二氧化碳对发酵的影响及其控制
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发酵过程中产生的二氧化碳发酵是一种常见的生物化学过程,通过这一过程,有机物质可以被微生物分解并产生能量。
在发酵过程中,最常见的产物之一就是二氧化碳(CO2)。
本文将探讨发酵过程中产生的二氧化碳的形成原因、应用以及对环境的影响。
一、二氧化碳的形成原因发酵过程中产生二氧化碳的主要原因是微生物的代谢活动。
微生物(如酵母菌)通过分解有机物质(如糖类)来获取能量,这个过程称为酵解。
在酵解过程中,有机物质被分解成较小的分子,同时释放出能量和二氧化碳。
具体来说,酵母菌通过糖类的发酵产生乙醇和二氧化碳,而乳酸菌则通过乳酸发酵产生乳酸和二氧化碳。
二、二氧化碳的应用1. 食品工业二氧化碳在食品工业中有广泛的应用。
例如,在面包和蛋糕的制作过程中,酵母菌通过发酵产生的二氧化碳可以使面团膨胀,增加食品的松软度和口感。
此外,二氧化碳还可以用作食品的保鲜剂,通过控制食品中的氧气浓度,延长食品的保质期。
2. 饮料工业二氧化碳也是饮料工业中常用的添加剂。
例如,碳酸饮料中的气泡就是由二氧化碳产生的。
在饮料生产过程中,二氧化碳被注入到液体中,形成气泡,增加饮料的口感和口味。
3. 化学工业二氧化碳在化学工业中也有一定的应用。
例如,二氧化碳可以用作溶剂,用于提取和分离化学物质。
此外,二氧化碳还可以用于制造化学品和药品。
三、二氧化碳对环境的影响尽管二氧化碳在许多工业和生活领域中有广泛的应用,但过量的二氧化碳排放对环境造成了一定的影响。
二氧化碳是一种温室气体,它可以吸收地球表面的热量并阻止其逃逸到大气中,从而导致地球的气温上升,引发全球气候变化。
过量的二氧化碳排放主要来自于燃烧化石燃料和森林砍伐等人类活动。
为了减少二氧化碳的排放,许多国家和组织采取了一系列措施。
例如,推广清洁能源的使用,如太阳能和风能,以减少对化石燃料的依赖;加强能源效率,减少能源的浪费;实施森林保护和植树造林等措施,以增加二氧化碳的吸收和储存能力。
总结:发酵过程中产生的二氧化碳是微生物代谢活动的产物。
生物制药工艺中的重要参数和控制方法生物制药是指利用生物学原理和技术,以微生物、动植物细胞、动物和人体组织及其代谢产物为原料,进行提取、纯化、改性、重组、结构修饰等一系列工艺操作,获取具有特殊药理活性的药物或治疗性制品的生产过程。
在生物制药工艺中,生产过程的重要参数和控制方法是确保产品质量和生产效率的关键。
本文将分别介绍生物制药工艺中常用的参数以及它们的控制方法。
一、发酵参数发酵是生物制药生产中最重要的工艺环节之一。
发酵参数指的是影响生物反应的各种因素,包括温度、pH、气体组成、氧气传递量、搅拌速度等。
1.温度控制:发酵过程中,微生物的生长和代谢活动对温度变化十分敏感,温度控制是保证发酵反应正常进行的关键。
通常情况下,发酵温度在30-37℃之间,因具体菌株而异。
控制发酵罐内的温度可以通过调节发酵罐内冷却水的流量以及添加温度传感器等手段实现。
2.pH控制:pH值是微生物生长和代谢所必须的生化参数之一,对于大多数微生物来说,pH值维持在6.5-7.5之间为最适宜。
过高或过低的pH值不仅会影响微生物生长和产物质量,还会使微生物变得易感染和易受到毒素伤害。
通过添加酸和碱等药剂可以控制发酵罐内的pH值。
3.气体组成控制:气体组成是影响微生物代谢的重要参数之一,包括氧气、二氧化碳、氮气等。
其中,氧气含量是生物制药中最重要的气体参数,因为氧气供应能明显提高微生物的生长速度和代谢活性。
控制氧气供给可以通过调节氧气进口的流量和罐内的搅拌情况实现。
4.氧气传递量控制:氧气传递量指氧气将溶解于水中并向发酵物中输送的速率,它对微生物的代谢和生长状态具有重要影响。
传统上,氧气传递量通过调整搅拌和氧气进口流量来实现。
目前已出现一些新型发酵罐,可以通过增加气体扩散区域来改善氧气传递效率。
二、纯化参数纯化是生物制药生产的关键环节之一,质量好坏会直接影响到最终产品的纯度和活性,而纯化参数的控制也是保证产品质量的关键。
常用的纯化参数包括剪切力、流速、pH、液体流变性等。
发酵工程原理与技术_陈坚_思考题第一章的复习思考题1,发酵及发酵工程的定义2,发酵工程的特点3,发酵的分类4,发酵产品的类型5,微生物代谢产物的类型及其之间的关系6,发酵过程的组成7,发酵生产成立的条件8,发酵工业发展的阶段及大致年代9,和国际先进水平相比较,我国发酵工业的不足之处主要表现在哪些方面第二章的复习思考题1,微生物代谢调节和微生物代谢调控的概念2,为何要进行微生物的代谢调控3,微生物代谢调节的方式4,从本质上来说,微生物的代谢是通过哪两种方式来进行的5,酶合成调节的方式及其定义、机制6,酶活性调节的定义、方式7,有分支代谢途径的调节方式有哪些8,酶活性的调节机制可用什么理论来解释9,初级代谢的调节有哪几种方式10,次级代谢的调节方式11,提高初级和次级代谢产物产量的方法12,高浓度细胞培养的目的、原理、优点、方法及存在的问题第三章的复习思考题1,次级代谢和次级代谢产物的概念2,次级代谢产物的分类3,次级代谢产物的生物合成模式4,在微生物的氢代谢过程中,关键的酶是什么酶,它有哪些类型5,氢效应的概念及产生的原因6,二氧化碳固定的概念、方式、生理意义7,什么是卡尔文循环,它由哪几个部分组成第四章的复习思考题1,原料的定义及选择原则2,培养基设计的基本原则及如何进行培养基的设计3,为何要进行原料预处理及原料预处理的方法4,原料粉碎的目的和方法5,垂式粉碎机生产能力的计算6,干法粉碎和湿法粉碎工艺的比较7,原料输送的方法8,气流输送的原理、流程和优点9,颗粒在垂直管道和水平管道中悬浮输送的机理10,气流输送中常用除尘装置有哪几种11,淀粉原料水-热处理的定义及目的12,淀粉的膨胀、糊化和液化13,在淀粉的水-热处理过程中有哪些反应(变化)是我们所不希望的14,淀粉的酶法液化和糖化工艺常用到的酶有哪些及各自的作用专一性15,酶法液化的工艺有哪几种及各自的优缺点16,淀粉液化效果的标准17,淀粉糖化的定义和目的18,淀粉糖化的理论收率、实际收率和淀粉转化率的定义及计算19,DE值的定义20,淀粉糖化的工艺有哪几种,比较各自的优缺点21,糖蜜原料的来源、特点及常用的处理方法22,在发酵培养基中添加前提物质、抑制剂和促进剂为何能提高产物的产量第五章的复习思考题1,何谓培养基的灭菌,它和消毒有和区别2,常用的灭菌方法3,致死温度、微生物热阻的定义4,湿热灭菌的原理和优点5,从工程角度看,设计一个培养基的湿热灭菌过程首先要解决的问题是什么6,根据微生物的热死灭动力学方程和温度对微生物热死灭常熟(K)的影响,论述为什么采用高温短时间灭菌既有利于杀灭微生物又有利于减少营养物质的破坏7,间歇灭菌的成功的要素及注意事项8,常用的连续灭菌工艺有哪几种9,连续灭菌和间歇灭菌的比较10,影响灭菌的因素第六章的复习思考题1,何谓无菌空气,发酵工业对空气无菌程度的要求2,空气含菌量的测定方法3,空气除菌的方法有哪些、这些方法的原理和优缺点4,介质过滤除菌的定义,机理;过滤介质的类型5,常见的空气过滤除菌工艺流程的分析计算6,过滤效率、对数穿透律7,传统空气过滤除菌工艺中的主要设备有哪些8,新型的空气过滤器有哪些,有何优点9,空气贮罐的作用是什么,其大小如何确定第七章的复习思考题1,种子的扩大培养的定义。
啤酒发酵中二氧化碳回收技术及利用啤酒发酵中二氧化碳回收技术及利用侯晓芳摘要:中国啤酒行业一直存在着综合能耗大、生产成本高、吨酒利润低的问题。
其中二氧化碳作为主要副产物,是一种啤酒生产过程中重要的原料,在啤酒发酵过程中会产生大量的二氧化碳同时在啤酒成产中又会需要大量的二氧化碳做为原料,因此对其回收利用能大幅降低生产成本。
本文论述了对啤酒厂中对二氧化塔的回收技术。
关键字:二氧化碳回收技术利用一、引言众所周知,我国啤酒行业发展速度迅速,总产量已连续多年稳居世界第一,2006年达到 3150 万吨,成为全球名副其实的啤酒大国。
然而中国啤酒行业一直存在着综合能耗大、生产成本高、吨酒利润低的问题。
高投入、高消耗、低产出的特点,使我国整个啤酒行业的经济效益与环境效益非常不理想,能源短缺矛盾日益加剧,所以为增大收益,提高对啤酒副产物的利用率是相当有必要的。
二氧化碳是啤酒发酵过程中的主要副产物,同时啤酒生产中许多工序需要使用二氧化碳。
随着人们对啤酒质量的要求不断提高,二氧化碳在啤酒生产企业中的使用量也在不断增大,同时二氧化碳的采购成本较高,因而越来越多啤酒生产企业都利用二氧化碳回收装置对发酵所产生的二氧化碳进行回收来满足自身生产的需要。
二氧化碳是一种啤酒生产过程中重要的原料,在啤酒发酵过程中会产生大量的二氧化碳同时在啤酒成产中又会需要大量的二氧化碳为原料。
作为啤酒厂二氧化碳的回收和使用平衡问题是做好节约能源和循环经济工作的重要部分。
目前国内大部分啤酒企业二氧化碳回收率低、回收使用不平衡导致在啤酒发酵过程中大量的高纯度的二氧化碳气体白白的排放到大气中,不但造成了能源浪费而且给环境带来了污染,同时啤酒生产中需要购买大量的二氧化碳为啤酒生产的原材料造成了生产成本增加。
所以研究啤酒厂二氧化碳回收和使用的平衡是十分必要的。
二氧化碳同时又是一种制冷剂,编号为 R744。
二氧化碳作为制冷剂对臭氧层破坏较小,对环境的负荷是微不足道的,是一种优质、高效、环保的制冷剂。
微生物发酵工艺及其控制简述罗宗学(云南大学生命科学学院云南昆明 650091)摘要:根据操作方式不同,发酵工艺分为间歇发酵,连续发酵和流加发酵三种类型,其中流加发酵在生产和科研上应用最为广泛。
在发酵工艺中反映发酵过程变化的参数分为物理参数、化学参数和生物学参数三大类,这些参数的变化直接影响到发酵工业的生产率和产物品质。
本文从对发酵工艺过程影响较大的发酵温度、pH值、溶解氧、泡沫、菌体浓度和基质、发酵时间等6个方面阐述如何进行发酵工艺的控制,为实现发酵产业的经济效益最大化提供必要的理论依据。
关键字:发酵工艺变化参数影响和控制发酵是指通过微生物(或动植物细胞)的生长培养和化学变化,大量产生和积累专门的代谢产物的过程。
早在2000多年前,我国就有了酿酒、制醋的发酵技术,那时候发酵完全属于天然发酵。
20 世纪40年代中期,美国抗菌素工业兴起,大规模生产青霉素,建立了深层通气发酵技术。
1957年,日本微生物生产谷氨酸盐(味精)发酵成功,大大推动了发酵工程的发展。
70年代开始,随着基因工程、细胞工程等生物过程技术的开发,以石油为原料生产单细胞蛋白,使发酵工程从单一依靠碳水化合物(淀粉)向非碳水化合物过渡,从单纯依靠农产品发展到利用矿产资源,如天然气、烷烃等原料的开发。
80年代,随着学科之间的不断交叉和渗透,微生物学家开始用数学、动力学、化工工程原理、计算机技术对发酵过程进行综合研究,人们能按需要设计和培育各种工程菌,在大大提高发酵工程的产品质量的同时,节约能源,降低成本,使发酵技术实现新的革命。
发酵过程中,为了能对生产过程进行必要的控制,需要对有关工艺参数进行定期取样测定或进行连续测量。
影响发酵过程发的因素很多,包括物理的(如温度、搅拌转速、空气压力、空气流量、表观粘度、浊度、料液流量等),化学的(如质浓度、pH、产物浓度、溶解氧浓度、氧化还原电位、废气中氧及二氧化碳浓度、核酸量等)和生物的(如菌丝形态、菌浓度、菌体比生长速率、基质消耗速率、关键酶活力等)三大类。
发酵罐空消的原理发酵罐是一种用于发酵食品的设备,其原理是通过控制环境中的温度、湿度、氧气和二氧化碳浓度等因素,促使微生物进行发酵作用,从而使食物发生变化。
发酵是一种生物化学过程,它利用微生物(如酵母菌、细菌)或其代谢产物对食物中的碳水化合物、蛋白质和脂肪等进行代谢,产生一系列有机酸、酶和气体等物质。
发酵过程中,微生物通过吸收、分解和合成物质,转化食物中的能量和营养物质,同时释放出二氧化碳、酒精、酸和香气等产物。
发酵罐的空消原理主要是通过调控罐内的环境条件,为微生物提供适合其生长和代谢的环境。
首先是温度的控制,发酵罐通常配有加热和冷却装置,可以根据所需的发酵温度进行调节。
不同的微生物对温度的要求有所不同,因此需要根据具体发酵过程的要求来设置合适的温度。
湿度是另一个重要的因素,发酵罐内的湿度需要保持在一定的范围内,以提供适宜的水分条件供微生物生长。
湿度的调节可以通过加湿或除湿装置来实现,确保发酵过程中湿度的稳定。
氧气是微生物进行代谢活动所必需的,但过高或过低的氧气浓度都会对发酵过程产生不良影响。
发酵罐内一般配有通气装置,可以控制罐内的氧气供应量,保持适宜的氧气浓度。
发酵过程中产生的二氧化碳也需要得到控制。
高浓度的二氧化碳会对微生物的生长和代谢产生不利影响,因此需要通过适当的通风或排气装置将过多的二氧化碳排出罐外。
除了对环境条件的控制,发酵罐还需要提供合适的营养物质供微生物生长。
这些营养物质可以来自于发酵食品的原料,也可以通过添加培养基等方式进行补充。
总的来说,发酵罐的空消原理是通过调控环境条件和提供适宜的营养物质,创造出一个有利于微生物生长和代谢的环境,从而促进食物的发酵过程。
不同的发酵过程需要根据微生物的特性和发酵要求来进行相应的调节,以达到最佳的发酵效果。
发酵罐的应用广泛,涵盖了食品、饮料、药品等多个领域,为人们提供了丰富多样的发酵食品。
《发酵工程》理论教学大纲(供四年制本科生物工程专业使用)I 前言发酵工程是生物学各专业本科生的专业课。
通过学习在工、农、医等方面的应用及发酵工艺的控制、发酵产物的提取、生产设备的结构,了解该学科的发展前沿、热点和问题,使学生牢固掌握发酵工程的基本理论和基础知识,为学生今后的学习及工作实践打下宽厚的基础。
本大纲适用于四年制本科生物工程专业使用。
现将大纲使用中有关问题说明如下:一为了使教师和学生更好地掌握教材,大纲每一章节均由教学目的、教学要求和教学内容三部分组成。
教学目的注明教学目标,教学要求分掌握、熟悉和了解三个级别,教学内容与教学要求级别对应,并统一标示(核心内容即知识点以下划实线,重点内容以下划虚线,一般内容不标示)便于学生重点学习。
二教师在保证大纲核心内容的前提下,可根据不同教学手段,讲授重点内容和介绍一般内容。
三总教学参考学时数:40学时,其中理论课36学时,实验课(参观)4学时。
理论与实验学时之比为9:1。
四教材:《微生物工程》,科学出版社出版,曹军卫主编,第二版,2007年3月。
Ⅱ正文第1章微生物工程概论一教学目的学习微生物工程的发展简史及其应用,发酵的一般过程。
二教学要求(一)了解微生物工程的发展简史。
(二)熟悉微生物工程的应用。
(三)掌握发酵的一般过程三教学内容(一)微生物工程的发展简史。
(二)微生物工程的应用(三)发酵的一般过程第2章生产菌种的来源一教学目的学习生产菌种的来源、分离方法。
二教学要求(一)掌握生产菌种的分离方法。
(二)掌握抗生素产生菌的分离。
(三)掌握氨基酸产生菌的分离。
三教学内容(一)生物物质产生菌的筛选过程。
(二)菌种的分离。
第3章微生物的代谢调节与代谢工程一教学目的通过本章的学习,学习初级代谢与次级代谢的概念、特点及二者的关系;微生物代谢的类型及关系;微生物代谢自我调节的方法及代谢调控方法;代谢工程的定义及方法。
二教学要求(一)了解微生物的代谢类型及关系。
(二)掌握初级代谢与次级代谢的概念、特点及二者的关系。