《发酵经济学》PPT课件

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1、第十章发酵经济学本章内容前言优良菌株选育培养基成本分析无菌空气与通气搅拌动力费（加热、冷却）培养方式后处理成本发酵规模市场经济信息分析及管理技术菌株发酵工程原理反应过程（代谢、工艺过程及控制）后处理发酵经济学发酵产品及发酵工厂设计（具体工艺、设备、效益分析）在开发一个新的发酵产品时，应从以下几个方面考虑菌种：应选用高产稳定、适应性强的优良生产菌株；原料：来源广泛（易采购、价廉）,利用率高；有替代品;发酵过程：易于控制，可实现自动控制系统，以控制产品质量培养方式:尽量提高设备的利用率和劳动生产率，如果采用的是分批培养方式，则要尽量缩短生长周期

2、，或采用补料分批提高发酵产量。在开发一个新的发酵产品时，应从以下几个方面考虑(续)动力费用：充分利用动力和热量，最大限度降低单位能耗后处理：产物回收和纯化过程要简便、快速；投资额要求：对发酵及辅助设备的投资额要尽可能低，且要求设备对不同的发酵产品有一定的通用能力；厂房规划及设计：建筑利用率高，要考虑发展余地；清洁（洁净）生产:排放物的数量和浓度应小，这样可减少物料的损失，降低废水处理的开支。发酵产品成本的主要组成原材料公用设施（动力费、污水处理费）；工资及管理费；固定资产折旧费；销售费用；其它费用。总成本费用=生产成本+销售费用+管理费用+

3、财务费用+销售税金及附加盈亏平衡点产量费用(价值)固定成本可变成本总成本销售收入提高筛选效率很重要分离一支有价值的菌株并不容易，通常要花费较长的时间和代价，甚至花费了大量的精力仍一无所获。除了注意高产外，还应考虑提高发酵过程经济效益的其他性能因素耐热性：在筛选菌体蛋白生产株时，国外曾选定了耐热放线菌，这是由于：此菌可在５５℃生长，所以可节约冷却水；该菌体蛋白富含甲硫氨酸，可用作强化蛋白添加剂；该菌菌体系由菌丝构成，简单的过滤技术即可获得产品。ICI公司选定生产scp的菌株时，考虑了几个经济技术指标：有较高的甲醇同化效率（利用石油发酵）。增

4、长速率快。连续培养中遗传性能稳定。菌体蛋白营养价值高，且不存在毒性和病原性。Aumstrup(1977)在筛选产酶菌株时，确定了下列目标：产酶单位高；遗传性能稳定；不产或少产杂酶；能充分利用培养基。生产菌株的改良改良成本与改良后效益相比很小只要突变株的青霉素生产单位数提高10%,那么对一个年产450吨的青霉素工厂来说，其一年内增加的产值可超过选育费用的三倍。糖化酶生产株UVB-11-1-3形态回复突变株具有发酵单位高、发酵周期短、通风量小、培养温度允许较高、酶系较纯、成本较低等优点，吨酒精的耗糖化酶成本可比使用UV-11固体曲时降低50%左

5、右。代谢工程育种碳源价格影响因素种植面积和收获情况市场需求量贮存问题需建大容量仓库；占用大量流动资金，影响资金周转；变质的危害。降低培养基成本的主要方法筛选发酵单位数较高的培养基配方；选用价格较低的C、N源组分。碳源（续）在确定培养基配方时，不仅要比较它们的单耗成本，而且还要考虑通风量与搅拌功率。工业废料的利用优点：以此作为廉价C源，主要意义在其社会效益显著，保护了环境。缺点：经济效益不如传统原料高。矿物质（无机盐）原材料中矿物质所占比重一般较小，其中价高的为磷酸盐，且要求是食用级的而不是肥料级的。培养基用的钾、镁、锌、铁盐，应采用它们的硫

6、酸盐而不是氯化物。无菌空气加热直接灭菌空气：耗能太大，不适合工业应用。利用压缩热进行空气的热灭菌，其最经济的无菌空气生产规模为50~150m3/min。单级压缩后再经空气过滤器的最经济的生产规模为140~570m3/min。空气过滤器的总操作费：（1）大小与动力费的关系（2）除菌效率上考虑（3）过滤介质的选择通风搅拌通风费与搅拌费相互关联，最佳的通风比和搅拌转速，应在工艺允许的范围内，以两者合计的动力费和设备维修费为最低来确定。在分批培养的不同时期，需氧量有所不同，最适通风比与搅拌转速亦会改变，应根据工艺要求设计，使整个运转费最低。动力费（

7、加热、冷却）发酵生产中，需要加热与冷却的工序大体有：培养基的加热灭菌（或者淀粉质原料的蒸煮糊化），然后冷却到接种温度；发酵罐及辅助设备的加热灭菌与冷却；发酵热的冷却，发酵恒温；产物提炼与纯化过程的蒸发、蒸馏、结晶、干燥等。节约冷却水用量的办法采用气升式发酵罐；选育嗜热或耐热的生产菌株；改变原料路线，少用烃类原料。淀粉质原料酒精发酵中的节能问题无蒸煮发酵或低温蒸煮发酵浓醪发酵高温发酵蒸馏流程中的热泵节能和汽相过塔余热利用和废醪沼气发酵回收燃烧值培养方式分批培养时，在整个操作周期中的平均生产能力为：P—生产能力，〔gcell（或产物）／(L·h

8、)〕Xf—最终细胞浓度，（g/l）；X0—初始细胞浓度，(g/l)μm—最大比生长率，(h－1)；tL—生长迟缓期的时间，(h);提高平均生产能力的措施：增加接种量，X0值增大；