第六章有机酸发酵201103-讲义
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发酵工艺学原理讲义及复习题烟台大学林剑主讲课程(2011级)第一章绪论§1-1发酵工艺学的基本概念一、发酵工业的基本概念微生物学中的发酵的定义:微生物发酵工业的概念:1.发酵工业生产的基本模式讲述生物工业的基本生产模式,引出生物技术、生物工程的概念,讲述两者之间的区别与联系2.发酵工业的分类酿酒业(啤酒、葡萄酒、白酒……)。
厌氧发酵调味品(酱油、醋)。
酵母工业——自然发酵。
氨基酸发酵——典型的代谢控制发酵。
抗菌素发酵——次级代谢控制发酵。
酶制剂工业——具有重要的意义,是工业发展的基础、科学研究的基础有机酸工业—柠檬酸、葡萄酸、乳酸、琥珀酸等。
好氧发酵石油发酵——降低石油熔点(石油脱腊)有机溶剂工业——乙醇、丙醇等维生素发酵——VC、VB2生理活性物质——白介——2环境工业——废水的生物处理,废弃物的生物降解二、微生物发酵的基本特征1.微生物发酵过程是一个典型的化工过程由于微生物生理特性决定了微生物在发酵过程中需要稳定的环境、特殊的条件以及以氧作为底物的供给,这些多涉及到化工生产的一下领域:(1)质量的传递——氧的供给、代谢物的排泄等(2)热量的传递——微生物呼吸产热,微生物生长于代谢需要稳定的而严格的温度条件。
(3)动量的传递——涉及到搅拌轴功率的计算,他与溶氧、气液混合的关系(4)微生物的反应工程——涉及到微生物的生长动力学模型的建立,产物生成动力学模型的建立。
2.微生物发酵过程是一个典型的代谢控制发酵从微生物发酵的历史角度看,最早的微生物发酵是一个自然发酵过程,现代微生物工业通常是指微生物的代谢控制发酵?定义:是指利用生物的、物理的、化学的方法,人为的改变了微生物的生长代谢途径,使之合成、积累、分泌我们所需要的产品的过程。
以GA发酵为例,建树微生物代谢控制发酵的意义。
3.微生物发酵工业又是一个有别于化工过程的一个工业有以下几个特征:(1)反应条件温和通常由于微生物的生理特性,要求温度为30℃-40℃,pH值中性偏酸性——酵母、霉菌、放线菌等,pH值中性偏碱性——细菌的发酵(2)无菌发酵整个反应过程要求无菌:培养基无菌、空气无菌、补料和取样要求无菌操作、某些工程菌,其尾气也要求进行无菌处理。
一本课题的研究意义柠檬酸(citric acid),又名枸橼酸,是一种三元羧酸,其学名为3一羟基一3一羧基戊二酸。
柠檬酸是生物体主要代谢产物之一,在自然界中分布广泛,主要存在于柠檬、柑橘、梅子等果实中。
现在,柠檬酸被广泛的应用于食品,医药和化学工业中[1]。
世界市场上柠檬酸大约有70%用于食品行业,医药和化妆品占10%,化学工业15%,其他行业5 0A。
目前,柠檬酸全世界消耗量已达120万吨,年产能达160万吨,市场贸易量为90多万吨,且每年以7%的增长率增长[2]。
尤其是有关清洁剂的法案可能在不久之后将会禁止清洁产品添加磷酸盐,这将意味着越来越多的清洁剂生产厂家将会选择另外两种添加剂-柠檬酸和柠檬酸钠。
二国内外研究现状与发展趋势一、全国柠檬酸发展现状1、柠檬酸产量和出口世界居首我国柠檬酸产量和出口量已连续多年居世界第一。
2005年,我国柠檬酸类产品产量63万吨,占世界总产量的44%;国内总产量的约80%出口国外,2005年出口量48.51万吨,占世界贸易总量的50%。
2006年柠檬产量达到66万吨,出口60万吨;2007年,国内柠檬酸及柠檬酸产量76万吨,共出口70.83万吨,2006年和2007年两年国内柠檬酸出口超过总产量的90%,出口依赖严重。
2、柠檬酸市场需求广泛全球柠檬酸的年需求量约为130万吨左右,且以年5%-7%的速度递增。
2007年,全球柠檬酸需求继续以3%的幅度增长。
随着中国人民生活水平的提高,也带动了柠檬酸国内需求的大幅度增加。
我国柠檬酸主要消费于食品和饮料市场,其他消费领域包括医药、化妆品、洗涤剂以及工业领域,其中食品和饮料占70%左右,其他领域约30%。
我国柠檬酸国内需求量增长不大,国内产量主要出口到国际市场。
中国生产的柠檬酸主要销往美国、日本、比利时、荷兰、印度、西班牙等国。
近几年,中国柠檬酸对中东、欧盟市场的出口量迅速增加。
2000年,中国出口柠檬酸22.54万吨,2001年为24.18万吨,2002年为26.03万吨。