第10章 发酵经济学

1、http:/ 培养基成本分析培养基成本分析无菌空气与通气搅拌无菌空气与通气搅拌 动力费（加热、冷却）动力费（加热、冷却）培养方式培养方式后处理成本后处理成本发酵规模发酵规模 市场经济信息分析及管理技术市场经济信息分析及管理技术n http:/ 菌株菌株 发酵工程原理发酵工程原理 反应过程（代谢、工艺过程及控制）反应过程（代谢、工艺过程及控制） 后处理后处理 发酵经济学发酵经济学 发酵产品及发酵工厂设计（具体工艺、设备、效益分析）发酵产品及发酵工厂设计（具体工艺、设备、效益分析） http:/ 菌菌种：应选用种：应选用高产稳定、适应性强的优良生产菌株高产稳定、适应性强的优良生产菌株 ；原料：来源

2、广泛（易采购、价廉）原料：来源广泛（易采购、价廉）, 利用率高；有替代品利用率高；有替代品; 发酵过程：易于控制，可实现自动控制系统，以控制产品发酵过程：易于控制，可实现自动控制系统，以控制产品质量质量培养方式培养方式: 尽量提高设备的利用率和劳动生产率，如果采用尽量提高设备的利用率和劳动生产率，如果采用的是分批培养方式，则要尽量缩短生长周期，或采用补料的是分批培养方式，则要尽量缩短生长周期，或采用补料分批提高发酵产量。分批提高发酵产量。http:/ 排放物的数量和浓度应小，这样排放物的数量和浓度应小，这样 可减少物料的损失，降低废水处理的开支。可减少物料的损失，降低废水处理的开支。http:

3、/ +销售税金及附加销售税金及附加http:/ http:/ 耐热性：在筛选菌体蛋白生产株时，国外曾选定了耐耐热性：在筛选菌体蛋白生产株时，国外曾选定了耐热放线菌，这是由于：热放线菌，这是由于：此菌可在此菌可在生长，所以可节约冷却水；生长，所以可节约冷却水；该菌体蛋白富含甲硫氨酸，可用作强化蛋白添加剂；该菌体蛋白富含甲硫氨酸，可用作强化蛋白添加剂；该菌菌体系由菌丝构成，简单的过滤技术即可获得该菌菌体系由菌丝构成，简单的过滤技术即可获得产品。产品。http:/ ICI公司选定生产公司选定生产scp的菌株时，考虑了几个经济技术指标的菌株时，考虑了几个经济技术指标：有较高的甲醇同化效率（利用石油发酵

4、）。有较高的甲醇同化效率（利用石油发酵）。 增长速率快。增长速率快。连续培养中遗传性能稳定。连续培养中遗传性能稳定。菌体蛋白营养价值高，且不存在毒性和病原性。菌体蛋白营养价值高，且不存在毒性和病原性。 http:/ 产酶单位高；产酶单位高； 遗传性能稳定；遗传性能稳定； 不产或少产杂酶；不产或少产杂酶； 能充分利用培养基。能充分利用培养基。 http:/ 改良成本与改良后效益相比很小改良成本与改良后效益相比很小只要突变株的青霉素生产单位数提高只要突变株的青霉素生产单位数提高10%,那么对一个年产那么对一个年产450吨的青霉素工厂来说，其一年内增加的产值可超过选吨的青霉素工厂来说，其一年内增加的

5、产值可超过选育费用的三倍。育费用的三倍。糖化酶生产株糖化酶生产株 UVB-11-1-3形态回复突变株具有形态回复突变株具有发酵单位高、发酵单位高、发酵周期短、通风量小、培养温度允许较高、酶系较纯、发酵周期短、通风量小、培养温度允许较高、酶系较纯、成本较低等优点，吨酒精的耗糖化酶成本可比使用成本较低等优点，吨酒精的耗糖化酶成本可比使用UV-11固体曲时降低固体曲时降低50%左右。左右。代谢工程育种代谢工程育种 http:/ 价格影响因素价格影响因素种植面积和收获情况种植面积和收获情况市场需求量市场需求量贮存问题贮存问题需建大容量仓库；需建大容量仓库；占用大量流动资金，影响资金周转；占用大量流动资

6、金，影响资金周转；变质的危害。变质的危害。降低培养基成本的主要方法降低培养基成本的主要方法筛选发酵单位数较高的培养基配方；筛选发酵单位数较高的培养基配方；选用价格较低的选用价格较低的C、N源组分源组分。http:/ 工业废料的利用工业废料的利用 优点：以此作为廉价优点：以此作为廉价C源，主要意义在其社会效益源，主要意义在其社会效益显著，保护了环境显著，保护了环境 。缺点：经济效益不如传统原料高。缺点：经济效益不如传统原料高。http:/ 原材料中矿物质所占比重一般较小，其中价高的原材料中矿物质所占比重一般较小，其中价高的为磷酸盐，且要求是食用级的而不是肥料级的。为磷酸盐，且要求是食用级的而不是

7、肥料级的。 培养基用的钾、镁、锌、铁盐，应采用它们的硫培养基用的钾、镁、锌、铁盐，应采用它们的硫酸盐而不是氯化物酸盐而不是氯化物 。http:/ m3/min。 空气过滤器的总操作费：空气过滤器的总操作费： （1）大小与动力费的关系）大小与动力费的关系 （2）除菌效率上考虑）除菌效率上考虑 （3）过滤介质的选择）过滤介质的选择 http:/ http:/ 节约冷却水用量的办法节约冷却水用量的办法 采用气升式发酵罐；采用气升式发酵罐；选育嗜热或耐热的生产菌株；选育嗜热或耐热的生产菌株；改变原料路线，少用烃类原料。改变原料路线，少用烃类原料。 http:/ 无蒸煮发酵或低温蒸煮发酵无蒸煮发酵或低温

8、蒸煮发酵 浓醪发酵浓醪发酵高温发酵高温发酵蒸馏流程中的热泵节能和汽相过塔蒸馏流程中的热泵节能和汽相过塔余热利用和废醪沼气发酵回收燃烧值余热利用和废醪沼气发酵回收燃烧值http:/ 分批培养时，在整个操作周期中的平均生产能力为：分批培养时，在整个操作周期中的平均生产能力为：P生产能力生产能力，g cell（或产物或产物）(Lh) Xf最终细胞浓度最终细胞浓度，（g/l）； X0初始细胞浓度初始细胞浓度，(g/l)m最大比生长率最大比生长率，(h1)； tL生长迟缓期的时间生长迟缓期的时间，(h);辅助ttxxln1xPL0fmfhttp:/ 提高平均生产能力的措施：提高平均生产能力的措施：增加接

9、种量，增加接种量，X0值增大值增大 ；接种时接入处于生长旺盛期的种子，可以有效地缩短接种时接入处于生长旺盛期的种子，可以有效地缩短tL ;选育选育m值较大的生产菌株或高产菌株值较大的生产菌株或高产菌株 ;辅助操作所占用时间的影响，对发酵周期较短的过程影响辅助操作所占用时间的影响，对发酵周期较短的过程影响很大；而对长周期发酵产品则影响较小。很大；而对长周期发酵产品则影响较小。http:/ 养的生产能力相比较，得养的生产能力相比较，得 xm最大细胞浓度最大细胞浓度；x0起始细胞浓度起始细胞浓度； m 最大比生长速率最大比生长速率；DC临界稀释速率临界稀释速率； Y细胞得率系数（对限制性基质）细胞得

10、率系数（对限制性基质）； YDxxxtxxcmmmm00ln辅助分批培养生产能力连续培养生产能力http:/ 一般对生长较快的菌株来说，采用连续培养是很有利的。一般对生长较快的菌株来说，采用连续培养是很有利的。 以后处理成本为主的发酵不适合进行连续发酵以后处理成本为主的发酵不适合进行连续发酵 。http:/ http:/ 。http:/ n规模规模成本成本 n规模系数规模系数(啤酒啤酒:n=0.6;SCP:n=0.70.8)http:/ 具体确定规模时具体确定规模时, 还要考虑以下节约性因素：还要考虑以下节约性因素：设备可获得的最大通气能力设备可获得的最大通气能力(传质传质);冷却能力冷却能力(传热传热);制造技术水平和运输安装等问题制造技术水平和运输安装等问题 超大型罐的设计力求减少设备投资费和操作费，致力超大型罐的设计力求减少设备投资费和操作费，致力于提高传氧效率且结构简单。于提高传氧效率且结构简单。装置的使用寿命直接影