì)胞生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成，為提高產(chǎn)量常需采用大體積的反應(yīng)器；⑥發(fā)酵廢液常具有較高的化學(xué)需氧量（chemical oxygen demand，COD）和生化需氧量（biochemical oxygen demand，BOD），如不進(jìn)行處理會(huì)造成環(huán)境污染；⑦發(fā)酵生產(chǎn)在操作上*需要注意防止雜菌污染，全過(guò)程一般要求在無(wú)菌狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)，一旦失敗，就要遭受重大損失。 四、發(fā)酵工程常見(jiàn)的主要發(fā)酵類型 微生物發(fā)酵是一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的過(guò)程，尤其是大規(guī)模工業(yè)發(fā)酵，要達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，更是需要研發(fā)和使用多種多樣的發(fā)酵技術(shù)。目前常用的發(fā)酵技術(shù)，可按其某些特征人為地分為以下幾類（圖1-1）。 （一）厭氧發(fā)酵與好氧發(fā)酵 厭氧發(fā)酵是利用一些專性或兼性厭氧微生物進(jìn)行的發(fā)酵，如丙酮、丁醇、乳酸、乙醇的生產(chǎn)。因其不需供氧，整個(gè)發(fā)酵過(guò)程不需要通入空氣，是在密閉的條件下進(jìn)行的。厭氧發(fā)酵的設(shè)備一般比較簡(jiǎn)單。嚴(yán)格的厭氧液體深層發(fā)酵的主要特色是排除發(fā)酵罐中的氧。罐內(nèi)的發(fā)酵液應(yīng)盡量裝滿，以便減少上層氣相的影響，有時(shí)還需要充入無(wú)氧氣體。發(fā)酵罐的排氣口要安裝水封裝置，培養(yǎng)基應(yīng)預(yù)先處理以減少其中的含氧量。此外，厭氧發(fā)酵需要使用大劑量接種（一般接種量為總操作體積的10%～20%），使菌體迅速生長(zhǎng)，減少其對(duì)外部氧滲入的敏感性。乙醇、丙酮、丁醇和乳酸等都是采用液體厭氧發(fā)酵工藝生產(chǎn)的。在農(nóng)村普遍推廣的沼氣發(fā)酵也是典型的厭氧發(fā)酵（圖1-2）。 好氧發(fā)酵是利用需氧的微生物進(jìn)行的發(fā)酵。其特點(diǎn)是在發(fā)酵過(guò)程中需要不斷地供給微生物氧氣（或空氣），以滿足微生物呼吸代謝。多數(shù)發(fā)酵生產(chǎn)屬于有氧發(fā)酵。好氧發(fā)酵的方法有通氣、通氣攪拌或表層培養(yǎng)等類型。 （二）液態(tài)發(fā)酵與固態(tài)發(fā)酵 液態(tài)發(fā)酵（液體培養(yǎng)），是指將微生物接種到液體培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)和發(fā)酵的過(guò)程。進(jìn)行液體培養(yǎng)時(shí)，氧氣的需求和供給是必須考慮的重要環(huán)境因素。由于在現(xiàn)代發(fā)酵工程中大多數(shù)發(fā)酵微生物是好氧性的，而在液體培養(yǎng)條件下微生物只能利用其中的溶解氧，因此如何保證在培養(yǎng)液中有較高的溶解氧濃度至關(guān)重要。在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的好氧菌液態(tài)發(fā)酵方式主要有四種：試管液體培養(yǎng)、淺層液體培養(yǎng)、搖瓶培養(yǎng)和臺(tái)式發(fā)酵罐培養(yǎng)。工業(yè)生產(chǎn)中常見(jiàn)的好氧菌液態(tài)發(fā)酵方式是通氣培養(yǎng)，該方法適于抗生素、氨基酸、核苷酸等的發(fā)酵。具體的培養(yǎng)方式包括淺盤培養(yǎng)和發(fā)酵罐深層培養(yǎng)。其中，液體深層培養(yǎng)是在青霉素等抗生素發(fā)酵中發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，由于其生產(chǎn)效率較高、易于控制、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，因此在發(fā)酵工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。也有部分發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)不需要氧氣，過(guò)多的氧氣甚至?xí)绊懢w生長(zhǎng)，這就必須給發(fā)酵體系制造無(wú)氧環(huán)境。實(shí)驗(yàn)室中，用液體培養(yǎng)基進(jìn)行厭氧菌培養(yǎng)時(shí)，一般采用添加有機(jī)還原劑（如巰基乙醇、半胱氨酸）或無(wú)機(jī)還原劑（鐵絲等）的深層液體培養(yǎng)基，其上方封以凡士林-石蠟層，如放在厭氧罐中培養(yǎng)，則效果更好。工業(yè)生產(chǎn)中常見(jiàn)的厭氧液態(tài)發(fā)酵方式是靜置培養(yǎng)，該方法可用于乙醇、丙酮-丁醇、乳酸等的發(fā)酵。 固態(tài)發(fā)酵（固體培養(yǎng)或固體發(fā)酵），是指利用固體培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)和發(fā)酵的過(guò)程。微生物貼附在營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)表面生長(zhǎng)，所以又可稱為表面培養(yǎng)。固體培養(yǎng)在微生物鑒定、計(jì)數(shù)、純化和保藏等方面發(fā)揮著重要作用。一些絲狀真菌可以進(jìn)行生產(chǎn)規(guī)模的固態(tài)發(fā)酵。實(shí)驗(yàn)室常見(jiàn)的固體培養(yǎng)方法主要有試管斜面、培養(yǎng)皿平板、較大型的克氏扁瓶和茄子瓶斜面等，用于菌種的分離、純化、保藏和生產(chǎn)種子的制備。生產(chǎn)中好氧真菌的固體培養(yǎng)方法都是將接種后的固體基質(zhì)薄薄地?cái)備佋谌萜鞯谋砻妫@樣，既可使菌體獲得充足的氧氣，又可以將生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量及時(shí)釋放，這是傳統(tǒng)的曲法培養(yǎng)的基本原理。進(jìn)行固體培養(yǎng)的設(shè)備有較淺的曲盤、轉(zhuǎn)鼓和通風(fēng)曲槽等。生產(chǎn)實(shí)踐中對(duì)厭氧菌固體培養(yǎng)的例子不多見(jiàn)。在我國(guó)傳統(tǒng)的白酒生產(chǎn)中，一般采用大型深層地窖進(jìn)行堆積式的固態(tài)發(fā)酵。雖然其中的酵母菌為兼性厭氧菌，但也可以算作厭氧固體發(fā)酵的例子。總之，固體培養(yǎng)的設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，但是pH、溶解氧和溫度等不易控制，耗費(fèi)勞動(dòng)力多，占地面積大，容易污染，生產(chǎn)規(guī)模難以擴(kuò)大。生產(chǎn)上的固態(tài)發(fā)酵實(shí)例見(jiàn)表1-1。 表1-1 固態(tài)發(fā)酵實(shí)例 （三）分批發(fā)酵與連續(xù)發(fā)酵 分批發(fā)酵又稱為分批培養(yǎng)，是指將所有的物料（除空氣、消泡劑、調(diào)節(jié)pH的酸堿物外）一次加入發(fā)酵罐，然后滅菌、接種、培養(yǎng)，*后將整個(gè)罐的內(nèi)容物放出，進(jìn)行產(chǎn)物回收，清理罐體，重新開(kāi)始新的裝料發(fā)酵的發(fā)酵方式。在整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程中，除氧氣的供給、發(fā)酵尾氣的排出、消泡劑的添加和控制pH加入酸或堿外，整個(gè)培養(yǎng)系統(tǒng)與外界沒(méi)有其他物質(zhì)的交換。分批發(fā)酵過(guò)程中隨著培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不斷減少，微生物生長(zhǎng)的環(huán)境條件也隨之不斷變化。因此，分批發(fā)酵是一種非穩(wěn)態(tài)的培養(yǎng)方法（圖1-3）。分批培養(yǎng)系統(tǒng)屬于封閉系統(tǒng)，只能在一段有限的時(shí)間內(nèi)維持微生物的增殖，微生物處在限制性的條件下生長(zhǎng)，表現(xiàn)出典型的生長(zhǎng)周期（圖1-4）。該方法操作簡(jiǎn)單、易于掌握，迄今為止，仍是常用的發(fā)酵方法，廣泛用于多種發(fā)酵過(guò)程。 連續(xù)發(fā)酵又稱為連續(xù)培養(yǎng)，是指以一定的速度向培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)添加新鮮的培養(yǎng)基，同時(shí)以相同的速度流出培養(yǎng)液，從而使培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)培養(yǎng)液的量維持恒定，使微生物細(xì)胞能在近似恒定狀態(tài)下生長(zhǎng)的微生物培養(yǎng)方式（圖1-5）。它與封閉系統(tǒng)中的分批發(fā)酵培養(yǎng)方式相反，是在開(kāi)放的系統(tǒng)中進(jìn)行的。由于培養(yǎng)基能不斷更新，解除了營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)和環(huán)境對(duì)微生物生長(zhǎng)的限制，因此該方法可以達(dá)到穩(wěn)定、高速培養(yǎng)微生物細(xì)胞或生產(chǎn)大量代謝產(chǎn)物的目的。此外，對(duì)于細(xì)胞的生理或代謝規(guī)律的研究，連續(xù)發(fā)酵是一種重要的手段。相較于分批發(fā)酵，連續(xù)發(fā)酵的主要優(yōu)勢(shì)是簡(jiǎn)化了菌種的擴(kuò)大培養(yǎng)、發(fā)酵罐的多次滅菌、清洗、出料等工序，縮短了發(fā)酵周期，提高了設(shè)備利用率和生產(chǎn)效率，降低了人力、物力的消耗，使產(chǎn)品更具有商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。 但是連續(xù)發(fā)酵也存在著現(xiàn)階段難以克服的缺點(diǎn)。對(duì)大部分微生物來(lái)說(shuō)，通過(guò)連續(xù)發(fā)酵研究其生理、生化和遺傳特性是很困難的，而用連續(xù)發(fā)酵進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)也很難實(shí)現(xiàn)。其主要原因是：①連續(xù)發(fā)酵運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)，菌種多退化，容易污染，培養(yǎng)基的利用率一般低于分批發(fā)酵；②工藝中的變量較分批發(fā)酵復(fù)雜，較難控制和擴(kuò)大；③在次級(jí)代謝產(chǎn)物，如抗生素大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中，難以利用連續(xù)發(fā)酵，因?yàn)樯纱渭?jí)代謝產(chǎn)物所需的*佳條件，往往與其菌種生長(zhǎng)所需的*佳條件不一致，有的還與微生物細(xì)胞分化有關(guān)。 目前連續(xù)發(fā)酵主要被用來(lái)大規(guī)模生產(chǎn)乙醇、丙酮、丁醇、乳酸、黃原膠（圖1-6）、食用酵母、飼料酵母以及單細(xì)胞蛋白，還可用于石油脫蠟及污水處理并取得了好的效果。例如，丙酮-丁醇梭菌（Clostridium acetobutylicum）采用兩罐（級(jí)）連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)丙酮-丁醇。**罐培養(yǎng)液的稀釋率為0.125h－1，即流速控制成8h更換一次罐內(nèi)的培養(yǎng)液，發(fā)酵溫度為37℃，pH 3.4。控制此罐主要發(fā)酵菌體，第二罐稀釋率為0.04h－1，即25h更換罐內(nèi)培養(yǎng)液一次，33℃，pH 4.3發(fā)酵。這樣連續(xù)發(fā)酵大規(guī)模生產(chǎn)丙酮-丁醇溶劑，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一年多，比采用分批發(fā)酵方式產(chǎn)生的效
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