发酵工程发展现状及趋势
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我国发酵工业现状与发展前景摘要:我国的发酵工业经过了几十年的发展过程,产品从原来的抗生素、食品等几个方面渗透到医药、农业、环保、能源、材料等各个方面,产业结构也逐渐转向能够提高人们生活质量的新一代发酵产品的生产。
20 世纪60年代以来,我国的发酵工业迅猛发展,年产值逐年攀升。
本综述介绍了我国发酵工业的总体状况以及最新进展,并对其发展前景进行了展望。
关键词:我国;发酵工业;总体状况;最新进展;发展前景。
发酵技术是人类最早通过实践掌握的生产技术之一,许多传统产品的生产都应用了发酵技术,在东方有酱油、醋、白酒、黄酒等,而西方有啤酒、葡萄酒、奶酪等。
随着社会经济与科技的发展,由发酵技术支撑起的发酵产业开始诞生与兴起。
20世纪60年代以来,我国的发酵工业迅猛发展,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,自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.发酵工业的总体状况1.1我国发酵工业的应用领域我国在生物发酵行业经过一段时间的发展,积累了相当丰富的经验,特别是在21 世纪后,生物发酵渗透入了医药,保健,农业,食品,能源,环保等各个领域。
轻工业是发酵工程技术应用最早和最多的领域,其生产的产品类型与应用广泛,主要包括酒和溶剂类、有机酸类、氨基酸类、酶制剂类、功能性蛋白质、功能性脂类、功能性糖类等。
这个领域的特点是大量利用淀粉等农副产品进行进一步的发酵与深加工。
生物医药工业中,通过发酵工程技术生产多种抗生素、疫苗、以及一些基因工程药物如干扰素、白细胞介素等产品。
微生物发酵是常用的生物转化法之一,并在中药制作中早有应用。
现代中药发酵技术分为液体发酵和固体发酵。
发酵工程全部知识点总结一、发酵工程的基本概念1. 发酵的定义发酵是指利用微生物或其代谢物来改变物质的过程。
主要包括酵母、细菌、真菌等微生物。
2. 发酵工程的定义发酵工程是指利用发酵微生物代谢特性,通过合理调控环境条件,进行微生物发酵过程中的相关技术。
二、发酵微生物1. 酵母酵母是发酵工程中最常用的微生物,广泛应用于酒类、面包、啤酒等食品工业中。
2. 细菌细菌在发酵工程中也有重要的应用,如益生菌、酸奶中的乳酸菌等。
3. 真菌真菌发酵应用广泛,包括酵素生产、抗生素生产、食品添加剂等。
三、发酵工程的基本过程1. 液体发酵液体发酵是将发酵微生物培养在液体培养基中,通过控制培养基成分、通气、温度等条件来进行微生物代谢产物的生产。
2. 固体发酵固体发酵是将发酵微生物培养在固体底物中,通过控制底物成分、湿度、通气等条件来进行微生物代谢产物的生产。
3. 半固体发酵半固体发酵是将发酵微生物培养在半固体底物中,采用液态和固态发酵的优点来进行微生物代谢产物的生产。
四、发酵工程的主要设备和工艺1. 发酵罐发酵罐是发酵工程的主要设备之一,根据不同的发酵工艺和需求,可以采用不同类型的发酵罐。
2. 发酵工艺发酵工艺是指在发酵过程中,针对不同的微生物和产物特性,进行合理的发酵条件控制和操作流程。
3. 发酵控制系统发酵控制系统是指在发酵工程中,通过自动化设备和仪器,实现对发酵条件如温度、pH 值、通气、搅拌等的精确控制。
五、发酵工程的应用范围1. 食品工业发酵工程在食品工业中应用广泛,如酿造啤酒、制作酸奶、发酵面包、制作酱油等。
2. 医药工业发酵工程在医药工业中应用广泛,如生产抗生素、激素、酶制剂等。
3. 燃料工业发酵工程在燃料工业中也有应用,如生物乙醇、生物柴油等。
4. 化学工业发酵工程在化学工业中也有应用,如生产乳酸、丙酮、丙二醇等。
六、发酵工程的发展趋势1. 发酵工程技术的进步随着科技的不断进步,发酵工程的技术也在不断提高,发酵设备和工艺不断更新。
生物工程产业现状及发展方向以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术在近20年的发展中受到了全球科技界和企业界的普遍关注,有许多专家认为21世纪将是生命科学的世纪。
现代生物技术之所以能受到各界的重视,一方面是由于现代生物技术发展迅速,用途广泛,生物技术的应用范围已遍及医药、农业、食品、能源、环保等各个领域;另一方面是由于现代生物技术可以解决人类发展所面临的许多难题,如人口膨胀、粮食短缺、资源枯竭、环境污染等。
人们越来越认识到了生物技术在全球经济进程中的重要性和必要性。
由于生物技术是以生物(动物、植物、微生物、培养细胞等)为基本资源,因此其原料具有再生性,同时生物系统生产产品产生的污染物少,对环境的破坏性很小或几乎没有,重组微生物甚至还可以消除环境中的污染物。
鉴于生物技术产业的以上特点,清洁、经济并且可持续发展的生物技术必然会在21世纪获得更大发展。
一、全球生物技术产业状况1. 全球生物技术市场迅速扩张各国政府竞相制定生物技术发展计划,政府和企业界投入巨资,国家实行优世界上第一家生物技术公司——惠政策,促进生物技术产业的发展。
1976年,美国遗传技术公司(Genentech) 在美国诞生,它标志着生物工程产业从此开始,从而揭开了一场波及全世界的生物工程产业革命的序幕。
1982年,人类有史以来第一个基因工程药物——基因重组人胰岛素问世。
现在,美国的生物技术公司已达到1300多家,欧洲800多家生物技术公司,日本也有300多家生物技术公司。
生物技术产业正进入一个迅速发展的时期,具体表现为:进入生物技术领域的企业增多,企业对于生物技术的科研投资增大,有更多的生物产品申请注册。
在20世纪80年代,许多专家曾预测到20世纪末,全球现代生物技术产品的销售额将达到100亿美元左右。
然而,到1994年,仅美国的医学生物工程产品年总销额就超过了40亿美元,1992年日本的医学生物高技术产品销售额也已超过4000亿日元。
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。
高中发酵工程的知识点总结一、发酵工程的基本概念1. 发酵工程的定义发酵工程是以微生物或酶等生物催化剂为基础,通过控制合适的环境条件,利用微生物或酶的代谢作用,进行有选择地生产物质或提取有用产品的工程技术。
2. 发酵工程的原理发酵工程利用生物催化剂在适宜的温度、pH、氧气供应等条件下对原料进行代谢作用,使其产生有用的化学产物。
发酵过程分为有氧发酵和无氧发酵,有氧发酵是指微生物在充分供氧的情况下进行代谢作用,而无氧发酵则是微生物在缺氧条件下进行代谢作用。
3. 发酵工程的应用发酵工程在食品、医药、酒类、饲料、化工等领域都有重要的应用,可以生产出酒精、乳酸、维生素、抗生素、酶等多种产品。
二、微生物学基础1. 微生物的分类微生物是一类极小的生物体,包括细菌、真菌、酵母菌、病毒等。
其中,细菌可分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌,酵母菌主要是酵母菌科的酵母菌,真菌包括霉菌和酵母菌。
2. 微生物的生长特性微生物的生长需要适宜的温度、pH值、氧气供应等条件,不同微生物的生长特性有所不同。
典型的微生物生长曲线包括潜伏期、对数生长期和平稳期。
3. 微生物的代谢特点微生物的代谢分为呼吸代谢和发酵代谢两种形式。
呼吸代谢需要有氧气,产生CO2和H2O,而发酵代谢不需要氧气,产生乳酸、酒精、醋酸等产物。
4. 微生物的培养方法微生物的培养方法包括液体培养和固体培养两种形式,培养基的选择对微生物的生长有重要影响。
三、发酵工程的工艺流程1. 发酵工程的基本流程发酵工程的基本流程包括发酵菌种的培养和保存、发酵罐的设计和运行、发酵过程的控制和调节、产品的分离和提取等步骤。
2. 发酵工程的发酵罐发酵罐是进行微生物发酵的设备,按照不同的设计要求可分为批式发酵罐和连续式发酵罐。
3. 发酵工程的发酵菌种发酵菌种是进行发酵的微生物,可以是细菌、酵母菌、真菌等。
合适的发酵菌种是发酵工程成功的关键。
4. 发酵工程的发酵过程控制发酵过程的控制包括温度、pH值、氧气供应、营养物质的添加等方面,需要根据不同的菌种和发酵产品进行调节。
发酵工程重要知识点的教学体会1. 引言1.1 发酵工程的重要性发酵工程是生物技术领域中至关重要的一门学科,它利用微生物进行生物转化,产生各种有用的化合物和能量。
发酵工程的重要性体现在多个方面:发酵工程在食品、医药、环保等领域都有着广泛的应用,可以生产出大量的酶、抗生素、酒精等产品,对人类的生活和健康起到了至关重要的作用。
发酵工程还在能源生产、生物资源利用等领域有着重要的贡献,可以为人类提供新的能源来源和资源利用途径。
发酵工程还可以帮助解决环境问题,如生物除污、废弃物处理等,对保护环境起到积极的作用。
发酵工程的重要性不仅体现在产品的生产和能源的利用上,更体现在对人类生活、环境及资源的可持续发展方面。
开展发酵工程相关的教学对培养学生的专业能力和创新意识至关重要,有助于提高学生的综合素质和就业竞争力。
1.2 开展相关教学的意义1. 提高学生的专业素养和技能水平。
通过开展发酵工程相关教学,可以帮助学生深入了解发酵工程的基本原理和应用领域,掌握发酵工程的实践操作技能,从而提升其在这一领域的专业素养和技能水平。
2. 培养学生的创新思维和动手能力。
发酵工程是一个涉及多学科知识和技能的领域,开展相关教学可以激发学生的探索欲望和创新意识,培养其动手能力和解决问题的能力。
3. 增强学生的就业竞争力。
随着发酵工程在生物工程、食品工业、医药行业等领域的广泛应用,具备发酵工程知识和技能的毕业生将会具有更大的就业竞争力,有更多的就业机会和发展空间。
4. 推动发酵工程的发展和技术创新。
通过开展相关教学,可以培养更多具有发酵工程专业知识和技能的人才,推动发酵工程的技术创新和发展,为社会和经济的发展做出贡献。
2. 正文2.1 发酵工程的基本原理发酵工程的基本原理是指在一定条件下,利用微生物或酶的作用将有机物质转化为需要的产物的过程。
发酵工程的基本原理主要包括以下几个方面:1. 微生物的生长与代谢:微生物是发酵工程中不可或缺的参与者,其生长与代谢过程对发酵过程起着至关重要的作用。
酶在发酵工业生产中的应用现状和发展趋势塔骥1032103030摘要:本文通过列举酶在发酵工业生产中的应用,及在这些应用中的应用现状,对酶法在这些工业生产中未来的发展进行了探讨。
关键词:酶;发酵;工业生产一、前言酶制剂行业是高技术产业,它的特点是用量少、催化效率高、专一性强,是为其他相关行业服务的工业。
酶制剂产业经历了半个多世纪的起步和迅速成长之后,现已形成一个富有活力的高新技术产业,保持持续高速度发展。
过去10年里,国际酶制剂产业的生产技术发生了根本性的变化,以基因工程和蛋白质工程为代表的分子生物学技术的不断进步和成熟,以及对各个应用行业的引入和实践,把酶制剂产业带入了一个全新的发展时期。
我国酶制剂已广泛应用于食品、酿造、味精、制药、有机酸、淀粉糖、纺织、皮革、洗涤剂及保健品等很多领域,并且应用领域不断扩大,应用技术水平不断提高,然而与国外先进国家相比尚有差距。
二、酶在发酵工业中的应用2.1酶法生产葡萄糖利用酶水解淀粉生产葡萄糖是酶催化工业的一项重大成就,由日本在20世纪50年代末研究成功,现已在全世界普遍采用。
酶法生产葡萄糖是以淀粉为原料,先经。
一淀粉酶液化成糊精,再用糖化酶催化生成葡萄糖。
如北京房山酶制剂总厂的产品耐高温a-淀粉酶采用地衣芽孢杆菌深层培养、提炼等工序精制而成;能随机水解淀粉、糖原及降解物内部的 a-1.4 葡萄糖苷键使得胶状淀粉溶液的黏度迅速下降,产生可溶性糊精和寡聚糖,过度的水解则可产生葡萄糖和麦芽糖。
低聚糖的制备:低聚糖是由3-9个单糖昔键连接而成的低度聚合糖。
它之所以具有生理功效,是因为他能促进人体肠道内固有的有益细菌一双歧杆菌的增殖,从而抑制肠道内腐败菌的生长,减少有毒发酵产物的形成。
目前,微生物糖昔水解酶在生产中应用较多,而且技术都比较成熟。
如利用α-葡萄糖苷酶生产的低聚异麦芽糖,利用节杆菌产生的β一呋喃果糖苷酶合成的低聚乳果糖、低聚半乳果糖等,利用α-半乳糖昔酶生产的棉子糖和密二糖等。
发酵工程发展现状及趋势
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,早在几千年前,人们就开始从事酿酒、制酱、制奶酪等生产。
作为现代科学概念的微生物发酵工业,是在20世纪40年代随着抗生素工业的兴起而得到迅速发展的,而现代发酵技术又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、分子修饰和改造等新技术。
由于微生物发酵工业具有投资少、见效快、污染小、外源目的基因易在微生物菌体中高效表达等特点,日益成为全球经济的重要组成部分。
摘要
当前,发酵工程的应用是十分广泛的,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、能源工业、化学工业、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。
一、发酵工程在各领域的发展现状
1、医药行业
微生物发酵是生物转化法之一,在中药中早有应用。
真菌是发酵中药的主要功能菌。
发酵时大都采用单一菌种纯种发酵法。
现代中药发酵技术分为液体发酵和固体发酵。
中药发酵技术按应用方式可分为无渣式和去渣式,前者可直接用药,后者要提取和制剂用药。
发展发酵中药可进一步推进中药现代化和国际化进程,提高中药行业的竞争力,为中药走向世界、造福人类作出新的贡献。
2、食品工业
现代化生物技术的突飞猛进,改写了食品发酵工艺的历史。
据报道,由发酵工程贡献的产品可占食品工业总销售额的15%以上。
目前利用微生物发酵法可以生产近20种氨基酸。
该法较蛋白质水解和化学合成法生产成本低,工艺简单,且全部具有光学活性。
3、能源工业
乙醇作为一种生产工艺成熟,生产原料来源广泛的替代能源越来越受到人们的关注。
燃料酒精不仅可以缓解能源短缺的问题,从长远的利益和能源的可再生性来看,燃料酒精又是一种潜力巨大的物能源。
酒精发酵的方式有间歇式发酵、半连续式发酵和连续发酵。
4、农业
近年来,固态发酵工艺在生物农药工业生产中的应用取得了进展。
固态发酵是没有或只有少量游离水存在,在具有可以满足微生物生长代谢的一定湿度的固态营养基质中进行的微生物发酵过程[。
5、环境保护
近年来,利用现代发酵及分离技术对大量的农作物麸皮、壳和秸杆以及各种果渣等有机废渣资源进行深层次的研究开发,从而获得高活性、高附加值的天然功能产品,引起了各国学者的广泛重视,其中以有机废渣为基本培养基,选择合适的微生物菌株( 酵母、真菌或细菌)进行固态发酵,以获得高附加值的微生物代谢物。
二、发酵工程发展趋势
发酵工程未来的发展趋向主要有以下几个大方面。
①基因工程的发展为发酵工程带来新的活力。
②新型发酵设备的研制为发酵工程提供先进工具。
③大型化、连续化、自动化控制技术的应用为发酵工程的发展拓展了新空间。
④强调代谢机理与调控研究,使微生物的发酵机能得到进一步开发。
⑤生态型发酵工业的兴起开拓了发酵的新领域。
⑥再生资源的利用给人们带来了希望。
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