发酵工程第讲
62页1、发酵工程 Fermentation engineering 授课教师 张书祥 2013.2.28,发酵工程概述 1、发酵工程的定义,发酵,发酵工程: 微生物(发酵) + 工程技术 利用微生物的性状和机能,通过现代化工程技术,生产人们所需要产品或为人类服务的过程。如抗生素、酒类、有机酸、基因工程药物等的生产。发酵过程是以微生物反应为核心的,因此,发酵工程又被称为微生物工程。,2、发酵工程与生物工程的关系 生物工程: 生命科学应用于产业方面,称为生物工程学。也就是利用生物体(生物作用剂:微生物、动物细胞、植物细胞等)的机能,通过现代化工程技术,生产人们所需要产品的过程。生物工程包括:发酵工程、酶工程 、基因工程 、细胞工程 。 发酵工程是生物工程的重要组成部分,在生物工程中处于中心地位。无论是从微生物得到酶或用基因工程菌获得产品都必须依赖发酵工程技术。发酵工程的发展直接影响生物工程的进一步发展。,3、发酵工程与化学工程、生化工程的比较 工业发酵的过程是依靠微生物细胞生命活动获得目的产物的过程,从根本上区别于化学合成工业和生化工业。在工业化学过程中没有生物活性物质参与催化。工业生化过程属于由
2、酶催化的体外酶反应过程,酶具有生物活性。当酶失活、辅酶耗尽,过程就停止了。,4、发酵工程课程主要内容 4.1 发酵工程的微生物学原理 第一章 绪论:发酵工程基本概念、发展史、应用、发展趋势等 。 第二章 工业微生物(发酵的生物学基础):细菌、放线菌、酵母菌、霉菌等的种类、来源,微生物选育、保藏、复壮。 第三章 微生物的发酵机理(发酵的生物化学基础):糖代谢,脂肪代谢,蛋白质代谢、氨基酸代谢及其调控等。 4.2 发酵工程的工程学原理 第四章 培养基及其设计、制备、优化、灭菌 第五章 空气除菌的工艺及设备 第六章 生产菌种的扩大培养及保藏,第七章 发酵过程的工艺控制 第八章 发酵参数的检测 第九章 发酵动力学 第十章 发酵设备 第十一章 工业发酵的染菌及防治 第十二章 发酵产品的提取、精制工艺及设备 第十三章 发酵工厂工艺设计 4.3 发酵工程产业实例 第十四章 传统发酵 第十五章 固定化细胞发酵 第十六章 清洁生产技术,上 游 原料 原料处理 培养基的配制、设计与灭菌 菌种的选育 保藏菌种 种子制备 发酵培养 空气 空气除菌 无菌空气 下 游 发酵液 预处理 初步纯化 精制加工 成品 工
3、艺、设备、传统、现代,菌种筛选,摇瓶种子,种子罐种子,发酵罐生产,5、 发酵工程参考书,发酵工程 自编 2012.11 发酵工程 徐岩主编 高教出版社2011.6 发酵工程原理 肖冬光主编 中国轻工业出版社2004.7 发酵工程原理与技术 李艳主编 高教出版社2007.1 微生物工程 曹军卫主编 科学出版社 2002.8 生物工艺学(俞俊棠 唐孝宣) 华东理工大学出版社 发酵工艺原理(熊宗贵)中国药科大学出版社 发酵工程与设备 轻工出版社 生物工程设备(梁世中)轻工出版社 微生物工程(焦瑞身) 化学工业出版社 Principles of Fermentation Technology (Stephen J. Hall, Peter F. Stanbury &Allan Whitaker),6、课程网络教学 登陆教务系统精品课程网络平台,可查阅教学PPT,教学大纲、复习题、课程简介等。 7、及成绩评定办法 平时成绩:占总成绩30%,包括:课堂的出勤率、平时学习态度及与老师的交流、讨论等。 期末考试:占总成绩70%,笔试,根据学校统一安排进行。,第一讲(2013.2.28) 第四章 培养基
4、及其设计、制备、优化、灭菌 第一节 培养基的类型 第二节 发酵培养基的成分及来源 第三节 发酵培养基的设计和优化 第四节 发酵培养基的灭菌及相关设备,发酵培养基:发酵培养基是指一切可供微生物细胞生长 繁殖合成产物所需的一组营养基质。同时培养基也为微生物生长、代谢、产物积累提供除营养外的其它所必须的条件。,发酵培养基的作用:,满足菌体的生长 促进产物的形成,发酵生产培养基的要求,培养基能够满足产物最经济的合成。 发酵后所形成的副产物尽可能的少。 培养基的原料应因地制宜,价格低廉;且性能稳定,资源 丰富,便于采购运输,适合大规模储藏,能保证生产上的 供应。 所选用的培养基应能满足总体工艺的要求,如不应该影响 通气、提取、纯化及废物处理等。,第一节 培养基的类型,培养基按其组成物质的成分、状态、用途可分为三大类型,1、按培养基成分,1.1合成培养基 : 原料其化学成分明确、稳定,适合于研究菌种基本代谢和过程的物质变化规律等,培养基营养单一,价格较高,重现性高。不适合用于大规模工业生产。,1.2天然培养基: 原料天然,原料来源丰富(大多为农副产品)、价格低廉、适于工业 化生产,原料质量等方面不
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