发酵工程论文

《发酵工程论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、发酵工程课程论丈题目：固态发酵的研究进展哮院药学院年级专业2010级药学学号2010443066ML名王钊态发酵的研究发展摘要能源危机和环境问题的H益突出促进了同态发酵技术的发展。相对于液体深层发酵，固态发酵在酶的生产中具有独特的优势。本文介绍了固态发酵的技术条件和各方而应用，简述了了固态发酵的发酵设备和现今国内外的发展现状。关键词：固态发酵技术条件发酵设备应用发展现状20世纪90年代以来，随着能源危机与环境问题的日益严重，固态发酵技术以其特有的优点引起人们极人的兴趣。固态发酵指体系在没有或儿乎没有自由水存在下，微生物在固态物质上生长的过程，过程中维持

2、微生物活性需要的水主要为结合水或与固体基质结合的状态.与其他培养方式相比，固态发酵具有如下优点：①培养基简单且来源广泛，多为便宜的天然基质或工业生产的下脚料；②投资少,能耗低，技术较简单；③产物的产率较高；④基质含水量低，可大大减少生物反应器的体积，不需要废水处理，环境污染较少，后处理加工方便。⑴关键词：固态发酵技术条件酶生产环境资源技术条件1.1工艺要求固态发酵最明显的特征就是传质和传热过程的不均匀性，这使得固态发酵的口动化控制和在线检测非常困难。目前尚没有比较完善的数学模型来描述固态发酵过程，生产过程屮还是以经验指导为主。在固态发酵屮，控制的工艺参

3、数主要有：温度、pH值、通气量或水活度等。⑵1.1」温度温度对发酵的影响很人，液态发酵优势Z-就是能较好的控制发酵温度。在固态发酵中，随着发酵的进行，发酵产生生物热，由于固休的导热性差，使得这些热量很难散发出来。在这种情况下，发酵基质中常形成温度梯度，局部温度偏高。特别是在对数生长期，菌体生长旺盛，产热快，造成同体基质板结，单位距离上存在很大的温度梯度，有时高达3°C/cm,对微生物的生长和产酶带来很大的影响。⑶1.1.2pH值固态发酵过程中曲于代谢活动，pH值会发生一定变化，最常见的是有机酸的生成，造成pH值下降。不同微生物的最适生长pH值是不同的，

4、真菌生长pH值范围在2.0〜9.0,最适范围在3.8〜6.0；酵母最适范围在4.0〜5.0。低pH值可以有效地抑制污染菌的繁殖。对pH值很难采用合适的技术进行在线测定和控制，可在发酵原料中加入具有缓冲能力的物质（对反应过程无影响）缓冲pH值的变化。⑷1.1.3水活度微生物能否在底物上生长収决于该基质的水活度Aw。水活度除受基质本身的影响外，还与溶质的种类和数量有关。不同微生物Aw耍求也不同・，一般而言,细菌要求Aw在0.90〜0.99Z间大多数酵母菌要求Aw在0.80〜0.90；真菌及少数酵母菌要求Aw在0.60〜0.70.因此，固态发酵常用真菌原因就

5、是其对水活度要求低，可以降低杂菌的污染。在固态发酵过程中，由于基质的水解，物质的溶出,Aw降低，将延长微生物的滞后期，导致生物量减少。可以通过加无菌水、加湿空气和安装喷湿器等方法来提高Aw,以保证菌体正常生长。⑷1.1.4通气量液态发酵与固态发酵最根本的区别是，液态发酵的连续相为液相，而网态发酵是以气相为连续相，因此，通气量影响着发酵过程的传质、传热和水活度的变化。为确保氧气的转移、二氧化碳的排出及温度和湿度的稳肚，实际发酵中常用定时翻酷、间歇或连续通风、发酵设备的翻转等方法，使发酵过程始终处于流动的、可操控的状态，使发酵的质量达到最高水平。⑶1.2发

6、酵设备总体来说，固态发酵设备的自动化程度偏低，以传统设备为主。近年来，对机械化和自动化设备进行了很多研究，但放大效果较差，不利于大规模的工业生产应用。由于固态发酵设备分类标准不一样，B.Lon-sane曾经归纳出了9种不同形式的工业规模的固态发酵反应器：转鼓式、木盒式、加盖盘式、垂直培养盒式、倾斜接种盒式、浅盘式、传送带式、圆柱式和混合式等。K.E.Aidou也提出了10种不同形式的固态发酵反应辭，但以基质的运动情况则可以分为两类：静态网态发酵反应器，包括浅盘式和塔柱式反应器;动态固态发酵反应器，包括机械搅拌的简、栓式和转鼓式反应器等。⑵态发酵的应用2

7、.1在酶生产方面的应用研究显示，相比液态发酵技术，固态发酵技术在酶的生产方面具有许多独特的优势。主要表现在：培养基价格低廉，可以利用可再生的天然生物质或工业下脚料为主要原料；工艺简单，节约能耗;产物浓度髙，无废液，后处理简单；所需通气压力低;有利丁•微生物在接近于自然状态下生长等。这些特点决定了SSF生产酶具有明显的优势。2」」a-淀粉a-淀粉酶是用途最广泛，产量最大的一类酶，主要应用于淀粉加T业、纺织工业、纸浆制造、酿造和饲料加工等领域。固态发酵可以产生高活力淀粉酶的原因是固态发酵中培养基鉄皮的碳源浓度比液态深层发酵中的碳源浓度高得多，并且固态发酵中

8、营养基质从固体颗粒到细胞的传递阻力较大，不如在液体深层发酵中液体基质细胞内部那样相对容易，从而