发酵工程培训课件

发酵工程培训课件Contents目录发酵工程简介发酵工程的基本原理发酵工艺流程发酵工程中的设备与仪器发酵工程中的安全与环保发酵工程案例分析发酵工程简介01利用微生物的代谢过程，通过现代工程技术手段，生产出人类所需产品的工业过程。发酵工程微生物发酵方式在发酵工程中，主要利用的是细菌、酵母菌、霉菌等微生物。根据微生物的代谢方式，发酵可以分为厌氧发酵和好氧发酵两种方式。030201发酵工程定义发酵工程起源于古代酿酒和制酱的过程，人类在长期实践中积累了丰富的经验。起源随着工业革命的发展，发酵工程逐渐发展成为一门独立的学科。20世纪随着基因组学、代谢组学等新兴学科的兴起，发酵工程在理论上和技术上得到了极大的提升。现代发酵工程的历史与发展发酵工程的应用领域利用发酵工程生产面包、啤酒、酸奶等食品。利用发酵工程生产抗生素、疫苗、生物制品等医药产品。利用发酵工程生产生物农药、生物肥料等农业投入品，提高农业生产效率。利用发酵工程处理废水、废气等环境污染问题，实现环保和资源化利用。食品工业医药工业农业环境治理发酵工程的基本原理02在发酵工程中常用的细菌有棒状杆菌、乳酸菌、芽孢杆菌等，它们具有发酵产酶能力强、生长繁殖快等特点。细菌酵母菌是兼性厌氧微生物，具有繁殖速度快、发酵产物种类多等优点，常用于酒精、啤酒、面包等产品的生产。酵母菌霉菌在发酵工程中常用于生产淀粉酶、蛋白酶、果胶酶等酶制剂，其发酵产物还有抗生素、有机酸等。霉菌微生物的种类与特性微生物的生长曲线分为四个阶段，分别为适应期、对数生长期、稳定期和衰亡期。在适应期，微生物适应新的环境；在对数生长期，微生物快速生长繁殖；在稳定期，微生物的繁殖速度与死亡速度相等；在衰亡期，微生物死亡速度大于繁殖速度。微生物的生长曲线培养基是供给微生物生长繁殖的混合养料，由水、碳源、氮源、无机盐等组成。根据不同微生物的需求，培养基的成分和浓度需要进行调整。微生物的培养基微生物的生长与繁殖微生物的代谢途径微生物通过代谢途径将底物转化为产物，常见的代谢途径有糖酵解、三羧酸循环等。了解不同微生物的代谢途径是实现发酵工程高效率的关键。发酵过程控制发酵过程控制是实现高效率发酵的重要手段，包括温度、pH值、溶氧浓度等参数的控制。通过合理的控制这些参数，可以有效地提高发酵产物的产量和质量。微生物代谢与发酵过程发酵工艺流程03根据生产需要，选择具有优良性状的菌株进行分离、纯化及遗传改良。菌种选育将保藏的纯菌种在摇瓶或种子罐中进行扩大培养，为后续发酵提供足够数量的活菌体。种子扩大培养菌种选育与种子扩大培养根据生产工艺要求，设计合理的发酵罐结构及配套设施，确保发酵过程高效稳定。控制发酵罐内的温度、压力、溶氧、pH等工艺参数，保证菌体生长和产物合成的最佳条件。发酵罐设计与操作发酵罐操作发酵罐设计采用适当的分离纯化技术，如离心、过滤、萃取等，将目标产物从发酵液中分离出来。发酵产物提取对提取的发酵产物进行进一步纯化，去除杂质，提高产品质量和纯度。产物精制发酵产物的提取与精制发酵工程中的设备与仪器04

发酵设备发酵罐用于微生物发酵生产的主要设备，具有搅拌装置和温度、压力控制系统。种子罐用于培养微生物种子的设备，具有适宜的温湿度和气体环境。过滤器用于过滤发酵液中的杂质和微生物，保证发酵液的纯净度。分光光度计用于检测发酵液中的光学性质，如吸光度、透光率等，以评估发酵过程的状态。生物传感器用于检测发酵液中的生物量、代谢产物等指标，具有快速、准确的特点。气相色谱仪用于检测发酵气体中的成分，如二氧化碳、氧气等，以了解微生物的呼吸代谢情况。检测仪器用于控制发酵设备的自动化运行，实现温度、压力、流量等工艺参数的精确控制。PLC控制系统实时监测发酵设备的运行状态和工艺参数，及时发现异常情况并进行预警。监控系统对发酵过程中采集的数据进行分析处理，为优化发酵工艺提供科学依据。数据处理系统自动化控制系统发酵工程中的安全与环保05建立和完善安全生产责任制，明确各级管理人员和操作人员的安全职责。安全生产责任制定期开展安全培训和教育活动，提高员工的安全意识和操作技能。安全培训与教育定期进行安全生产检查和隐患排查，及时发现和消除安全隐患。安全生产检查与隐患排查制定应急预案并进行演练，确保在紧急情况下能够迅速、有效地应对。应急预案与演练安全生产管理减少污染物排放废水处理废气处理噪声控制环境保护措施01020304通过技术改造和升级，降低生产过程中的污染物排放量。对生产过程中产生的废水进行有效的处理，确保达标排放。对生产过程中产生的废气进行治理，减少对大气环境的污染。采取有效措施控制噪声的产生和传播，确保符合国家噪声标准。废弃物处理根据废弃物的性质和产生量，采取适当的处理方式，如焚烧、填埋等。资源化利用对可回收利用的废弃物进行回收、加工和再利用，提高资源利用率。废弃物分类与收集对生产过程中产生的废弃物进行分类收集，便于后续处理和资源化利用。废弃物处理与资源化利用发酵工程案例分析06选择淀粉质或糖蜜作为原料，通过清洗、破碎、蒸煮等预处理，使原料达到适合发酵的物理状态。原料选择与预处理利用酶或酸将淀粉和糖类物质水解成可发酵性糖，如葡萄糖、果糖等。糖化在酵母菌的作用下，将可发酵性糖转化为乙醇和二氧化碳。酒精发酵通过蒸馏、萃取等方法，将乙醇从发酵液中分离出来，再经过精馏得到高纯度酒精。产物分离与提纯酒精发酵工艺流程选择淀粉质或糖蜜作为原料，通过清洗、破碎、糖化等预处理，使原料达到适合发酵的物理状态。原料选择与预处理菌种制备柠檬酸发酵产物分离与提纯通过孢子培养、种子培养等过程，制备出一定浓度的柠檬酸菌种。在柠檬酸菌的作用下，将可发酵性糖转化为柠檬酸。通过过滤、萃取、结晶等方法，将柠檬酸从发酵液中分离出来，再经过烘干得到高纯度柠檬酸。柠檬酸发酵工艺流程选择具有高表达量的菌种，通过培养基的优化和菌种的基因改造，提高目的酶的表达量。菌种选择与培养