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发酵工程讲义长江大学生科院生物技术系《发酵工程》讲义第一章绪论教学目的：了解发酵工程的意义及组成，我国发酵工程的发展现状；掌握微生物发酵的纯培养技术和深层培养技术的相关内容及发酵工程发展历史上的五个转折点；掌握发酵工程的产业化及其发展前景。
教学重点、难点：微生物发酵的纯培养技术和深层培养技术；发酵工程的产业化及其发展前景。
发酵工程的意义及组成传统生物技术：抗生素、生物制药、氨基酸、核苷酸、有机酸、饲料添加剂、微生态制剂、生物农药、生物肥料等。
现代生物技术：基因工程菌发酵，基因工程药物、疫苗及抗体生产。
发酵工业范围：了解发酵工程与现代生物技术的关系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。
它是应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。
于它以培养微生物为主，故又称为微生物工程。
发酵工程的组成：从广义上讲，三部分组成，上游工程、发酵工程、下游工程上游工程：- genetics, cell ? - inoculum development -media formulation -sterilization - inoculation 下游工程：- product extraction, purification & assay - waste treatment - by product recovery 发酵的定义： 1.传统发酵发酵最初是来自于拉丁语“发泡”这个词，是指酵母作用于果汁或发芽的谷物时产生二氧化碳的现象。
2.生化和生理学意义的发酵指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的一种方式，如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出CO2。
3.工业上的发酵泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程。
发酵过程的组成部分：典型的发酵过程可划分成六个基本组成部分：繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份设定；培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌；培养出有活性、适量的纯种，接种入生产容器中；微生物在最适合于产物生长的条件下，在发酵罐中生长；产物分离和精制；过程中排出的废弃物的处理。
12干法沼气工程发酵技术现状及发展趋势_卜明0引言随着能源和环境问题的日益突出，沼气发酵技术作为一种不仅能处理有机废弃物同时可以得到沼气燃料的清洁可再生能源发展技术，在世界上受到了越来越重要的关注。
沼气技术按发酵原料干物质含量（TS）的不同，可分为湿法发酵和干法发酵两类。
现有沼气工程采用湿法发酵技术，发酵原料呈液态，干物质含量一般在10%以下。
湿法沼气发酵由于需添加新鲜水调浆，发酵结束后剩余物沼液若没有足够的土地消纳，极易造成二次污染等问题；沼气干法发酵技术正逐渐成为世界各国处理有机固体废弃物以及生产新能源的重要选择。
沼气干法发酵［1，2］是指干物质含量（TS）在20%～40%，呈固态，无沼液消纳问题。
干法发酵具有需水量低、或不需水，产生沼液少，基本上实现污染物零排放，容积产气率高，物料适应范围广，运行过程稳定，无湿法工艺中的浮渣、沉淀等问题。
本文着重介绍国内外主要干法沼气发酵技术现状、干法沼气发酵技术关键点及攻关方向，为我国固体有机废气物沼气发酵技术研究提供参考。
1国外干法沼气技术主要工艺及应用情况国外对干法沼气发酵技术的研究始于20世纪80年代有关的污泥卫生填埋，20世纪90年代起，以德国为代表的发达国家开始进行沼气间歇干法发酵技术及工业级装备研发。
干法沼气发酵技术已在世界多个国家垃圾处理中广泛应用，现已扩展到能源作物、畜禽粪便和农业固体废弃物等的连续干发酵技术。
国外沼气干法发酵技术已趋于成熟，主要有Dranco工艺、Kompogas工艺、Valorga工艺、Biopercolat工艺、Linder BRV工艺、APS工艺和Benkon公司的车库型工艺等，其中Benkon公司的车库型沼气干法发酵工艺和装备已进入生产性验证，在控制、安全等方面较完备［3-10］。
1.1Dranco工艺Dranco干法沼气发酵技术是一种独特的立式设计、高固含量、无内部搅拌的连续干法沼气发酵技术。
经过筛选、预处理的有机固体废弃物与发酵后的物料（接种物）按一定比例（1∶6～1∶8）混合后，经蒸汽加热后，由进料泵泵入发酵罐内，发酵罐内没有混合搅拌系统或气动系统，物料在发酵过程中仅靠重力沉降，产生的沼气从发酵罐的顶部逸出至沼气储存系统，发酵后的沼渣通过底部设置的螺杆出料（图2）。
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。
发酵工程教案(打印)第一章：发酵工程的概述1.1 发酵工程的定义发酵工程的概念发酵工程的组成1.2 发酵工程的应用领域食品工业制药工业生物化工1.3 发酵工程的发展历程传统发酵技术现代发酵工程技术第二章：发酵过程的微生物学基础2.1 发酵微生物的分类与特性细菌真菌放线菌2.2 发酵微生物的培养与筛选培养基的选择与制备微生物的分离与纯化2.3 发酵微生物的代谢调控微生物的生长曲线微生物的代谢途径第三章：发酵设备的类型与选择3.1 发酵设备的类型大型发酵罐生物反应器膜分离设备3.2 发酵设备的选择原则生产规模产品特性经济效益3.3 发酵设备的运行与维护设备的启动与停止设备的清洗与消毒设备的故障处理第四章：发酵过程的控制与管理4.1 发酵过程的控制参数温度pH值溶氧量营养物质4.2 发酵过程的控制技术自动控制系统反馈控制系统计算机控制系统4.3 发酵过程的管理与优化生产计划的制定发酵条件的优化生产过程的质量控制第五章：发酵工程的案例分析5.1 乳酸菌发酵工程案例酸奶的生产泡菜的制作5.2 酵母菌发酵工程案例啤酒的生产葡萄酒的制作5.3 放线菌发酵工程案例抗生素的生产维生素的生产第六章：发酵工程的安全与环保6.1 发酵工程的安全问题微生物的危害生物安全措施发酵罐的安全操作6.2 发酵过程中的污染控制污染的来源污染的检测与控制清洁生产技术6.3 发酵工程的环保问题废水处理废气处理固体废弃物处理第七章：发酵工程的产业化应用7.1 发酵工程在食品工业的应用面包酵母的生产乳酸菌的产业化7.2 发酵工程在制药工业的应用抗生素的产业化维生素的产业化7.3 发酵工程在其他领域的应用生物燃料的生产生物材料的产业化第八章：发酵工程的研发与创新8.1 发酵工程的新技术发展重组DNA技术基因工程技术合成生物学技术8.2 发酵工程的新设备开发高通量筛选设备生物反应器的设计自动化控制系统8.3 发酵工程的产业化挑战与机遇产业化过程中的问题产业化发展的趋势产业化政策的分析第九章：发酵工程的实例分析与评价9.1 发酵工程案例分析某乳酸菌产品的生产某抗生素的生产9.2 发酵工程项目的评价技术与经济评价环境与社会影响评价风险评价9.3 发酵工程的发展前景与建议行业发展趋势技术创新方向政策与支持措施第十章：发酵工程的实验操作10.1 发酵实验的基本操作菌种的制备与保藏发酵液的制备发酵过程的监控10.2 发酵实验的设计与优化实验设计方法发酵条件的优化实验结果的分析10.3 发酵实验的操作技能培养实验操作的安全规范实验设备的操作与维护实验数据的准确记录与处理重点和难点解析重点环节一：发酵微生物的分类与特性重点掌握不同类型发酵微生物的分类、特点及应用领域。
发酵工程教案（打印）第一章：发酵工程的概述1.1 发酵的定义和意义1.2 发酵工程的起源和发展1.3 发酵工程的研究内容和应用领域第二章：发酵过程的基本原理2.1 微生物的生长与代谢2.2 发酵条件的控制2.3 发酵过程中的物质变化第三章：发酵设备及其设计3.1 发酵罐的设计与选择3.2 发酵过程的自动化控制3.3 发酵设备的清洗与消毒第四章：发酵条件的优化与控制4.1 发酵条件的优化方法4.2 发酵过程的监控与控制4.3 发酵过程中的问题与解决方法第五章：发酵工程的应用实例5.1 微生物肥料的生产与应用5.2 生物农药的发酵生产5.3 食品工业中的发酵应用第六章：发酵工程在药品生产中的应用6.1 抗生素的发酵生产6.2 维生素的发酵生产6.3 重组蛋白的发酵生产第七章：生物化工领域的发酵工程7.1 氨基酸的发酵生产7.2 有机酸的发酵生产7.3 生物酶的发酵生产第八章：发酵工程在环保领域的应用8.1 生物滤池技术8.2 生物脱硫技术8.3 生物降解技术第九章：发酵工程的产业化与发展9.1 发酵工程的产业化流程9.2 发酵工程的技术创新与挑战9.3 我国发酵工程产业的发展现状与趋势第十章：发酵工程的可持续发展10.1 发酵工程与资源利用10.2 发酵工程与环境保护10.3 发酵工程的循环经济模式第十一章：发酵工程在生物制药中的应用11.1 重组蛋白药物的发酵生产11.2 疫苗的发酵生产11.3 基因治疗的发酵工程应用第十二章：发酵工程技术在农业中的应用12.1 微生物肥料的发酵生产12.2 生物农药的发酵生产12.3 动物疫苗和生物兽药的发酵生产第十三章：发酵工程在生物能源中的应用13.1 燃料酒精的发酵生产13.2 生物柴油的发酵生产13.3 生物气体的发酵生产第十四章：发酵工程在生物材料中的应用14.1 发酵生产生物塑料14.2 发酵生产生物纤维14.3 发酵生产生物复合材料第十五章：发酵工程的案例分析与实践操作15.1 发酵工程案例分析15.2 发酵工程的实践操作技巧15.3 发酵工程的实验设计与数据分析重点和难点解析本文教案涵盖了发酵工程的概述、基本原理、设备设计、条件优化与控制、应用实例、药品生产、生物化工、环保领域应用、产业化发展、技术创新、可持续发展以及案例分析和实践操作等多个方面。
发酵产业发展特点和趋势发酵产业是指利用微生物酶的催化作用制备食品、饮料、药品、生物肥料和化工产品的产业。
随着生物技术的发展和人们对健康、环保的关注，发酵产业正逐渐成为现代产业链的重要组成部分。
本文将从发酵产业的发展特点、趋势以及组成要素等方面进行分析和阐述。
一、发酵产业的发展特点1. 技术密集型。
发酵产业涉及的科学技术领域较广，包括微生物学、生物工程学、食品科学等，技术门槛较高。
在整个生产过程中，需要精确控制微生物的生长和代谢过程，以确保产品的质量和稳定性。
2. 原材料广泛。
发酵产业的原料来源非常丰富，包括粮食、果蔬、甘蔗糖、乳制品等。
这些原料可以通过不同的发酵工艺转化为食品、饮料、药品等多种产品。
3. 产品多样化。
发酵产业的产品种类繁多，包括酒类、乳制品、面包、豆制品、酱油、醋等。
这些产品在我们的日常生活中非常常见，受到了广大消费者的欢迎。
4. 绿色环保。
发酵产业是一种相对环保的产业，与传统化学工业相比，发酵产业的废弃物少、处理成本低，大大降低了对环境的污染。
5. 市场需求旺盛。
随着经济的发展和人民生活水平的提高，消费者对食品、饮料、药品等产品的需求不断增加。
发酵产品作为一种天然、健康的选择，受到了越来越多人的喜爱。
二、发酵产业的发展趋势1. 高科技化发展。
随着科技的不断进步，发酵产业将越来越依赖于高新技术的应用。
例如，利用基因工程技术改良菌株，提高产品的产量和质量；利用生物传感器和微流控技术实现对微生物发酵过程的实时监控和调控等。
2. 个性化定制化。
随着消费者对个性化产品的需求不断增加，发酵产业将向个性化定制化发展。
通过微生物菌株和发酵工艺的调整，可以生产出适合不同消费者口味和需求的产品。
3. 废弃物资源化利用。
发酵产业废弃物的处理一直是一个难题，但是随着环保意识的增强，废弃物资源化利用成为发酵产业的发展趋势。
例如，利用发酵废弃物生产生物肥料，将废弃物转化为可再生资源。
4. 农业和食品安全。
微生物发酵过程特点及发展趋势分析摘要：如今，我国的社会经济快速发展，人们的生活水平不断提高，物质条件也不断改善，人们对食品提出了更高的要求。
微生物发酵作为我国当前食品制作的重要技术之一，在所有的食品生产工艺中有着举足轻重的地位。
通过微生物发酵生产出的食品，在口感、形态、营养价值等方面都有其独特性和不可替代性，一直以来都很受大众欢迎。
然而，由于微生物发酵需要改变食物本身的营养成分，为此，不同的发酵形式对食品的营养价值也产生了不同程度的影响。
合理应用微生物发酵技术能在保障食品营养价值的同时，生产出大众喜爱的发酵食品。
将微生物发酵技术应用于食品加工行业中，不仅能丰富食品的口感和营养价值，还能更好地借助微生物发酵技术来推动我国食品加工行业的长效发展。
关键词：微生物；发酵工程；发展趋势引言近些年来，人们的饮食生活愈发丰富，伴随着生物技术的不断发展，越来越多工业化生产的食物出现在人们的生活中，使人们的饮食习惯产生了改变。
微生物发酵食品从起源上来看主要是依赖于微生物加工制作实现的，也就是针对农副产品的深度加工，微生物发酵食品的出现在人类科学史上掀起了一波浪潮，被视作是一项伟大的发明。
但事实证明，微生物发酵食品的出现并非是偶然，千年之前，人们就开始将微生物用到食品发酵中，并且这类食品在全球范围内广为流传。
后来，由于各地区民族特色的不同，食品特色也产生一些变化。
不过就食品的发展历程来看，微生物有着非常高的参与度，微生物发酵食品在营养保健中优势独特，受到了人们的欢迎，在未来人类食品发展过程中也有着重要价值。
1发酵工程的概念微生物工程又称发酵工程，是生物工程的一个重要组成部分，即利用微生物，在适当的条件下，将原料通过特定的代谢途径加工成人类所需要的产品。
从广义上讲，发酵系统工程由3个部分组成：上游工程、中游工程和下游工程。
上游工程是理论研究、技术发展，包括优良菌株的选育、最佳发酵条件（pH、温度、溶解氧和营养成分）的确定等。
《发酵工程及其应用》讲义一、发酵工程的概念发酵工程，简单来说，就是通过微生物的特定功能，利用现代化工程技术手段来大规模生产对人类有用的产品。
它是生物技术的重要组成部分，涵盖了微生物学、生物化学、化学工程等多个学科领域。
微生物在发酵过程中扮演着关键角色。
它们具有独特的代谢能力，可以将各种原材料转化为有价值的物质。
比如，一些细菌能够产生抗生素，某些真菌能发酵出美味的食品，像我们熟悉的酱油、醋等。
二、发酵工程的基本过程发酵工程通常包括以下几个主要步骤：1、菌种选育这是发酵的源头。
要找到性能优良、适合大规模生产的微生物菌种。
选育的方法有很多，包括从自然界筛选、诱变育种，还有现代的基因工程育种等。
就像挑选运动员一样，要选出有“潜力”的菌种。
2、培养基制备为微生物提供生长和代谢所需的营养物质。
培养基的成分要精心调配，包括碳源（如葡萄糖）、氮源（如铵盐）、无机盐和生长因子等。
不同的微生物对培养基的要求各不相同。
3、灭菌在发酵前，必须对培养基、发酵设备等进行严格灭菌，以防止杂菌污染。
这就好比给房间做大扫除，把“不速之客”统统赶出去，为微生物创造一个纯净的生长环境。
4、接种把选育好的优良菌种接入到已经灭菌的培养基中。
这一步要保证操作的无菌性，就像小心翼翼地把珍贵的种子种到肥沃的土地里。
5、发酵控制这是整个过程的核心环节。
要控制好温度、pH 值、溶氧、搅拌速度等各种条件，让微生物能够愉快地工作，大量生产我们需要的产物。
6、产物分离提纯发酵结束后，要从发酵液中把目标产物分离出来，并进行提纯和精制，得到符合要求的产品。
这有点像从一堆杂物中找出我们想要的宝贝，然后把它擦拭干净、打磨光亮。
三、发酵工程的应用领域1、食品工业发酵工程在食品领域的应用可谓历史悠久。
酸奶、面包、啤酒、葡萄酒等，都是通过微生物发酵制成的。
例如，制作酸奶时，利用乳酸菌将牛奶中的乳糖发酵转化为乳酸，使牛奶凝固并产生独特的风味和口感。
2、医药工业许多重要的药物都是通过发酵工程生产的。
