分類：行業(yè)新聞 發(fā)布時間：2012-11-13 瀏覽量：2
發(fā)酵工業(yè)中，從原料到產品的生產過程非常復雜，包含了一系列相對獨立的工序。一般來說，發(fā)酵工業(yè)的生產過程主要包括以下環(huán)節(jié)：原料預處理、培養(yǎng)基配制、發(fā)酵設備和培養(yǎng)基滅菌、無菌空氣的制備、微生物菌種制備和擴大培養(yǎng)、生物消泡劑發(fā)酵、發(fā)酵產品的分離和純化。原料預處理發(fā)酵工業(yè)常選用玉米、薯干、谷物等相對廉價的農產品作為微生物的“粗糧”。為了提高這些原料的利用率，并方便這些原料進一步加工，通常需要將這些原料粉碎。常用的粉碎設備有錘式粉碎機和輥式粉碎機。 有很多微生物不能直接利用淀粉或利用率不高，生物消泡劑發(fā)酵前還需將淀粉質原料水解為葡萄糖，水解方法可采用酸法或酶法。除碳源外，微生物的生長還需要氮源、磷、硫及金屬元素。發(fā)酵培養(yǎng)基的配制和滅菌工業(yè)上應用的發(fā)酵培養(yǎng)基大多數(shù)是液體培養(yǎng)基，間歇生物消泡劑發(fā)酵過程。液體培養(yǎng)基的配制需根據(jù)不同微生物的營養(yǎng)要求，將適量的各種原料溶解在水中，或混合成懸浮液。培養(yǎng)基配制常在發(fā)酵罐中進行，配置完成后就地滅菌，冷卻后接種預先培養(yǎng)的種子即可進行微生物培養(yǎng)。 培養(yǎng)基配制時要用酸或堿調整合適的pH。培養(yǎng)基滅菌的方法采用高壓水蒸氣直接對培養(yǎng)基進行加熱滅菌，一般是121℃保溫20-30 min，以殺死其中的微生物，然后冷卻，這樣的滅菌方式稱為實罐滅菌：也可采用連續(xù)滅菌。無菌空氣制備好氧微生物的生長和產物生產過程都需要氧氣。一般采用無菌空氣作為氧氣來源?？諝馔ㄈ氚l(fā)酵罐之前必須經(jīng)過除菌以保證生物消泡劑發(fā)酵過程不受污染?？諝獬^程較復雜，需要高奪采風，終空氣壓縮機加壓后采用加熱滅菌或過濾除菌。微生物種子的制備每次生物消泡劑發(fā)酵前，都需要準備一定數(shù)量的優(yōu)質純種微生物，即制備種子。種子必須是生命力旺盛、無雜菌的純種培養(yǎng)物。種子數(shù)量要適當，接種體積要達到發(fā)酵罐體積的1%-10%。許多發(fā)酵罐規(guī)模龐大，單個發(fā)酵罐體積達到幾十到幾百立方米，為保證合適的接種量，種子培養(yǎng)需要一個逐級擴大的過程。發(fā)酵過程的操作方式發(fā)酵工業(yè)根據(jù)操作方式不同可分三種模式，即間歇生物消泡劑發(fā)酵、連續(xù)生物消泡劑發(fā)酵和流加生物消泡劑發(fā)酵。常見的是間歇發(fā)酵，也稱分批發(fā)酵。將發(fā)酵罐和培養(yǎng)基滅菌后，向發(fā)酵液中接入種子和生物消泡劑，開始發(fā)酵過程。在發(fā)酵過程中除氣體進出外，一般不與外界發(fā)生物質交換。發(fā)酵過程中需對pH、溫度等進行控制。發(fā)酵結束后，整批放罐。連續(xù)發(fā)酵是在生物消泡劑發(fā)酵過程中向生物反應器連續(xù)地提供新鮮培養(yǎng)基（進料）并排出發(fā)酵液（出料）。通常在穩(wěn)定操作時，進料和出料流量基本相等，反應器內發(fā)酵液體積和組成保持恒定。連續(xù)發(fā)酵時溶解氧和pH受到嚴格控制。 流加生物消泡劑發(fā)酵是介于間歇發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵之間的操作方式，同時具備兩者的部分優(yōu)點，是目前工業(yè)上較常采用的一種操作方式。發(fā)酵產品及分離提純工藝發(fā)酵工業(yè)的產品十分豐富，包括完整的細胞、酶制劑和各種代謝產物。 一般地說，從自然界得到的微生物菌種或動植物細胞株，其目的產物的產量都比較低，這是生物本身的生存規(guī)律所決定的。這種生物體不能直接用于工業(yè)化大生產，必須進行改造，這就是育種。育種技術概括起來有常規(guī)育種，細胞融合育種和基因重組育種三種育種技術。有了優(yōu)良的菌株或動植物細胞株是實現(xiàn)產業(yè)化的第一步，還必須有整套科學的培養(yǎng)和管理技術。培養(yǎng)技術共同的問題是工程放大、過程控制和優(yōu)化以及生物反應器的設計和選擇。在實現(xiàn)了“種瓜得瓜”后，要實現(xiàn)“豐產義豐收”還必須有一套離效率的產物分離精制技術，它與物料的理化狀態(tài)密切相關，也與分離介質的性能有千絲萬縷的聯(lián)系。就技術范圍而言，下游加工技術包括：固液分離技術，細胞破碎技術，濃縮分離技術，精制技術，結品技術。以上種種下游加下技術需根據(jù)產物性質、產品質量要求、產品的劑型要求而選用。本文參考《發(fā)酵工程原理與技術》一書。
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