单细胞蛋白及其发酵生产与工艺流程.docx

单细胞蛋白及其发酵生产与工艺流程一、单细胞蛋白1、单细胞概述单细胞生物产生的细胞蛋白质称为单细胞蛋白（single cell protein简称SCP），这一词是1966 年在美国麻省理工学院命名的它所包含的产品有饲用酵母，食用酵母和药用酵母三大类单细胞 蛋白是解决世界蛋白质不足的一个重要途径与用农牧业生产的蛋白质相比，它的生产占用土地甚 少，投资较省它的营养丰富．售价亦较适宜，是良好的饲用和食用蛋白资源对于人多地少的我 国来说，建立单细胞蛋白产业对改善人民食物构成和生物技术的开发，都具有重要的意义3、生产单细胞蛋白的原料生产单细胞蛋白的原料种类很多，大体分为3类1）工业废液类包括造纸废液、酒精废液、味精废液、淀粉废液、生产柠檬酸废液、糖蜜废液、木材水解废液、 豆制品废液等2）工农业糟渣类包括白酒糟、啤酒糟、果酒渣、醋糟、酱油糟、豆渣、粉渣、玉米淀粉渣、药渣、甜菜渣、甘 蔗渣、果渣、饴糖渣等3）化工产品类包括石油、石蜡、柴油、天然气、正烷烃、甲醇、乙醇、醋酸等 除以上所介绍的外，农作物秸秆、批壳、饼粕类、畜禽粪便、有机垃圾、风化煤等也可作为原料生 产单细胞蛋白二、饲料级酵母单细胞蛋白生产及其工艺流程1、 单细胞蛋白饲料 （Single Cell Protein）指通过发酵方法生产的酵母菌、细菌、霉菌及藻类细胞生物体等。

单细胞蛋白饲料营养丰富、蛋白质含量较高，且含有18〜20种氨基酸，组份齐全，富含多种维生素除此之外， 单细胞蛋白饲料的生产具有繁育速度快、生产效率高、占地面积小、不受气候影响等优点 因此，在当今世界蛋白质资源严重不足的情况下，发展单细胞蛋白饲料的生产越来越受到各 国的重视，其生产成本低，作为蛋白质含量较高的饲料已被养殖户接受2、 基本原理单细胞蛋白 （饲料酵母或称菌体蛋白 ）是利用食品发酵行业排放的有机废液，培养酵母菌 细胞合成效价蛋白质，并能同化各种碳水化合物以及各种含氧化合物，在利用酵母菌迅速繁 殖的生理特点，使废液通过发酵获得大量的菌体蛋白，采用高效节能的发酵设备，实现全废 液饲料化，使发酵生产基本没有废液排出 3、培养基的制备（1） 液量/(m3/a)干物质浓 度/%干物量 /（t/a）糖度/%含糖量 /（t/a）玉米浸泡水2560007179202.05120玉米皮渣水解液5000007350002.512500废蜜糖125117593833.05630黄浆废水6488.891.597.33营养盐3875其它7814888.486627523250（消泡剂、碱）总量2）培养基配方指标要求培养基总量 78000 m3/a ； 培养基干物浓度 8.5% ；培养液总糖浓度 3.0%； 培养液 pH4.2 —4.4 ；培养液灰分 10%—14%。

4、无菌空气制备 正如人生存需要空气，微生物好气性发酵也需要持续的空气供应其中常见的液态深层 纯种发酵，要求空气是无菌的，并具有一定的压力，以克服设备阻力和液层静压力发酵无 菌空气制备是一个十分重要的工艺环节，这一工艺环节的系统功能，是保证发酵生产过程中 无菌空气的连续、可靠供应，控制染菌发生和降低生产制造费用 （包括能量损耗和材料损耗 ） 发酵无菌空气制备系统所选用的介质及其组合方式直接反映该系统的技术水平，而系统的功 能分析与分解是正确选择和优化组合过滤介质的重要理论基础微生物好氧发酵无菌空气的制备，一般是把吸气口吸人的空气先经过压缩前过滤，然后 进入空气压缩机，从空气压缩机出来的空气 （一般压力在2 .Okg / cm2以上，温度120〜150 °C），先冷却至适当温度（接近或达到露点温度：20〜25 °C） 除去油和水，再加热至50C左右，最后通过总空气过滤器和分过滤器 （除菌），从而获得洁净度、 压力、温度和流量都符合工艺要求的无菌空气5、菌种与种子的扩大培养（1）菌种：我们选育的热带假丝酵母F1能广泛利用各种碳源，如六碳糖、五碳糖以及各种有机酸等在发酵罐中能耐较高的温度35°C。

目前，在生产上已用于味精废液，粉丝废液水，玉米原料酒精废液，淀粉厂玉米浸泡水等为原料生产饲料酵母，废水经此酵母发酵后， COD含量能降低60％左右，所以它是一株利用食品发酵工业废液生产单细胞蛋白的优良菌株酵母的三级培养过程(2) 发酵罐的特点：酵母增殖罐 (统称发酵罐 )是液体发酵过程中构成微生物生长、繁殖和形成产物所需外部 环境的装置它是生产饲用酵母的最基本，最主要的设备环状喷射自吸式发酵罐不需通风 装置，即不需要鼓风机或空压机通风3) 酵母提取工艺的特点： 采用蒸发浓缩全干燥法生产工艺，即发浓缩到干物质浓度 18—20％时，将此浓缩液用高速离心喷雾干燥机干燥或酵母粉整个生产过程除汽凝水和洗刷发酵罐及冲地水外，没有废液排放COD的去除率可达97%4) 种子制备及主发酵工艺设备菌种培育及配套设备和理化检测仪器仪表及摇床等；一级种子罐 (夹套换热 )V=0．5 m3 ／台， 2台；二级种子罐喷射器 2台；三级种子罐喷射器 2台；主发酵罐喷射器：每罐 8只， 80 台一级种子罐配用专项气液两相泵 2台；二级种子罐配用专项气液两相泵 2台；三级种子罐 配用专琐气液两棚泵2台；主发酵罐配用专项气液两相泵40台。

发酵醪贮罐V=265 m3台，4台； 发酵醪输液泵Q=150m3 /台，25 m3 / h，6台5) 种子扩大培养的任务 要得到纯而壮的菌体，而且要得到活力旺盛的、接种数量足够的菌体种子制备的过程菌种进入种子罐有两种方法：蔺种孢子进罐法（图一）摇瓶菌丝进罐法（图二）-子斜面（抱子）图一图二玉米浸泡液 玉米皮渣水解液 玉米黄浆废水 玉米废蜜糖 其他（营养盐等）I]-主发酵工艺一———————空气喷射器换热器6、发酵工艺流程菌种（斜面） 摇床I ]一级种子I ]二级种子I]三级种子包装入库气液两相泵—发酵贮桶I7、发酵后的技术操作发酵过程的控制条件一定要保证达到；有关总量各厂的排放量都不一样，所以只能用一 参考数来平衡计算发酵醪浓缩工艺，采用节能的热利用率高的板式蒸发器，蒸发速率快， 热利用系数高，节能又节水，建筑面积很小 （1:0.25左右，每蒸发It水耗0.25t蒸汽）干燥设备采用高速离心或压力喷雾干燥器，出来的产品成颗粒状成品包装采用药用真空包装不 透气塑料等种子培养系统也采用喷射自吸式循环发酵 . 采用“板式蒸发工艺装置”，每小 时蒸发量的m3 / h两台套，备用30m3 / h一台套，此装置节能节水，热利用系数高，换热效率 快，占地面积小，耗汽比大 （1:0.25） 。

采用高速离心或压力喷雾干燥器，初估蒸发水分 6t／ h左右需2台套，配一台蒸发水分2t / h热源有三种方案参考：（1）用电加热热油温度可达 290°C，可省掉加热的汽凝水的配套装置；（2）采用热风炉，但对环保不利；（3）直接电加热, 但成本可能高一点包装入库 ,仓库可利用大厂 （即母体厂）配套的设施，但需专用仓库。