发酵工业简介
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建国以来柠檬酸发酵工业回顾一、行业简介1、行业的历史柠檬酸的研究和生产已有300年的历史。
早在1784年,瑞典化学家Scheel首次从柠檬汁中提出柠檬酸并结晶出固体柠檬酸。
1838年,由Liebig鉴定出它是一种含有一个羟基的三元酸。
随后,在1860年意大利开始从果汁中用添加石灰乳的办法得到柠檬酸,从而进行了工业化生产。
到1913年,Zahorski首先利用黑曲霉生产柠檬酸。
1916年,美国农业部华盛顿化学局微生物研究室主任Thom和同事Currie对黑曲属的许多菌株进行过普查,发现很多菌种能产柠檬酸。
1919年,比利时一家工厂成功地进行了浅盘发酵法生产柠檬酸。
1923年,美国Pfizer公司开始采用黑曲霉浅盘发酵法工业化生产柠檬酸。
1938年,Perquin在荷兰发表论文,他将黑曲霉培养于低pH的含硫酸锌、氯化钾和氯化铵的糖溶液中获得了一些柠檬酸,对深层培养法的pH控制,提出了有力的证据。
1944年,Szucs应用纯蔗糖,在9d内发酵柠檬酸,可得到92%的产率,但因时间太长,未能投产。
1952年,Buelow和Johnson等用150g/L蔗糖培养液通入无菌空气,通气量增加,柠檬酸发酵时间可缩短,这对柠檬酸发酵条件控制,有了进一步地认识。
1952年,美国Miles公司,首先成功地采用深层发酵法工业化规模生产柠檬酸。
解放前我国柠檬酸工业是个空白. 20世纪60 年代, 天津工业微生物研究所、上海工业微生物研究所首次采用木薯为原料发酵生产柠檬酸, 并筛选培育出优秀的耐高糖、耐高柠檬酸并具抗金属离子的黑曲霉高产柠檬酸菌株, 成功实现了产业化。
1968年我国第一家以淀粉为原料深层发酵柠檬酸成功投产的厂是上海酵母厂。
为我国有机酸产业的形成与发展奠定了基础。
而后, 两个研究所又不断推出适合不同原料的高产菌株和新配方, 使浓醪高发酵指数的深层发酵工艺不断完善, 全行业通过积极引进和消化国内外先进技术和装配, 不断进行自主创新, 形成了具有中国特色的浓醪高发酵指数的深层发酵新工艺, 使得中国很快在20世纪末变成柠檬酸生产大国。
生物技术121班刘倩芸 2我国发酵工程的发展现状和发展趋势引言发酵工程是生物技术的重要组成部分,是生物技术产业化的重要环节。
发酵技术有着悠久的历史,作为现代科学概念的微生物发酵工业是在传统发酵技术的基础上,结合了现代的基因工程、细胞工程等的新技术。
由于发酵工业具有投资少、见效快、污染小等特点,日益成为全球经济的重要组成部分。
摘要:发酵工业是指人们利用微生物的发酵作用大规模生产发酵产品的一门传统工业。
至今,我国已形成了一个品种繁多,门类较齐全,具有相当规模的独立工业体系,在不同的工业领域中都有重要应用,例如医药工业、食品工业、农业、环境保护等,且随着生物技术的发展,发酵工程的应用领域也在不断扩大。
【1】关键词:我国发酵工业现状趋势问题意见很早以前,人们就利用发酵技术来生产产品,直到近代才发现发酵是由微生物引起的。
发酵工业自20世纪60年代以来迅猛发展,所涵盖的产品也从原来的抗生素、食品等几个方面渗透到人民生活的各方面如医药、保健、农业、环境、能源、材料等。
发酵工业是一种以高科技含量为特征的新型工业。
发酵工业的迅速发展不仅带动了相关行业的发展,而且对提高产品质量及改善环境等,发挥了重要作用。
【2】一、我国发酵发展的历史我国传统发酵历史悠久,在《黄帝内经素向》、《汤液醪醴论》里,已有酿酒的记载。
在汉武帝时代开始有了葡萄酒,距今已有两千多年的历史。
改革开放促进了社会经济和科学技术的迅速发展,发展了一批具有现代生物技术特征的新产品,使发酵工业进入了一个新的发展阶段。
【3】二、我国发酵工业的现状我国生物化工行业经过长期发展,已有一定基础。
特别是改革开放以后,生物化工的发展进入了一个崭新的阶段。
目前生物化工产品也涉及医药、保健、农药、食品与饲料、有机酸等各个方面。
随着科技创新和技术进步的推进,科技推广应用和产业化步伐的加快,发酵产业产品空间进一步拓展、产业链不断延伸,发展前景更加广阔。
【4】我国发酵工业的巨大发展不仅在于产量的巨大提升,更在于发酵技术和发酵工艺的巨大进步。
发酵工业的定义发酵工业的定义发酵工业是指利用微生物(细菌、酵母、真菌等)进行生物转化和代谢过程,从而生产出各种有用的化学品、食品、药品等的一种工业。
发酵工业具有高效、环保、可持续等优点,在现代工业中占据着重要地位。
一、发酵工业的历史二、发酵过程的基本原理三、发酵工艺的分类四、发酵工业的应用领域五、发酵工业的未来展望一、发酵工业的历史人类早在几千年前就开始利用微生物进行食品加工和保存。
例如,中国古代就有泡菜、豆腐等食品利用了微生物进行发酵。
到了19世纪,随着微生物学和化学科学的进步,人们开始深入研究微生物在化学合成中的作用,并逐渐将其应用于实际生产中。
这标志着现代发酵工业的开端。
二、发酵过程的基本原理1. 微生物选择:不同类型的微生物对不同类型化合物具有不同特异性的代谢和转化能力。
因此,在发酵过程中,需要选择合适的微生物种类。
2. 培养基配方:为了满足微生物的生长和代谢需求,在发酵过程中需要提供合适的培养基,包括碳源、氮源、矿物质等。
3. 发酵条件控制:发酵过程中需要控制温度、pH值、氧气供应等条件,以维持微生物最适宜的生长和代谢环境。
4. 产物分离纯化:在发酵结束后,需要对产物进行分离纯化处理,以获得高纯度的产物。
三、发酵工艺的分类1. 传统发酵工艺:传统发酵工艺是指利用自然界存在的微生物进行发酵过程。
例如泡菜、豆腐等食品加工中所使用的微生物就属于传统发酵工艺范畴。
2. 工业化发酵工艺:工业化发酵工艺是指利用人为选育或改造后的微生物进行大规模生产。
例如乳制品、啤酒等食品加工以及抗生素等药品制造都属于工业化发酵工艺范畴。
四、发酵工业的应用领域1. 食品加工:利用微生物进行食品加工可以改善食品口感、延长保质期,还可以制作出各种特色美食。
例如,酸奶、豆腐、啤酒等都是利用微生物进行发酵加工的食品。
2. 医药制造:抗生素、维生素等许多药品都是通过微生物进行发酵合成而得到的。
3. 生物燃料制造:利用微生物进行发酵可以将废弃物转化为可再生能源,例如利用纤维素水解产生的糖分进行乙醇发酵,就是一种常见的生物燃料制造方式。
发酵工业存在的重要问题及解决措施本文从网络收集而来,上传到平台为了帮到更多的人,假如您需要使用本文档,请点击下载按钮下载本文档(有偿下载),此外祝您生活快乐,工作顺利,万事如意!1 我国发酵工业的现状我国发酵工业是将传统的发酵工艺和现代生物工程技术相结合的基础产业,也是现代工业生物工程技术的具体应用产业。
我国发酵工业目前已发展形成了具有一定规模和技术水平的门类比较齐全的独立工业体系。
其中,一部分产品的发酵生产工艺及技术已接近或达成世界先进水平,并且掌握了核心工艺技术拥有知识产权。
目前,我国已经是味精、柠檬酸的世界第一大生产国。
2023年我国发酵行业重要产品产量、出口量及同比增长率。
2023年我国生物发酵工业全年生产值约2780亿人民币,全年的产品总产量为2429万吨,比2023年略有增长。
其中,味精、淀粉糖由于价格等因素导致产量下降,而氨基酸、酵母、酶制剂行业保持了连续增长。
2023年,氨基酸产品年产量为400万吨,有机酸产品年产量为158万吨,功能发酵制品年产量为310万吨。
2023年我国发酵工业重要产品出口总量为万吨,比2023年增长了%。
近年来,随着食品发酵工业的迅速发展和人口不断增长,工业用粮也在不断增长,工业大量使用粮食导致了与人类争粮的局面。
与此同时,这些公司排放的废水、废渣也极大地污染了环境,不仅消耗了大量粮食、能源和水资源,并且也严重制约了自身的发展。
发酵工业耗能多、排污大,采用新技术,优化发酵生产工艺,减少废水、废渣的排放量,提高发酵原料的综合运用率,把耗能降到最低水平,以期获得最佳产品和获得最佳的效益,这一直以来都是发酵工业努力的目的。
2 我国发酵工业存在的重要问题粮食短缺问题我国用占世界耕地面积总量7%左右的耕地,养育了占世界人口总额21%的人口,并且我国的可耕地面积还在不断减少,人口在不断增长。
2023年我国粮食国内总消费量为60 133万吨,而发酵重要工业耗粮约为16 970万吨,我国人均粮食占有量约为420公斤,但人均粮食消费量约500公斤,特别是近几年全国各地都有旱情,导致粮食减产,有的地方甚至颗粒无收,所以减少粮耗是目前我国发酵工业所面临的重要问题。
发酵工业概论知识点总结1. 发酵工业的历史和发展发酵工业起源于古代人们在食品加工和酿酒等过程中对微生物代谢的利用,传统发酵技术逐渐形成并发展。
19世纪末至20世纪初,随着微生物学、生物化学和工程学等领域的不断进步,发酵工业取得了飞速发展,逐渐形成了现代发酵工艺。
2. 发酵工艺的基本原理发酵工艺是指利用微生物或其代谢产物进行生物转化的工艺。
其基本原理是在适宜的温度、pH值、营养条件下,微生物通过代谢过程合成目标产物。
发酵过程主要包括发酵菌种的培育、发酵培养基的制备、发酵过程的控制等环节。
3. 发酵产物的分类根据发酵产物的不同,可以将发酵产物分为食品发酵产物和工业发酵产物两大类。
食品发酵产物包括酸奶、豆豉、味精等;工业发酵产物包括抗生素、氨基酸、酶类、有机酸、聚合物等。
4. 发酵工艺的应用(1)食品发酵工业:包括酿造业、醋制品、豆制品、面食品等;(2)医药发酵工业:用于生产抗生素、激素类药物、维生素等;(3)化工发酵工业:生产醋酸、丁二酸、酶类、丙二醇、丙二酸等;(4)农业发酵工业:生物农药、饲料添加剂、微生物肥料等。
5. 发酵工业的发展趋势(1)微生物基因工程技术的应用:利用重组DNA技术改造微生物,实现高效合成目标产物;(2)发酵工艺的智能化和自动化:借助信息技术、自动化控制技术提高发酵工艺的生产效率和质量;(3)绿色发酵技术的推广应用:发展环保型、节能型的发酵工艺,减少废弃物和对环境的污染。
以上就是对发酵工业概论知识点的总结,希望能够给您带来一定的帮助。
发酵工业作为一个重要的产业,对于社会和经济发展都具有重要的意义。
发酵工业的发展不仅能够满足人们多样化的生产需求,也能够为人们带来更好的生活品质。
需要多加关注和推广。
1.何谓发酵及发酵工程?简介发酵工业发展的历史进程、重要历史阶段和人物。
答:发酵—利用生物细胞(包含动物植物和微生物细胞),在合适的条件下,经特定的代谢途径转变成所需产物或菌体的过程。
发酵工程—是发酵原理与工程学的结合,是研究由生物细胞参与的工艺过程的原理和科学,是研究利用生物材料生产有用物质服务于人类的一门综合性科学技术。
发酵史的六个阶段和四个转折点六个阶段1、天然(自然)发酵阶段2、纯培养技术的建立3、通气搅拌发酵技术的建立4、人工诱变育种与代谢控制发酵工程技术的建立5、开拓新型发酵原料时期6、与基因操作技术相结合的现代发酵工程技术阶段四个转折点纯培养:第一个转折点通气搅拌发酵:第二个转折点代谢控制:第三个转折点化学合成+微生物发酵:第四个转折点①天然发酵阶段人们不了解发酵的本质仅利用自然发酵现象制造酒和食品1680年安东·列文虎克发明了显微镜人类第一次看到大量活的微生物19世纪中叶法路易·巴斯德用Pasteur实验证明了发酵原理发明了低温杀菌法②纯培养技术的建立1872年英布雷菲尔德创建了霉菌纯培养技术近代细菌学之父1878年丹麦汉逊建立了啤酒酵母的纯培养方法1881年德利斯特·柯赫完成了细菌纯培养技术微生物纯培养技术的先驱1897年法布赫纳证明了酶的存在导致了生物化学的出现20世纪初人们用纯培养技术发现了梭菌能生产丙酮—丁醇③通气搅拌发酵技术的建立1929年英国弗莱明发现青霉素1940年英国弗洛里和钱恩精制分离出青霉素1942年青霉素工业化生产建立了深层培养法即把通气搅拌技术引入发酵工业1944年世界上第二个抗生素链霉素诞生④代谢控制发酵和现代发酵工程技术的发展1956年日本木下祝郎发明了代谢控制发酵技术使谷氨酸发酵生产实现产业化1950—1960年两个显著的进步一是采用微生物进行甾体化合物的转化技术二是以谷氨酸和赖氨酸发酵生产成功为契机的代谢控制发酵技术的出现。
发酵工业与酿造工业名词解释好啦,今天咱们来聊聊“发酵工业”和“酿造工业”这两个听起来有点专业的词,别担心,我会用最接地气的方式给你解释,让你一听就明白。
首先说到“发酵”,其实它和你平时做面包、做酸奶或者喝酒的时候的那些小小“发酵现象”是紧密相关的。
发酵呢,简单来说就是通过微生物(比如酵母、细菌什么的)把食物中的糖分变成酒精、气体或者酸的过程。
就像你在家做面包时,那个面团膨胀的样子,其实就是微生物在忙活,释放出气体,弄得面团蓬松松的。
发酵这个过程可不只是为了让面包更好吃,它在食品制造、药物生产,甚至是环保处理方面都有大用处。
你可能觉得,发酵是不是就只是个小小的“化学反应”?其实它背后可有很多复杂的事情,像我们吃的酸菜、酱油、醋这些,都是通过发酵过程制作出来的。
说到这里,可能有人觉得“发酵”有点“神秘”,但实际上,它就是微生物在一个封闭的环境里“吃”糖,然后吐出来些气体、酸、酒精什么的。
像是做酸奶那样,益生菌把乳糖变成了酸,让牛奶变得更浓厚、滑腻,简直是神奇!咱们再聊聊“酿造工业”。
这个说起来就有点意思了。
酿造,顾名思义,就是通过一些特定的原料和工艺,制作各种酒类、醋类、酱油这类的东西。
你想啊,酒吧里喝的啤酒、葡萄酒,甚至家里做的米酒、白酒,背后都有酿造这个过程。
这其实和发酵也挺有关系的,只不过酿造更多的是注重的是原料的选择、发酵的控制和产品的保存。
比如,酿酒的时候,酿酒师不仅要让酵母发酵,把糖转化成酒精,还要控制温度、湿度等条件,让酒的味道更佳。
这就像是大厨在厨房里调味,一点点地加,才能达到那个完美的味道。
而且酿造不仅仅是给你喝的酒“打工”,它其实也做很多别的事情。
酿造的东西,往往都能“变味”,比如酿成的米醋,醋酸发酵出来的味道酸酸的,又有点涩口。
你要知道,酒酿出来了,可不是立马能喝的。
它得通过好几道工序,像是发酵、蒸馏,甚至有些酒还得“陈酿”一段时间,才能变得好喝,不然就变成了一坛子劣质酒,喝上一口就想吐。
发酵工业清洁生产技术引言发酵工业是一种利用微生物和酶的活性来生产商品的工业过程。
这一领域对于食品行业、生物医药和能源生产等方面都起着重要的作用。
然而,传统的发酵工业生产过程往往会伴随着一系列的环境问题,如废水、废气和废弃物的排放。
为了解决这些问题,清洁生产技术在发酵工业领域得到了广泛的应用。
清洁生产技术的优势清洁生产技术是一种将环境保护融入到生产过程中的方法。
相比传统的发酵工业生产方式,清洁生产技术具有以下优势:1.减少污染物排放:清洁生产技术通过改变工艺参数和使用新型材料,能够显著减少废水、废气和废弃物的产生和排放,有效降低环境污染。
2.节能减排:清洁生产技术通过优化工艺流程和改进设备,能够降低能源消耗和二氧化碳排放,实现节能减排的目标。
3.提高产品质量:清洁生产技术能够控制发酵过程中的各项参数,使得产品的质量更加稳定和可控,提高市场竞争力。
4.降低生产成本:虽然清洁生产技术的初期投资较高,但随着技术的不断成熟和推广应用,其运营成本会逐渐降低,从而降低了生产成本。
清洁生产技术的应用废水处理技术废水处理是发酵工业清洁生产中的重要环节。
传统的废水处理方式主要依靠化学方法,但这种方式存在化学药剂消耗大、处理效果不稳定等问题。
清洁生产技术在废水处理方面的应用主要集中在以下几个方面:1.生物处理技术:利用微生物对有机废水进行降解和去除污染物。
常见的生物处理技术包括好氧处理、厌氧处理和生物膜处理等。
2.高级氧化技术:利用化学氧化剂(如臭氧、过氧化氢等)对废水中的有机物进行氧化降解。
这种技术能够有效去除难降解有机物和色度物质。
废气处理技术发酵工业的生产过程中常常会产生大量的废气,其中包括有机物蒸发、气味物质和有害气体。
传统的废气处理方式主要是通过物理吸附和化学吸收来去除有机物和气味,但这种方式存在处理效率低、药剂消耗大等问题。
清洁生产技术在废气处理方面的应用主要包括以下几个方面:1.生物处理技术:利用生物滤池和生物膜反应器对废气中的有机物进行降解和去除。
发酵工业的发展史一、国外发酵工业的发展概况1,发酵工业发展的阶段:天然发酵阶段(古代~1900年)纯培养技术的建立(1905年~)微生物工程发酵技术发展的第一个转折时期.通气搅拌发酵技术的建立(1940年~)第二个转折时期代谢控制发酵时期(1960年~)第三个转折时期基因工程阶段(1979~)(1)第一个阶段(1900年以前)产品只限于含酒精和醋古埃及已经能酿造啤酒17世纪能在容量为1500桶(一桶相当于110升)的木质大桶中进行第一次真正的大规模酿造在1757年已应用温度计1801年就有了原始的热交换器18世纪中期,证实了酒精发酵中的酵母活动规律Paster最终使科学界信服在发酵过程中酵母所遵循的规律18世纪后期,Hansen在Calsberg酿造厂建立了酵母纯种培养技术(2)第二个阶段(1900年~1940年)主要的新产品是酵母、甘油、柠檬酸、乳酸、丁醇和丙酮在面包酵母的生产中首先采用了分批补料培养技术在一次大战时,Weizmann开拓了丁醇丙酮发酵,并建立了真正的无杂菌发酵技术.(3)第三个阶段(1940年以后)这以阶段的标志是,在纯种培养技术下,以深层培养生产青霉素解决向培养基中通入大量无菌空气和高粘度培养液的搅拌问题早期青霉素生产与溶剂发酵的不同点还在于青霉素生产能力极低,因而促进了菌株改良的进程,并对以后的工业起着重要的作用。
(4)第四个阶段(1960年以后)(5)第五个阶段(1979年以后)二、国外发酵工业的发展趋势1,生物转化(或生物合成)技术成为国外著名化学公司争夺的热点,并逐步从医药领域逐渐向化工领域转移2,生物催化合成已成为化学品合成的支柱之一利用生物催化合成化学品不但具有条件温和、转化率高的优点,而且可以合成手性化合物及高分子。
手性化合物是国外目前生物技术的主要生产产品。
3,利用生物技术生产有特殊功能、性能、用途或环境友好的化工新材料,是化学工业发展的一个重要趋势。
4,传统的发酵工业已由基因重组菌种取代或改良。
发酵工业产品参考配方发酵工业是一种利用微生物代谢产物进行发酵过程制造产品的一种工业。
发酵工业产品广泛应用于食品、饮料、石油、药品、化学和环境保护等领域。
发酵工业产品的配方是制造产品的关键因素之一、以下是一些发酵工业产品的参考配方。
1.酸牛奶酸牛奶是一种通过乳酸菌发酵牛奶制成的乳制品。
传统的酸奶配方为:-牛奶:500g-乳酸菌:1-2包-白糖:适量(按个人口味调整)步骤:1)将牛奶加热至80°C,保持5-10分钟杀菌。
2)冷却至40-45°C,添加乳酸菌。
3)将配制好的混合溶液倒入酸奶瓶中。
4)放入保温箱内发酵,发酵时间约为6-8小时。
5)将发酵好的酸牛奶放入冰箱冷藏,待冷却后即可食用。
2.啤酒啤酒是一种由麦芽经过酵母发酵制成的含有酒精的饮料。
一种简单的啤酒配方如下:- 麦芽:5kg-酵母:30g-水:20L-糖:适量(按个人口味调整)步骤:1)将麦芽磨碎,加入热水中酿造麦汁。
2)将麦汁煮沸,然后降温至适合酵母生长的温度。
3)在发酵罐中加入酵母,倒入麦汁,进行发酵。
4)发酵时间约为10-14天,过程中保持合适的温度和湿度。
5)发酵完成后,将啤酒过滤、灌瓶,放入冰箱冷藏即可饮用。
3.面包面包是一种利用面粉经过酵母发酵制作的食品。
传统的面包配方如下:-高筋面粉:500g-酵母:10g- 温水:300ml-盐:适量步骤:1)在盆中将面粉和酵母混合均匀。
2)缓慢加入适量温水,搅拌面团。
3)加入盐,揉面团至柔软并有弹性。
4)将面团放入盆中,盖上湿布发酵。
5)发酵时间约为1-2小时,至面团体积膨胀两倍。
6)发酵好的面团排气,揉成形状,再次发酵30分钟。
7)预热烤箱至180°C,将面团放入烤箱里烤25-30分钟。
以上只是一些发酵工业产品的参考配方,实际制作过程中还需要根据具体需求和工艺进行调整。
发酵工业产品的配方在保证产品质量的同时,还需要考虑生产成本、工艺条件和市场需求等因素。
工业发酵的名词解释工业发酵是一种利用生物学原理和技术手段,通过微生物,如细菌、酵母等,产生特定的化学物质的过程。
在工业生产中,发酵过程广泛应用于食品、制药、环保、生物燃料等领域,并起到了至关重要的作用。
本文将详细解释工业发酵的定义、原理以及应用。
一、工业发酵的定义工业发酵是一种利用微生物酶作用,通过能供给、酶介质、发酵介质、过程操作等因素来生产化学物质的生物过程。
与传统的化工工艺相比,工业发酵具有环保、能源节约、成本低等优势。
工业发酵的核心技术是微生物与底物的相互作用,通过生物酶的催化作用,将底物转化为需要的化学物质。
二、工业发酵的原理1. 微生物选择工业发酵中使用的微生物多为细菌、酵母、真菌等。
选择适宜的微生物是工业发酵成功的基础,需要考虑微生物的产率、抗污染能力、耐受性等因素。
2. 发酵介质发酵介质是微生物生长和代谢所需的基础物质。
它们可以为微生物提供碳源、氮源、矿物盐等营养物质。
发酵介质的组成及浓度的调节对发酵过程的效果有重要影响。
3. 酶介质酶介质是在发酵过程中用于增强或缩短反应时间的物质。
酶介质可以促进微生物的代谢活性,提高发酵效率。
4. 发酵条件的控制温度、酸碱度、氧气供应等条件的控制是实现工业发酵成功的关键。
需要根据微生物的生长和代谢特点来优化这些条件,以保证最佳发酵效果。
三、工业发酵的应用1. 食品工业工业发酵在食品加工过程中起到至关重要的作用。
酵母发酵面包、啤酒,乳酸菌发酵酸奶、奶酪,豆豉发酵豆瓣酱等,都是工业发酵在食品工业中的应用。
通过发酵,可以提高食品的口感、保鲜效果和营养价值。
2. 制药工业工业发酵在制药领域广泛应用。
通过微生物的发酵代谢,可以生产出多种药物,如抗生素、酶制剂、氨基酸等。
工业发酵在大规模生产药物时,具有效率高、质量好的优势。
3. 生物燃料工业发酵也被用于生产生物能源,如生物乙醇和生物柴油。
通过微生物的发酵作用,可以将可再生植物材料转化为可燃烧的生物燃料,具有环保和可持续发展的特点。
发酵工业简介发酵工业是生物工程的重要组成部分,是生物工程产业化的基础。
发酵工业指人们利用微生物的发酵作用,运用一些技术手段控制发酵过程,大规模生产发酵产品的一门传统工业。
至今,我国已形成了一个品种繁多,门类齐全,具有相当规模的独立工业体系,在国民经济中占有重要地位,其产品应用覆盖医药、卫生、轻工、农业、能源、环保等诸多行业,某些产品如味精、柠檬酸年产量已跃居世界首位。
如今,人们把利用生物细胞(指微生物细胞、动物细胞、植物细胞、微藻)在有氧或无氧条件下的生命来大量生产或积累生物细胞、酶类和代谢产物的过程成为发酵。
关键词:发酵工业、历史、现状、展望很早以前,人们就利用发酵技术来生产产品,直到近代才发现发酵时由微生物一引起的。
发酵工业自20世纪60年代以来迅猛发展,所涵盖的产品呢也从原来的抗生素、食品等几个方面渗透到人们生活的各个方面如医药、保健、农业、环境、能源、材料等。
发酵工业是一种以高科技含量为特征的新兴工业,近年来特别是20世纪90年代以来,行业的迅速发展已经使其在食品工业中占有重要地位。
发酵工业的迅速发展不仅带动了相关行业的发展,而且对节约粮食、增加食品花色品种、提高产品质量及改善环境等发挥了重要作用。
1、发酵工程发展简史1、1传统发酵技术人类利用自然发酵现象生产食品已有几千年的历史。
你爱过就是最传统的发酵技术之一。
大约在9000年前,具有人们用谷物酿造啤酒。
在4000年前的龙山文化时期,我国就出现了黄酒酿造技术。
都将、醋、豆腐乳、泡菜、奶酪等传统食品的生产也均在2000年以上。
这些产品都是数千年来人们凭借智慧和经验,在没有亲眼见到微生物的情况下巧妙地利用微生物所获得的。
当时,人们不知道发酵的本质,也就不会人为地控制发酵过程,生产职能凭经验,因此这个时期也成为天然发酵时期。
现在,传统发酵技术仍然广泛应用于食品生产。
1、2近代发酵技术1、2、1微生物纯培养技术期间1680年,荷兰商人、博物学家列文虎克用自己发明创造的显微镜发现了微生物世界,这是人类第一次看到了微生物。
发酵工业简介发酵工业是生物工程的重要组成部分,是生物工程产业化的基础。
发酵工业指人们利用微生物的发酵作用,运用一些技术手段控制发酵过程,大规模生产发酵产品的一门传统工业。
至今,我国已形成了一个品种繁多,门类齐全,具有相当规模的独立工业体系,在国民经济中占有重要地位,其产品应用覆盖医药、卫生、轻工、农业、能源、环保等诸多行业,某些产品如味精、柠檬酸年产量已跃居世界首位。
如今,人们把利用生物细胞(指微生物细胞、动物细胞、植物细胞、微藻)在有氧或无氧条件下的生命来大量生产或积累生物细胞、酶类和代谢产物的过程成为发酵。
关键词:发酵工业、历史、现状、展望很早以前,人们就利用发酵技术来生产产品,直到近代才发现发酵时由微生物一引起的。
发酵工业自20世纪60年代以来迅猛发展,所涵盖的产品呢也从原来的抗生素、食品等几个方面渗透到人们生活的各个方面如医药、保健、农业、环境、能源、材料等。
发酵工业是一种以高科技含量为特征的新兴工业,近年来特别是20世纪90年代以来,行业的迅速发展已经使其在食品工业中占有重要地位。
发酵工业的迅速发展不仅带动了相关行业的发展,而且对节约粮食、增加食品花色品种、提高产品质量及改善环境等发挥了重要作用。
1、发酵工程发展简史1、1传统发酵技术人类利用自然发酵现象生产食品已有几千年的历史。
你爱过就是最传统的发酵技术之一。
大约在9000年前,具有人们用谷物酿造啤酒。
在4000年前的龙山文化时期,我国就出现了黄酒酿造技术。
都将、醋、豆腐乳、泡菜、奶酪等传统食品的生产也均在2000年以上。
这些产品都是数千年来人们凭借智慧和经验,在没有亲眼见到微生物的情况下巧妙地利用微生物所获得的。
当时,人们不知道发酵的本质,也就不会人为地控制发酵过程,生产职能凭经验,因此这个时期也成为天然发酵时期。
现在,传统发酵技术仍然广泛应用于食品生产。
1、2近代发酵技术1、2、1微生物纯培养技术期间1680年,荷兰商人、博物学家列文虎克用自己发明创造的显微镜发现了微生物世界,这是人类第一次看到了微生物。
19世纪中叶,巴斯德通过实验证明了酒精发酵现象是由活酵母引起的,并指出发酵现象是微生物进行的化学反应。
1872年,布雷菲尔得创建了霉菌纯培养法,科赫完成细菌纯粹培养技术,从而确立了但中威武的纯培养技术,是发酵技术从先进的凭借经验的天然发酵转变为可以人类控制和调节的纯培养发酵。
1、2、2深层发酵技术时期1928年,弗莱明发现了青霉菌能抑制其菌落周围的细菌生长的现象,并证明了青霉素的存在。
20世纪40年代,第二次世界大战爆发,由于前线对抗生素的需求量非常大,从而推动了青霉菌的研究进展。
青霉素发酵技术的血凝素发展推动了抗生素工业乃至整个发酵工业的快速发展。
1944年,人们发现了用于治疗结核杆菌引起的感染的链霉素,随后,又陆续发现金霉素、土霉素等抗生素。
此阶段的发酵工程表现出的主要特征是微生物液态深层发酵技术的应用。
1、3现代发酵技术1、3、1代谢调控技术的应用随着基础生物科学如生物化学、酶学、微生物遗传学等学科的飞速发展,再加上新型分型方法和分离方法的发展,发酵工程领域的应用及应用有了显著的进步,特别是在微生物酶转化技术、微生物人工诱变育种以及微生物代谢调控技术等方面取得了可喜成果。
如采用微生物进行甾体化合物的转化技术,成功地将甾体转化成副肾上腺皮质激素、性激素等。
如利用代谢调控为基础的新的发酵技术,使野生的生理缺陷型菌株代谢产生谷氨酸。
又通过人工诱变育种技术,选育获得谷氨酸高产菌株,从而大大提高了谷氨酸产量,实现了谷氨酸的工业化生产。
由此也促进了代谢调控理论的研究,推动了其他氨基酸的工业化生产步伐。
由氨基酸发酵而开始的代谢空竹发酵,使发酵工业进入了一个新的阶段。
随后,核苷酸、抗生素以及有机酸等也可通过代谢调控技术进行发酵生产。
1、3、2基因工程技术的应用1953年,沃森与克里克提出了DNA的双螺旋结构模型,为基因重组奠定了基础。
20世纪70年代,人们成功实现了基因的重组和转移。
随着重组DNA技术的发展,人们可以按预定方案把外援目的基因克隆到荣故意大规模培养的微生物细胞中,人为制造了我们需要的“工程菌”,通过“工程菌”的大规模发酵生产,可得到原先只要动物或植物才能生产的物质,如胰岛素、干扰素、白细胞介素和多种细胞生长因子等。
维生素菌种从过去繁琐的随机选育朝着定向育种转变,从而达到定向改变生物性状与功能的目的,通过发酵工业能够生产出自然界微生物所不能合成的产物,大大地丰富了发酵工业的范围,使发酵技术发生了革命性的变化。
2、我国发酵工程现状据了解,中国发酵工业中味精、柠檬酸、酶制剂、酵母、淀粉糖等产量1980年为 25.3万吨,1990年为68.63万吨,1995年为133.1万吨,1996年为141.76万吨,1997年为151万吨,1998年为166.3万吨。
从1990年至1998年共增长了2.4倍。
1998年发酵工业产值达122.01亿元。
为1990年发酵工业产值42.4亿元的2.78倍,年均增长22%,为全国1998年食品工业总产值5900亿元的2%,成为食品工业中发展速度较快的新的增长点。
发酵工业产品的增长,不仅丰富了人民的生活,而且使我国的发酵工业在国际上具有了举足轻重的地位。
全国世界年消费味精 120多万吨,我国占一半以上。
全世界消费柠檬酸80万吨,我国生产20万吨,占1/4。
“九五”期间发酵工业成为食品工业中重要的出口行业,味精、酵母、柠檬酸及盐三类产品1998年共出口产品 16.56万吨,创汇 15716万美元。
其中柠檬酸及盐出口 15.82万吨,创汇13521万美元,成为出口加工食品中新兴的创汇亿美元的单项产品。
发酵工业出口创汇值占当年轻工产品出口值的0.33%,占食品饮料出口值的8.79, 发酵工业靠自身的发展取得经济效益外,更重要的是作为一种生物技术,能对相关行业的发展有重要的促进作用,对节约国家粮食的消耗、增加花色品种、提高产品质量以及改善环境等均有重要作用。
例如:味精工业的酸法糖化改为双酶法糖化,使转化率从90%左右提高到97%-98%,味精总收率提高4%,全行业年增产味精 2万多吨,年节粮8万吨。
白酒、酒精工业采用酶制剂和酿酒用活性干酵母,提高出酒率,节约粮食20多万吨。
发酵行业年产洗涤剂用碱性蛋白酶 4.8万吨,使全国约有30%的洗衣粉产品了酶制剂。
在改善环境方面,柠檬酸钠作为无磷洗衣粉的配料生产的洗衣粉已在国内开始上市。
木聚糖酶应用于制浆工业中段,代替了部分漂粉、减轻氯离子的污染,已在工业试验中获得成功。
总之,九十年代我国发酵工业的发展已经在食品工业中、在轻工业中占有一席之地,并在国内经济中发挥着重要的作用。
3、我国发酵工业展望我国已加入WTO,我们要千方百计做好工作,为赶超国际先进水平打好基础。
发酵工业发展的总体思路是:以科技为先导,开发高新技术含量的产业和产品,增长速度控制在8%10%;在合理利用资源、提高综合效益的基础上稳步发展;以调整企业结构、原料结构和产品结构为重点,对传统发酵制品用现代生物技术(基因工程、蛋白质工程选育高产菌种)进行技术改造,提高生产水平。
大力推行清洁生产工艺,使全行业走上良性循环的发展轨道。
(一)调整结构调整企业结构,对规模小(味精、柠檬酸企业1万吨以下,淀粉糖企业3万吨以下)、能耗高、没有治理废水或治理不力的企业,按照国家的有关政策,实行关、停、并、转;抓住国家支持农产品综合深加工、精加工的机遇,利用我国丰富的淀粉质原料资源,借助酶制剂工业,配套设备的国产化、膜分离技术等支撑行业的技术基础。
重点发展具有特殊性质、在食品、医疗保健、饲料等领域有广泛用途的淀粉糖工业,支持中西部地区原料资源充足、有发展潜力的新兴发酵企业;帮助一些因环境和城市规划的需要而搬迁的企业搞好规划设计,使全行业向规模、环保、效益方面转化。
目前我国酶制剂的产品结构很不合理,淀粉酶类占到酶制剂总产量的80%,其它酶种很少,满足不了食品、医药、保健、纺织、造纸等行业的迫切需要,因此要调整产品结构,积极研究开发提供各行业的酶制剂和复合酶制剂。
根据市场需求开发高新技术产品和高附加值产品,不断增加花色品种。
(二)推行清洁生产在具备一定条件的企业,逐步实现由末端治理向生产过程控制的战略转移,采用膜分离、色谱分离等高新分离技术,分离高浓度有机废水中附加值高的副产品,使废弃物产生量和排放量最小化,最终达到生产过程的封闭循环。
加快科学研究成果向生产力转化,消化吸收国内外的先进技术和设备,推广先进适用技术,限制和淘汰糖转化率低、资源浪费严重的技术和设备。
(三)进一步推动技术进步发酵行业是科技含量较高的行业之一,要积极组织推广对行业技术进步有重大作用的科研成果,使其最大限度地提高生产技术。
如应用于谷氨酸菌体分离的不锈钢膜技术、陶瓷膜技术、柠檬酸色谱分离技术、淀粉糖连续结晶技术。
综合利用和清洁生产技术(味精清洁生产示范工程、高浓度有机废液浓缩、喷雾干燥制颗粒肥料)等。
从而提高全行业的科技含量和生产技术水平。
(四)参与国际竞争我国已加入WTO,这就为我们提供了新的机遇与挑战。
中国发酵行业要下大力气,积极开展市场调研,认真分析研究市场,利用现代化的通讯设备,及时准确的捕捉行业信息。
进一步开发国内外市场,要稳步提高产品质量,扩大应用领域,集中人才优势、原材料优势和市场优势,避免不良竞争,积极参与国际竞争。
总之,中国发酵行业要积极开展技术创新,制订完善产品质量标准,推动体制改革,完善经营机制,全面提高全行业的生产技术水平。
全行业要团结一致,积极探索,勇于进取,抓住机遇,迎接挑战,为我国发酵工业健康发展而努力奋斗。