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發酵工業技術的發展歷程

作者:發酵罐 時間:2018-03-26 09:39
即使在早期的釀造中aaa,也嘗試對過程的控制aaaa。在1757年已應用溫度計aaa;在1801年就有了原始的熱交換器aaa。第一次世界大戰時期建立了生產丙酮、丁醇和甘油的發酵工廠aaaaa,加速了工業微生物學的發展aaa,以易消毒的密度發酵罐爲代表aaaa,作爲利用微生物進行大規模 信息摘要:
在19世紀以前aaaaa,出現的發酵產品有乳酸、酒精、麪包酵母、丙酮丁醇、檸檬酸(表面培養)、澱粉酶(表面培養)、蛋白酶(表面培養)等aaa。上述產品是產物的化學結構比起更爲簡單aaa,屬於初級代謝產物aaa。由於這些產品的生產過程

發酵工業技術的發展歷程

一、釀酒發酵罐的表述:

固態發酵是指沒有或幾乎沒有自由水存在下,在有一定溼度的水下溶性固態基質中aaaa,用一種或多種微生物的一個生物反應過程aaaa。從生物反應過程中的本質考慮aaaaa,固態發酵是以氣相爲連續相的生物反應過程aaaaa,固體發酵具有操作簡便、能耗低、發酵過程容易控制、對無菌要求相對較低、不易發生大面積的污染等優點aaa。真菌是固體發酵最普遍被使用的微生物aaaa,因其菌絲如同植物的根能在固態表面生長aaaaa,並滲透到基質內aaaa,產生多樣的胞外酵素能力aaaaa,比起其他單細胞的細菌及酵母菌aaaa,更適合固體發酵的環境aaaaa。

二、釀酒發酵罐的工作原理:

微生物生長在潮溼不溶於水的基質進行發酵aaa,在固體發酵過程中不含任何自由水aaaaa,隨著微生物產出的自由水的增加aaaaa,固體發酵範圍延伸至黏稠發酵以及固體顆粒懸浮發酵aaaa,可以認爲每個細胞之間的生長環境未必相同aaaa,爲提高培養效率aaaaa,採用增大表面積的辦法aaa,實驗室內一般採用試管斜面、培養皿、三角瓶、克氏瓶等培養aaa,工廠大多采用曲盤、簾子以及通風制曲池等aaaaa,特別是在黴菌的培養中aaaaa,目前仍採用固體培養法制曲aaaa,由於選取農副產品如麩皮等作原料aaa,價格低廉aaaa,其顆粒表面積大aaaa,疏鬆通氣aaaaa,aaaa,原料易大量獲得aaaaa,因此釀酒行業用得很普遍aaa。但是由於大規模表面培養技術仍有很多困難aaaa,在發酵生產上,能用液體表面培養的aaaa,大多采用液體深層培養法來代替aaaaa。

不鏽鋼錐形發酵罐

三、釀酒發酵罐的應用:

將微生物接種在固體培養基表面生長繁殖的方法aaa,稱固體培養法aaa。它是表面培養的一種aaaa,廣泛用於培養好氣性微生物aaaaa,例如用於微生物形態觀察或保藏的瓊脂斜面培養aaa,用於平板分離或活細胞計數的平板培養aaaa,都屬於固體表面培養法aaaa。用該方法培養微生物時aaa,固體發酵法目前主要用在傳統的發酵工業中aaa,例如:醬油的生產aaa,從菌種培養到制曲aaa,再到發酵都採用固體法aaaaa。發酵條件相對比較開放aaaa,工藝簡單aaa,設備要求簡單aaa,成本相對比較低aaa。雖然最近有的廠家也採用深層液體發酵aaaaa,但在口味上明顯與固體發酵無法比擬aaaaa,又如在食醋的生產上有的廠家採用前液後固aaaa,目的在於提高食醋的風味aaa。

四、釀酒發酵罐的特性:

培養基單純aaaa,例如穀物類、小麥麩、小麥草、大宗穀物或農產品等均可被使用aaa,發酵原料成本較經濟aaa,基質前處理較液體發酵少aaaaa,例如簡單加水使基質潮溼aaa,或簡單磨破基質增加接觸面積即可aaaa,不需特殊機具aaaaa,一般家庭即可進行步驟aaa,因獲得水分可減少雜菌污染aaaa,此種低滅菌步驟即可施行的發酵aaa,適合低技術地區使用aaaa,能產生特殊產物aaaaa,如紅麴產生的紅色色素是液體發酵的十倍aaaaa,又Aspergillus在固體發酵所產生的glucosidase較液體發酵產生的酵素更具耐熱性aaaa。固體發酵相當於使用相當高的培養基aaaaa,且能用較小的反應器進行發酵aaa,單位體積的產量較液體爲高aaaaa。下游的回收純化過程及廢棄物處理通常較簡化或單純aaaaa,常是整個基質都被使用aaaaa,如做爲飼料添加物則不需要回收及純化aaaa,無廢棄物的問題aaaa。

固體發酵可產生特殊風味aaaa,並提高營養價值aaaa,如天培可作爲肉類的代用品aaaa,其胺基酸及脂肪酸易被人體消化吸收aaaaa。

五、釀酒發酵罐的結構設計及製造:

固體發酵設備通液體發酵的結構設計配套設施基本相同aaaa,釀酒發酵罐或發酵設備設計上主要是從發酵的培養原料上進行優化設計aaaa,工藝設計時需結合使用單位的要求aaa,設計要求包括但不限於產能、能源配套設施的能力、車間以及工藝上的一些使用要求aaaaa。

設備製造符合設計依據及驗收標準:本設備遵循國家《藥品生產質量管理規範》即“GMP”的要求aaa,並按《GB150鋼製壓力容器》和《鋼製化工容器製造技術要求》、《固定式壓力容器安全技術監察規程》進行製造、試驗和驗收aaaa。

六、釀酒發酵罐工藝流程:

固體發酵工藝流程:從原料的挑選→原料的清洗、破碎→原料的計量輸送→各乾料混合均勻→加水拌料→蒸氣滅菌→冷料至室溫→接液體種→料菌混合均勻→發酵→半成品檢測→乾燥→粉碎→檢驗aaa。

發酵工業技術的發展歷程

在19世紀以前aaa,出現的發酵產品有乳酸、酒精、麪包酵母、丙酮丁醇、檸檬酸(表面培養)、澱粉酶(表面培養)、蛋白酶(表面培養)等aaa。上述產品是產物的化學結構比起更爲簡單aaaaa,屬於初級代謝產物aaa。由於這些產品的生產過程較爲簡單aaaa,所以對生產設備的要求不高aaaaa。早期的發酵工業以厭氧發酵產品(如丙酮丁醇)居多aaaaa,由於不大量供應氧氣aaa,染雜菌導致生產失敗的機會較少aaaaa,故而深層液體厭氧發酵早就具有相當大的規模aaaaa。當時只有少數的好氧發酵產品採用了深層液體發酵生產法aaaa,如麪包酵母aaa,醋酸aaa;前者因爲酵母的比生長速率較高aaaa,aaaaa,後者因爲醋酸的生成導致發酵液中ph降低aaa,不易污染雜菌aaaa。

在這一時期aaa,除了理論上對發酵的認識aaaaa,在技術上也有了大的突破aaaaa。Paster揭示釀造過程中酵母所遵循的規律aaaa。

即使在早期的釀造中aaa,也嘗試對過程的控制aaaaa。在1757年已應用溫度計aaaaa;在1801年就有了原始的熱交換器aaa。第一次世界大戰時期建立了生產丙酮、丁醇和甘油的發酵工廠aaa,加速了工業微生物學的發展aaa,以易消毒的密度發酵罐爲代表aaa,作爲利用微生物進行大規模工業生產的開始aaa。在1900年到1940年間aaa,主要的新產品是酵母、甘油、檸檬酸、乳酸、丁醇和丙酮aaaa。其中麪包酵母和有機溶劑的發酵有十分重大進展aaaaa。麪包酵母的生產是需氧過程aaaa。酵母在豐富養料中快速生長aaa,使培養液中的氧耗盡aaaa。限制營養物的初始濃度aaa,使細胞生長寧可受到碳源的aaaaa,而不使受到缺氧的影響aaaaa;然後在培養過程中加入少量養料aaaaa。這個技術現在成爲分批補料培養法aaa;並且還將早期使用的向酵母培養液中通入空氣的方法aaaa,改進爲經由空氣分佈管進入培養液aaaa。巴斯德的曲頸瓶試驗也使人們開始認識到無菌操作的重要aaaa。Weizmann開拓的丁醇丙酮發酵aaaaa,是第一個進行大規模工業生產的發酵過程aaaa,也是工業生產中首次採用大量培養技術aaa,排除了培養體系中其他有害的微生物aaaa,發酵罐是由低碳鋼製成的具有半圓形的頂和底的圓桶aaa。它可以在壓力下進行蒸汽滅菌而使雜菌污染減少到最低限度aaaaa。

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