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發酵工程的發酵方式和特點

作者:威尼斯赌博 時間:2019-04-13 01:20
發酵工程的內容、發酵方式和特點 發酵工程是生物反應過程aaaaa,其本質是以生物細胞爲催化劑的化學反應工程aaaaa。但長期以來aaaaa,發酵工程仍然是微生物工程的代名詞aaaaa。因此aaaaa,發酵工程的內容和特點 信息摘要:

發酵工程的內容、發酵方式和特點

發酵工程是生物反應過程aaa,其本質是以生物細胞爲催化劑的化學反應工程aaaa。但長期以來aaa,發酵工程仍然是微生物工程的代名詞aaaa。因此aaaaa,發酵工程的內容和特點也就是微生物工程的內容和特點aaaaa。

一、發酵方式

發酵是一個錯綜複雜的過程aaaa,尤其是大規模工業發酵aaa,需要採用各式各樣的發酵技術aaa,發酵的方式就是其中最重要的發酵技術之一aaa。發酵方式可從多個角度進行分類:根據發酵過程對氧的需求分aaa,發酵分爲好氧發酵和厭氧發酵aaaa;按發酵培養基的相態分aaaaa,發酵可分爲液態發酵和固態發酵aaa;按發酵培養基的深度或厚度分aaa,發酵分爲表面發酵和深層發酵aaa;按發酵過程的連續性分aaa,發酵可分爲分批發酵、補料分批發酵和連續發酵aaa;按菌種生活的方式分aaaa,發酵分爲遊離發酵和固定化發酵aaa;按菌種的種類分aaa,發酵分爲單一純種發酵和多菌種混合發酵aaa。在實際工業生產中aaaa,大都是將各種發酵方式結合進行的aaa。目前應用最多的是需氧、液體、深層、分批、遊離、單一純種相結合的發酵方式aaaa。

發酵工程的發酵方式和特點

下面是幾種常見的發酵操作方式:

(1)分批發酵

分批發酵也叫間歇式發酵aaaa,是指在滅菌後的培養基中按比例接入相應的菌種進行發酵aaa,發酵過程不再添加新的培養基或新的菌種aaaa,直至發酵結束的發酵方式aaa。其特點是每次發酵過程都要經過裝料、滅菌、接種、發酵、放料等一系列過程aaaaa,非生產時間長aaaa,生產效率低aaa,成本較高aaaaa。

(2)補料分批發酵

補料分批發酵即半連續發酵aaaaa,是指在分批發酵過程中間歇或連續地補加新鮮培養基或某些營養物質的發酵方式aaaa。目前aaa,它的應用範圍非常廣泛aaa,幾乎遍及整個發酵行業aaa。補料分批發酵的理論研究在20世紀70年代以前幾乎是空白aaaaa,在早期的工業生產中aaaaa,補料的方式非常簡單aaa,採用的方式就僅僅侷限於間歇流加和恆速流加aaaa,控制發酵也是以經驗爲主aaaaa。直到1973年日本學者Yoshida等人提出了

“fedl圖batch fermentation"這個術語aaaaa,並從理論上建立了第一個數學模型aaaaa,補料分批發酵的研究才進入理論研究階段aaaa。近年來aaaaa,隨着理論研究和應用的不斷深入aaaaa,補料分批發酵的內容大大豐富了aaa。

和傳統的分批發酵相比aaa,補料分批發酵可以有效地減少發酵過程中培養基黏度升高引起的傳質效率降低aaa,解除降解物的阻遏和底物的反饋抑制aaa,很好地控制代謝方向aaaaa,延長產物合成期和增加代謝積累aaa。

發酵工程的發酵方式和特點

(3)連續發酵

連續發酵是指以一定的速度向發酵罐內添加新鮮培養基aaaaa,同時以相同速度流出培養液aaa,從而使發酵罐內的液量維持恆定的發酵過程aaaa。

連續發酵可分爲單罐連續發酵和多罐串聯連續發酵等方式aaa。其優點有:簡化了菌種的擴大培養aaaaa,縮短了發酵週期aaaaa,提高了設備利用率aaaaa,操作管理方便aaa,便於自動化控制aaaa,同時aaa,產物穩定aaaa,人力物力節省aaaaa,生產費用低aaa,使產品更具商業競爭力aaa。缺點有:①對設備的合理性和加料的精確性要求甚高aaa;②營養成分的利用較分批發酵差aaa,產物濃度比分批發酵低aaaa,產物提取成本較高aaaa;③雜菌污染的機會較多aaaa,菌種易因變異而發生衰退aaaaa。

(4)固定化酶和固定化細胞發酵

固定化酶和固定化細胞發酵是酶工程中固定化酶技術在發酵工程中的應用aaaa。其優勢在於固定化酶和固定化細胞可以重複使用aaaa,酶活力穩定aaaaa,反應速率快aaa,生產週期短aaaaa,產品的分離和提純也比較容易aaaa,易於機械化和自動化aaaa。

(5)多菌種混合發酵

多菌種混合發酵與傳統的混合菌發酵不同aaaa。它是指利用兩種以上的純菌種按一定比例aaa,同時或按順序接種到同一培養基中進行發酵的過程aaaaa。它的主要特點是可以形成多菌共生、酶系互補aaa,不但可以提高發酵效率和產品數量、質量aaaaa,甚至還可以獲得新的發酵產品aaaa。它是一種不需要進行體外DNA重組也能獲得類似效果的新型發酵方式aaaa。

發酵工程的發酵方式和特點

二、發酵工程的特點

微生物具有種類繁多、繁殖速度快、代謝能力強的特點aaaa,而且往往可以通過人工誘變獲得有益的突變株aaaa。微生物酶的種類也很多aaaa,能催化各種生物化學反應aaa。此外aaaaa,微生物能夠利用有機物、無機物等多種營養源aaa,一般可以不受氣候、季節等自然條件的限制aaa,通過室內反應器來生產多種多樣的產品aaa。因此aaaaa,從傳統的釀酒、釀醬、釀醋等技術上發展起來的發酵工程技術發展非常迅速aaaa,而且形成了與其他學科不同的特點:

①發酵過程以生物體的自身調節方式進行aaa,多個反應就像單一反應一樣aaa,在單一發酵設備中完成aaaa。

②反應通常在常溫常壓下進行aaaaa,條件溫和aaa,能耗少aaaa,設備比較簡單aaaa,對場地要求不高aaaaa。

③微生物本身能有選擇性地攝取所需物質aaaa,因此aaa,其發酵原料往往比較廣泛aaa。原料通常是以糖蜜、澱粉等碳水化合物爲主的農副產品aaaaa,也可以是工業廢水或可再生資源aaaaa,如植物秸稈、木屑等aaa。

④容易合成複雜的化合物aaa,能高度選擇性地在複雜化合物的特定部位進行氧化、還原、官能團引入等反應aaa。

⑤發酵過程中需要防止雜菌污染aaaa。生產設備及其附件需要進行嚴格的沖洗、滅菌aaa,空氣需要過濾除菌等aaaa。

發酵過程的這些特徵體現了發酵工程的種種優點aaaa。在目前能源、資源緊張aaaaa,人口、糧食及污染問題日益嚴重的情況下aaaa,發酵工程作爲現代生物技術的重要組成部分之一aaa,得到越來越廣泛的應用aaa。

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