二氧化碳对发酵的影响及控制

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。

第七章发酵工艺过程控制11. 发酵工艺过程控制2. 温度对发酵的影响及其控制3. pH值对发酵的影响及其控制4. 溶解氧对发酵的影响及其控制5. 泡沫对发酵的影响及其控制6. 补料（基质浓度）控制7. 发酵过程中的参数检测8. 高密度发酵21.发酵工艺过程控制3发酵过程控制的重要性•过程控制的内容：最佳工艺条件的优选（即最佳工艺参数的确定）以及在发酵过程中通过过程调节达到最适水平的控制。

•过程控制的目的：就是要为生产菌创造一个最适的环境，使所需要的代谢活动得以最充分的表达，以最经济、最大限度地获得发酵产物。

决定发酵水平的因素外部环境因素生物因素：菌株特性(营养要求、生长速率、产物合成速率)设备性能: 传递性能工艺条件物理：T 、Ws化学：pH 、DO 、基质浓度4工业微生物发酵过程52.温度对发酵的影响及其控制影响发酵温度变化的因素温度对微生物生长的影响温度对基质消耗的影响温度对产物合成的影响最适温度的选择与控制62.1 影响发酵温度的因素发酵热就是发酵过程中所产生的净热量Q发酵=Q生物+Q搅拌-Q蒸发-Q辐射产热因素：生物热机械搅拌热散热因素：蒸发热辐射热7（1）生物热Q生物生物热是生产菌在生长繁殖过程中产生的热能。

在发酵过程中，菌体不断利用培养基中的营养物质，将其分解氧化产生能量，一部分用于合成ATP提供细胞代谢产物合成需的能量，另一部分以热的形式散发，这散发出来的热就叫生物热。

影响生物热的因素：菌株发酵类型、培养基、发酵时期8生物热与发酵类型有关微生物进行有氧呼吸产生的热比厌氧发酵产生的热多。

和水一摩尔葡萄糖彻底氧化成CO2好氧：产生287.2千焦耳热量，–183千焦耳转变为高能化合物–104.2千焦以热的形式释放厌氧：产生22.6千焦耳热量，–9.6千焦耳转变为高能化合物–13千焦以热的形式释放9培养过程中生物热的产生具有强烈的时间性细胞呼吸量强弱与生物热的大小有关：1.在培养初期，菌体处于适应期，菌数少，呼吸作用缓慢，产生热量较少。

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。

发酵⼯艺重点知识绪论发酵：⼴义——通过微⽣物的培养使某种特定代谢产物或菌体本⾝⼤量积累的过程。

狭义——厌氧微⽣物或兼性厌氧微⽣物在⽆氧条件下进⾏能量代谢并获得能量的⼀种⽅式。

发酵⾷品：是指经过微⽣物（细菌、酵母和霉菌）或酶的作⽤，使加⼯原料发⽣⼀系列⽣物化学变化及物理变化⽽制成的具有独特风味和特有风格的⾷品。

（酒：酵母，酸奶：乳酸菌，醋：醋酸菌等）功⽤：与普通⾷品相⽐，发酵⾷品作⽤：（1）保留原来⾷物中的活性成分，分解某些对⼈体不利的因⼦。

（2）提⾼⾷物营养素的利⽤程度。

（3）VB12较为丰富。

（4）脂肪含量较低。

（5）有⼀定的保健作⽤。

发酵⼯业：指利⽤⽣物的⽣命活动产⽣的酶，将⽆机或有机原料进⾏酶加⼯，获得产品的⼯业。

（产品包括⾷品、保健品药品、⽣物制品等。

）与化学⼯业相⽐，⾷品发酵与酿造的特点：安全简单原料⼴泛反应专⼀代谢多样易受污染菌种选育菌种选育、保藏与复壮微⽣物杂交育种含义、使⽤的培养基、⽅法含义：两个基因型不同的菌株通过吻合（接合）使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株。

杂交育种⽬的：（1）使不同菌株的遗传物质进⾏交换和重新组合，从⽽改变原有菌株的遗传物质基础，获得杂种菌株（重组体）。

（2）把不同菌株的优良性状汇集重组体菌株中，提⾼产量和质量，甚⾄改变菌种特性，获得新的品种。

（3）获得的重组体对诱变剂的敏感性得以提⾼和恢复，以便重新使⽤诱变⽅法进⾏选育。

在杂交育种中通常使⽤的培养基（1）完全培养基(CM)：含有糖类、多种氨基酸、维⽣素及核酸碱基及⽆机盐等⽐较完全的营养基质，野⽣型和营养缺陷型菌株均可⽣长。

(2) 基本培养基(MM)：只含纯的碳源、⽆机氮和⽆机盐类，不含有氨基酸、维⽣素、核苷酸等有机营养物，营养缺陷型菌株不能在其上⽣长，只允许野⽣型⽣长。

(3) 有限培养基(LM)：在基本培养基或蒸馏⽔中含有10％⼀20％完全培养基成分。

(4) 补充培养基(SM) (鉴别培养基)：在基本培养基中加⼊⼰知成分的氨基酸、维⽣素等，通常⽤作鉴别分离⼦。

一、CO2对菌体生长和产物形成的影响C02对菌体的生长有直接作用，碳水化合物的代谢及微生物的呼吸速率下降。

大量实验表明，C02对生产过程具有抑制作用。

C02会影响产黄青霉菌的形态。

研究者将产黄青霉菌接种到溶解C02浓度不同的培养基中，发现菌丝形态发生变化。

C02分压0～8％时，菌丝主要是丝状；C02分压15％～22％，则膨胀，粗短的菌丝占优势；C02为0．08X10SPa时，则出现球状或酵母状细胞，致使青霉素合成受阻，其比生产速率降低40％左右。

C02对细胞作用机制是怎样的呢?二氧化碳及HCO3-都会影响细胞膜结构，它们分别作用于细胞膜的不同位点。

C02主要作用在细胞膜的脂肪核心部位。

HCO3-则影响磷脂，亲水头部带电荷表面及细胞膜表面的蛋白质。

当细胞膜的脂质相中C02浓度达临界值时，使膜的流动性及表面电荷密度发生变化，这将导致许多基质的膜运输受阻，影响细胞膜的运输效率，使细胞处于“麻醉”状态，细胞生长受到抑制，形态发生了改变。

二、C02浓度的控制C02在发酵液中的浓度变化不像溶氧那样，没有一定的规律。

它的大小受到许多因素的影响，如菌体的呼吸强度、发酵液流变学特性、通气搅拌程度和外界压力大小等因素。

设备规模大小也有影响，由于C02的溶解度随压力增加而增大，大发酵罐中的发酵液的静压可达1X105Pa以上，又处在正压发酵，致使罐底部压强可达1.5X105Pa。

因此C02浓度增大，如不改变搅拌转数，C02就不易排出，在罐底形成碳酸，进而影响菌体的呼吸和产物的合成。

为了控制C02的影响，必须考虑C02在培养液中的溶解度、温度和通气情况。

在发酵过程中，如遇到泡沫上升而引起“逃液”时，采用增加罐压的方法来消泡。

但这样会增加C02的溶解度，对菌体生长是不利的。

C02浓度的控制应随它对发酵的影响而定。

如果C02对产物合成有抑制作用，则应设法降低其浓度；若有促进作用，则应提高其浓度。

通气和搅拌速率的大小，不但能调节发酵液中的溶解氧，还能调节C02的溶解度，在发酵罐中不断通人空气，既可保持溶解氧在临界点以上，又可随废气排出所产生的C02，使之低于能产生抑制作用的浓度。