第一篇：發(fā)酵工藝小結(jié)

一、發(fā)酵概念

工業(yè)上的發(fā)酵：泛指利用微生物在發(fā)酵罐或者特定反應(yīng)容器中在特定的條件下生產(chǎn)某些產(chǎn)品的過(guò)程。產(chǎn)品有細(xì)胞代謝產(chǎn)物，菌體細(xì)胞，酒精，乳酸，抗生素，氨基酸，酶制劑等。發(fā)酵過(guò)程：

菌種選育：自然界篩選、誘變育種、基因工程、細(xì)胞工程 ↓

培養(yǎng)基配制：根據(jù)培養(yǎng)基的配制原則制備，實(shí)踐中需多次試驗(yàn)配方 ↓

滅菌：殺滅雜菌 ↓

擴(kuò)大培養(yǎng)和接種 ↓

發(fā)酵過(guò)程（中心階段）：檢測(cè)進(jìn)程，滿(mǎn)足碳源、氮源、無(wú)機(jī)鹽等營(yíng)養(yǎng)需要；嚴(yán)格控制溫度、pH、溶氧、轉(zhuǎn)速等 ↓

分離純化：菌體：過(guò)濾、沉淀

代謝產(chǎn)物：蒸餾、萃取、離子交換

二、微生物工業(yè)產(chǎn)品的類(lèi)型

1．微生物菌體的發(fā)酵：以獲得具有某種用途的菌體為目的的發(fā)酵工業(yè)。傳統(tǒng)的菌體發(fā)酵工業(yè)：①面包酵母發(fā)酵②微生物菌體蛋白（單細(xì)胞蛋白）現(xiàn)代的菌體發(fā)酵工業(yè)：藥用真菌（如冬蟲(chóng)夏草，靈芝與天麻共生的密環(huán)菌）農(nóng)業(yè)上——生防治劑：蘇云金桿菌（Ｂt）,蠟狀芽孢桿菌，細(xì)胞中的伴孢晶體可以殺滅。鱗翅目和雙翅目害蟲(chóng)；絲狀真菌的白僵菌，綠僵菌可以防治松毛蟲(chóng)；木霉菌可以防治生物病害。另外，活性乳酸菌制劑，用以改善人體腸道微環(huán)境，也是一種菌體的直接利用。還有人畜防治疾病用的疫苗等。

2.微生物酶發(fā)酵

酶普遍存在于動(dòng)物，植物和微生物中。如在食品工業(yè)中，用微生物生產(chǎn)的淀粉酶和糖化酶用于生產(chǎn)葡萄糖，氨基酰化酶用于拆分ＤＬ氨基酸。3.微生物代謝產(chǎn)物發(fā)酵：

(1)初級(jí)代謝產(chǎn)物(primary metabolite)菌體生長(zhǎng)繁殖所必需的，在對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期產(chǎn)生的物質(zhì)，如氨基酸、核苷酸、蛋白質(zhì)等。

(2)次級(jí)代謝產(chǎn)物(secondary metabolite)與菌體生長(zhǎng)繁殖無(wú)明顯關(guān)系，是在菌體生長(zhǎng)的穩(wěn)定期（靜止期）合成的具有特定功能的產(chǎn)物。如抗生素、生物堿、細(xì)菌毒素、植物生長(zhǎng)因子、色素維生素，檸檬酸，谷氨酸等。

4.微生物的生物轉(zhuǎn)化

利用微生物細(xì)胞的一種或多種酶，把一種化合物轉(zhuǎn)變成結(jié)構(gòu)相關(guān)的更有價(jià)值的產(chǎn)物。最古老的生物轉(zhuǎn)化：利用菌體將乙醇轉(zhuǎn)化成乙酸的醋酸發(fā)酵。另外還有： 異丙醇→丙醇 葡萄糖→葡萄糖酸 山梨醇→Ｌ－山梨糖

5.微生物特殊機(jī)能的利用 ①利用微生物消除環(huán)境污染

②保持生態(tài)平衡等

③濕法冶金（金屬的浸瀝回收）

④利用基因工程菌株開(kāi)拓發(fā)酵工業(yè)新領(lǐng)域

三、微生物發(fā)酵的方式

一、分批培養(yǎng)（batch culture or fermentation）又稱(chēng)分批發(fā)酵，常用的培養(yǎng)方法。在一個(gè)密閉系統(tǒng)內(nèi)投入有限數(shù)量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)后，接入少量的微生物菌種進(jìn)行培養(yǎng)，在特定的條件下只完成一個(gè)生長(zhǎng)周期的微生物培養(yǎng)方法。

分

二、連續(xù)培養(yǎng)（continuous culture）

1.概念： 微生物培養(yǎng)到對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期時(shí)，在發(fā)酵罐中不斷添加新鮮的培養(yǎng)基，同時(shí)不斷放出代謝物，使微生物細(xì)胞在近似恒定狀態(tài)下生長(zhǎng)的培養(yǎng)方式。

2.特點(diǎn)：微生物細(xì)胞的生長(zhǎng)速率，產(chǎn)物的代謝均處于恒定狀態(tài)，有效地延長(zhǎng)對(duì)數(shù)期到穩(wěn)定期的階段，可達(dá)到穩(wěn)定，高速培養(yǎng)微生物細(xì)胞或產(chǎn)生大量代謝產(chǎn)物的目的，菌的濃度，產(chǎn)物濃度，限制性基質(zhì)濃度均處于恒定狀態(tài)。

3.連續(xù)培養(yǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn): 控制稀釋速率可以使發(fā)酵過(guò)程最優(yōu)化。發(fā)酵周期長(zhǎng)，產(chǎn)量高。

缺點(diǎn): 長(zhǎng)期連續(xù)培養(yǎng)會(huì)引起菌種退化，降低產(chǎn)量。染菌機(jī)會(huì)增加。

與分批培養(yǎng)比較：

優(yōu)點(diǎn)：①連續(xù)運(yùn)行，生產(chǎn)周期短，提高了設(shè)備利用率和生產(chǎn)效率。

②便于自動(dòng)化控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。

缺點(diǎn)：①連續(xù)操作，設(shè)備復(fù)雜，易受雜菌污染。

②收率和產(chǎn)物濃度低，不利于提取。

③營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率低，增加了生產(chǎn)成本。

④需要復(fù)雜的檢測(cè)，控制系統(tǒng)。

⑤易受菌種退化的影響。

應(yīng)用：廢水處理、葡萄糖酸發(fā)酵、酒精發(fā)酵等工業(yè)中。

因此，連續(xù)培養(yǎng)在工業(yè)生產(chǎn)上并不多見(jiàn)，只局限于酒精，單細(xì)胞蛋白，丙酮，丁

醇等少數(shù)幾個(gè)產(chǎn)品。在生產(chǎn)實(shí)踐中，完全封閉式的分批培養(yǎng)或者純粹的連續(xù)培養(yǎng)較少見(jiàn)，更多見(jiàn)的是兩者的折中形式：補(bǔ)料分批培養(yǎng)。

三、補(bǔ)料分批培養(yǎng)（fed-batch culture）： 介于分批培養(yǎng)和連續(xù)培養(yǎng)之間的操作方法。

1.概念：根據(jù)菌體生長(zhǎng)和初始培養(yǎng)基的特點(diǎn)，在分批培養(yǎng)的某些階段適當(dāng)補(bǔ)加培養(yǎng)基，使菌體或其代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)時(shí)間延長(zhǎng)。(克服營(yíng)養(yǎng)不足，體積有所變化（增大）)。

2.補(bǔ)料分批培養(yǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：與分批培養(yǎng)相比：

(1)解除底物抑制、產(chǎn)物的反饋抑制和葡萄糖的分解阻遏效應(yīng)。

(2)延長(zhǎng)次級(jí)代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)時(shí)間。

(3)可避免在分批培養(yǎng)過(guò)程中因一次性投糖過(guò)多造成細(xì)胞大量生長(zhǎng)，耗氧過(guò)多的狀況。

(4)達(dá)到高濃度細(xì)胞培養(yǎng)。

(5)稀釋有毒代謝產(chǎn)物。

與連續(xù)培養(yǎng)相比：

(1)降低了染菌，避免了遺傳不穩(wěn)定性（退化和變異）。（因?yàn)椴僮鲿r(shí)間有限）

(2)最終產(chǎn)物濃度較高，有利于產(chǎn)物的分離。

(3)使用范圍廣。在生產(chǎn)次級(jí)代謝產(chǎn)物和細(xì)胞高濃度培養(yǎng)中普遍采用。是發(fā)酵技術(shù)上的一個(gè)劃時(shí)代的進(jìn)步。

缺點(diǎn)：

(1)由于沒(méi)有物料取出，產(chǎn)物的積累最終導(dǎo)致比生產(chǎn)速率的下降。

(2)由于物料的加入增加了染菌機(jī)會(huì)。

應(yīng)用：面包酵母、氨基酸、抗生素等工業(yè)。

3.幾個(gè)實(shí)例：

一、溫度對(duì)發(fā)酵的影響

1.影響反應(yīng)速率：發(fā)酵過(guò)程中的反應(yīng)速率實(shí)際上是酶反應(yīng)速率。酶反應(yīng)有一個(gè)最適溫度。2.影響發(fā)酵方向：如利用金色鏈霉菌發(fā)酵生產(chǎn)四環(huán)素的同時(shí)能生產(chǎn)金霉素。在低于30℃下，合成金霉素的能力較強(qiáng)，而在35℃時(shí)只產(chǎn)生四環(huán)素。

另外，還影響發(fā)酵液的粘度、溶氧和傳遞速率。

二、最適溫度的選擇

最適發(fā)酵溫度是既適合菌體的生長(zhǎng)又適合代謝產(chǎn)物合成的溫度。但最適生長(zhǎng)溫度與最適生產(chǎn)濃度往往是不一致的。如谷氨酸產(chǎn)生菌的最適生長(zhǎng)溫度為30～34℃，產(chǎn)谷氨酸的溫度為36～37℃。因此在發(fā)酵前期的長(zhǎng)菌階段和種子培養(yǎng)階段應(yīng)滿(mǎn)足菌體的生長(zhǎng)最適溫度。在發(fā)酵的中后期要適當(dāng)提高溫度。

培養(yǎng)條件：通氣條件差，可適當(dāng)降溫，使菌呼吸速率降低，溶氧可提高些。

三、發(fā)酵過(guò)程引起溫度變化的因素——發(fā)酵熱

Q發(fā)酵＝Q生物＋Q攪拌－Q蒸發(fā)－Q輻射

四、溫度的控制

一般不需加熱，因釋放了大量的發(fā)酵熱，需要冷卻的情況多。用夾套或蛇形管，通冷卻水。南方夏季，冷卻水溫度高，用冷凍鹽水降溫（循環(huán)式）,需建冷凍站。pH變化及其控制

一、pH變化的原因。

微生物本身具有一定的調(diào)節(jié)pH的能力。所以pH變化有一定的規(guī)律性。

菌體生長(zhǎng)階段，相對(duì)于接種后的起始pH來(lái)說(shuō)，有上升或下降的趨勢(shì)。

生產(chǎn)階段，pH趨于穩(wěn)定，維持在最適產(chǎn)物形成pH范圍。

菌體自溶階段，培養(yǎng)液中氨基氮增加，pH上升。

1.基質(zhì)代謝

（1）糖代謝 糖分解成小分子酸、醇，使pH下降。糖缺乏，pH上升，是補(bǔ)料的標(biāo)志之一。

（2）氮代謝 氨基酸中的-NH2被利用，pH下降；尿素被分解成NH3，pH上升。

（3）生理酸堿性物質(zhì)利用后，pH上升或下降。

2.產(chǎn)物形成

3.菌體自溶 ：pH上升

二、pH對(duì)發(fā)酵的影響

1.影響酶的活性。

2.影響微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。（影響細(xì)胞膜所帶電荷的狀態(tài)，改變細(xì)胞膜的通透性。影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收和代謝產(chǎn)物的排泄，影響新陳代謝的進(jìn)行）

3.影響微生物對(duì)基質(zhì)的利用速率。（影響培養(yǎng)基中某些組分的解離）

4.影響代謝方向。如黑曲霉pH2～3時(shí)產(chǎn)檸檬酸，pH中，產(chǎn)草酸。谷氨酸：中性或微堿產(chǎn)谷氨酸/酸性產(chǎn)谷氨酰胺。

三、pH值的確定和控制

1.pH的確定

微生物發(fā)酵的最適pH范圍一般在5~8之間，同一菌種，生長(zhǎng)最適pH可能與產(chǎn)物合成最適pH不同。最適pH是根據(jù)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定的，即配制不同初始pH的培養(yǎng)基，搖瓶考察發(fā)酵情況。

生長(zhǎng)的最適pH值與發(fā)酵的最適pH值可能不同：

舉例：Aspergillus niger在pH2~2.5范圍時(shí)有利于合成檸檬酸，當(dāng)在pH2.5~6.5范圍內(nèi)時(shí)以菌體生長(zhǎng)為主，而在pH7.0時(shí)，則以合成草酸為主。谷氨酸：中性或微堿產(chǎn)谷氨酸/酸性產(chǎn)谷氨酰胺。

2.pH的控制

(1)首先從基礎(chǔ)培養(yǎng)基的配方考慮。

a.調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的原始pH。

若控制消后SO4pH在6.0，消前pH往往要調(diào)到6.5~6.8。

若達(dá)不到要求，則：

b.加入緩沖溶液（如磷酸鹽）或加入維持pH的物質(zhì)如CaCO3。

c.使鹽類(lèi)和碳源的配比平衡。

(2)通過(guò)加酸堿和中間補(bǔ)料來(lái)控制。

a.過(guò)去直接加酸（H2SO4）或堿（NaOH），現(xiàn)常用：

生理酸性物質(zhì)：(NH4)2SO4，NH4+被細(xì)胞利用后，SO42-引起pH下降。

生理堿性物質(zhì)：氨水。既補(bǔ)充氨，氮，又調(diào)pH。但氨水作用快，pH波動(dòng)大，要采用少量多次流加的方法。

b.補(bǔ)料既調(diào)節(jié)了pH值，又補(bǔ)充了營(yíng)養(yǎng)，還可減少阻遏作用。

如：味精廠普遍采用流加尿素，有兩個(gè)作用：

調(diào)節(jié)pH值

補(bǔ)充氮源

第四節(jié) 溶解氧及其控制

一、溶解氧（dissolved oxygen,DO）對(duì)發(fā)酵的影響

要考察每一種發(fā)酵產(chǎn)物的臨界氧濃度和最適氧濃度，使發(fā)酵過(guò)程保持在最適濃度。如青霉素發(fā)酵的臨界氧濃度為5%-10%之間，低于此值就會(huì)對(duì)青霉素合成造成損失。

溶氧要適量，大小與產(chǎn)物的生物合成途徑有關(guān)。

如：初級(jí)代謝的氨基酸發(fā)酵，需氧量的大小與氨基酸的合成途徑有關(guān)。

①谷氨酸，谷氨酰胺，精氨酸和脯氨酸等谷氨酸系氨基酸，在菌體呼吸充足的條件下，產(chǎn)量最大。若供氧不足，氨基酸合成就會(huì)受到強(qiáng)烈抑制。（乙醛酸循環(huán)磷酸烯醇式丙酮酸產(chǎn)生的NADH量多）

②異亮氨酸，賴(lài)氨酸，蘇氨酸，天冬氨酸等天冬氨酸系氨基酸，供氧充足可得最高產(chǎn)量，但供氧受限，產(chǎn)量受影響不明顯。(產(chǎn)生的NADH量不多)

③亮氨酸，纈氨酸，苯丙氨酸僅在供氧受限，細(xì)胞呼吸受抑制時(shí)，才能獲得對(duì)大量的氨基酸。若供氧充足，產(chǎn)物形成反而受抑制。（不經(jīng)TCA循環(huán)，NADH產(chǎn)量很少，過(guò)量供氧，反而抑制）

（1）最適氧濃度（optimal oxygen concentration）：

——菌體生長(zhǎng)或產(chǎn)物合成最適濃度范圍。

（2）臨界氧濃度（critical value of dissolved oxygen concentration）：

——滿(mǎn)足微生物呼吸的最低氧濃度。

二、溶氧濃度的控制

溶氧濃度決定因素：供氧和需氧兩方面。

（一）供氧方面：

1.調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速

2.調(diào)節(jié)通氣速率

（二）需氧方面：

1.菌體濃度和菌齡（呼吸旺盛，耗氧大）

2.基質(zhì)種類(lèi)和濃度 ：營(yíng)養(yǎng)豐富，濃度高，菌體生長(zhǎng)快，耗氧量大。以菌濃影響最明顯。

3.培養(yǎng)條件：在最適條件下發(fā)酵，耗氧量大。

控制方法：通過(guò)控制基質(zhì)濃度。

大型發(fā)酵罐攪拌裝置（攪拌裝置，溫度傳感器，耐高溫pH和溶氧（DO）傳感器）

第五節(jié) 泡沫的形成與控制

一、泡沫產(chǎn)生的原因

1.通風(fēng)攪拌程度及菌體新陳代謝產(chǎn)生的CO2。

2.培養(yǎng)基性質(zhì)：蛋白質(zhì)含量多（玉米漿，蛋白胨，黃豆粉，酵母粉），糊精含量多易發(fā)泡。

二、泡沫的危害

1.降低生產(chǎn)能力（裝料系數(shù)減少）

2.造成大量逃液 引起原料浪費(fèi)，產(chǎn)物流失，增加了染菌的機(jī)會(huì)。

3.嚴(yán)重時(shí)，影響通氣攪拌，妨礙另外菌體呼吸代謝，導(dǎo)致代謝異?；蚓w自溶。

三、泡沫的控制 兩種途徑：

-調(diào)整培養(yǎng)基成分（如少加或緩加易起泡的原材料）

-改變某些物理化學(xué)參數(shù)（如pH值、溫度、通氣和攪拌）

-改變發(fā)酵工藝（采用分批投料）

上述方法的效果有一定限度。

1.機(jī)械消泡：（物理方法，消除已形成的泡沫）

利用機(jī)械振動(dòng)或壓力變化使泡沫破裂。

罐內(nèi)消泡: 靠罐內(nèi)消泡漿打碎泡沫。優(yōu)點(diǎn)：不需引進(jìn)外界物質(zhì)，避免染菌，不增加下游負(fù)擔(dān)。

罐外消泡：將泡沫引出罐外，靠噴嘴的加速作用或離心力消除泡沫。

2.消泡劑消泡

機(jī)理:降低液膜的機(jī)械強(qiáng)度，降低液膜的表面粘度，從而達(dá)到破裂泡沫的目的。

（1）天然油脂類(lèi)：豆油、玉米油、棉子油、菜籽油（還可作為碳源），用量大，0.1%-0.2%。

（2）聚醚類(lèi)：又稱(chēng)泡敵，消泡能力為豆油的10～20倍，用量少，0.02%-0.03%。

第二篇：玉米發(fā)酵生產(chǎn)酒精工藝

玉米發(fā)酵生產(chǎn)酒精工藝

酒精是一種重要的工業(yè)原料,廣泛應(yīng)用于食品,化工、醫(yī)藥等領(lǐng)域,而且可以部分或全部替代汽油,具有安全、清潔、可再生等優(yōu)點(diǎn)。傳統(tǒng)的酒精生產(chǎn)主要以糖蜜、薯類(lèi)、谷物為原料發(fā)酵而成。近年來(lái),隨著人口增長(zhǎng)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及可利用耕地面積的減少使得酒精生產(chǎn)成本日趨增高,利用豐富、廉價(jià)的玉米秸稈為原料生產(chǎn)酒精已成為必然趨勢(shì)。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),各種纖維素原料資源非常豐富,僅玉米秸稈年產(chǎn)量大約2億噸。目前,玉米秸稈除了少部分被利用外,大部分以堆積、焚燒等形式直接傾入環(huán)境,極大地污染了環(huán)境,也是一種資源浪費(fèi)。如果將玉米秸稈經(jīng)過(guò)預(yù)處理后水解,其所含的纖維素和半纖維素可分解成糖,經(jīng)發(fā)酵可轉(zhuǎn)化為酒精,轉(zhuǎn)熱效率可達(dá)30%以上。這樣不但緩解人類(lèi)所面臨的食物短缺,環(huán)境污染、資源危機(jī)等一系列問(wèn)題,而且還能實(shí)現(xiàn)人類(lèi)的可持續(xù)發(fā)展,因而近年來(lái)玉米秸稈成為生物能源領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

玉米生產(chǎn)酒精的工藝流程如圖。

1玉米秸稈簡(jiǎn)介

玉米秸稈主要由植物細(xì)胞壁組成,基本成分為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等。木質(zhì)素將纖維素和半纖維素層層包圍。纖維素是一種直鏈多糖,多個(gè)分子平行排列成絲狀不溶性微小纖維,半纖維素主要由木糖、少量阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖組成,木質(zhì)素是以苯丙烷及衍生物為基本單位組成的高分子芳香族化合物。其中,木質(zhì)素是一種燃料,半纖維素可水解為五碳糖,而纖維素水解為六碳糖比較困難。2玉米秸稈預(yù)處理

由于玉米秸稈結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不僅纖維素、半纖維素被木質(zhì)素包裹,而且半纖維素部分共價(jià)和木質(zhì)素結(jié)合,同時(shí)纖維素具有高度有序晶體結(jié)構(gòu)。因此必須經(jīng)過(guò)預(yù)處理,使得纖維素、半纖維素、木質(zhì)素分離開(kāi),切斷它們的氫鍵,破壞晶體結(jié)構(gòu),降低聚合度。常見(jiàn)預(yù)處理方法有物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法和微生物法等。2.1擠壓膨化法

該方法屬于物理處理法,是將原料粉碎后調(diào)節(jié)至一定水分,加入擠壓機(jī)內(nèi),物料在螺桿的旋轉(zhuǎn)推動(dòng)下向前運(yùn)動(dòng),同時(shí)被剪切、擠壓。并且在摩擦熱的作用下溫度可接近140℃;然后從擠壓機(jī)中噴出,物料的壓力突然降低、體積迅速膨脹,纖維素晶體結(jié)構(gòu)被破壞,從而為纖維素的酶解處理創(chuàng)造條件。這種預(yù)處理方法生產(chǎn)過(guò)程連續(xù),不需要消耗蒸汽,而且具有滅菌效果。2.2濕氧化法

濕氧化法屬于化學(xué)處理法,是指在加溫加壓條件下,水和氧氣共同參加的反應(yīng)。濕氧化法對(duì)玉米秸稈處理效果很好,纖維素遇堿,只引起纖維素膨脹,形成了堿化纖維素,但能保持原來(lái)骨架,加入Na2CO3后起緩和作用,能防止纖維素被破壞,使木質(zhì)素和半纖維素溶解于堿液中而與纖維素分離。這樣得到的纖維素純度較高,且副產(chǎn)物很少。匈牙利Eniko等人采用濕氧化法在195℃,15min,1200千帕O2,Na2CO32g/L條件下,對(duì)60g/L玉米秸稈進(jìn)行預(yù)處理。其中60%半纖維素、30%木質(zhì)素被溶解,90%纖維素呈固態(tài)分離出來(lái),纖維素酶解轉(zhuǎn)化率(ECC)達(dá)85%左右。

2.3酸處理法

酸處理法也是一種化學(xué)處理法,這種方法可追溯到1980年,而在德國(guó)可能更早。該法是采用硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸等對(duì)纖維素原料進(jìn)行預(yù)處理,其中以硫酸研究和應(yīng)用的最多。處理后,半纖維素首先水解得到無(wú)碳糖,纖維素的結(jié)晶結(jié)構(gòu)被破壞,原料疏松,可發(fā)酵性強(qiáng)。但水解前必須將pH值調(diào)整到中性,還應(yīng)該注意反應(yīng)器的耐酸性。2.4蒸汽爆破法

蒸汽爆破法屬于物理處理化學(xué)法,是用蒸汽將原料加熱至180～200℃,維持5～30min,也可加熱到245℃,維持0.5～2.0min。高溫高壓造成木質(zhì)素的軟化,然后迅速使原料減壓,造成纖維素晶體和纖維束的爆裂,使木質(zhì)素和纖維素分離。該法成本較高,在我國(guó)可采用北京林業(yè)大學(xué)賴(lài)文衡教授研究的間歇蒸汽汽爆器對(duì)玉米秸稈進(jìn)行爆破處理,經(jīng)這種爆破器爆破的玉米秸稈,纖維素水解轉(zhuǎn)化率(ECC)可達(dá)70%以上。2.5生物方法

生物處理方法具有節(jié)約化工原料、能源和減輕環(huán)境污染等方面的優(yōu)點(diǎn)。有許多微生物能產(chǎn)生木質(zhì)素分解酶,如白腐菌,其分解木質(zhì)素的能力較強(qiáng),但活性較低,而且微生物處理周期長(zhǎng)、菌體會(huì)破壞部分纖維素和半纖維素,降低纖維素的水解率,因此難以得到利用。瑞典等北歐國(guó)家則利用無(wú)纖維素酶的擔(dān)子菌突變株對(duì)纖維素材料進(jìn)行脫木質(zhì)素處理,取得了一定的效果。3水解工藝

玉米秸稈進(jìn)行預(yù)處理后,纖維素水解只有在催化劑存在的情況下才能顯著進(jìn)行。常用催化劑是無(wú)機(jī)酸和酶,由此分別形成了酸水解工藝和酶水解工藝,酸水解工藝又分為稀酸水解和濃酸水解。水解主要是破壞纖維素、半纖維素的氫鍵,使之轉(zhuǎn)化為發(fā)酵的單糖。3.1濃酸水解

用70%的硫酸50℃下在反應(yīng)器中反應(yīng)2～6h,半纖維素首先被降解,溶解在水里的物質(zhì)經(jīng)過(guò)幾次濃縮瀝干后得到糖,半纖維素水解后的固體殘?jiān)?jīng)過(guò)脫水后,在30%～40%的硫酸中浸泡1～4h。溶液再經(jīng)脫水和干燥后,在70%的硫酸下反應(yīng)1～4h,回收的糖和酸溶液經(jīng)過(guò)離子交換,分離出的酸在高效蒸發(fā)器中重新濃縮,剩余的固體殘?jiān)鼊t再循環(huán)利用到下一次的水解中。濃酸水解過(guò)程的主要優(yōu)點(diǎn)是糖的回收率高,大約有90%的半纖維素和纖維素轉(zhuǎn)化的糖被回收。但濃硫酸腐蝕性強(qiáng),而且從經(jīng)濟(jì)方面考慮必須回收濃硫酸,增加了工藝的復(fù)雜程度。3.2稀酸水解

為了解決濃酸水解法存在的問(wèn)題,一般采用稀硫酸(0.2%～0.5%),在較溫和條件下進(jìn)行。此時(shí)水解一般分2個(gè)階段:第1階段為低溫操作,從半纖維素獲得最大糖產(chǎn)量;第2階段采用高溫操作使纖維素水解為六碳糖,糖的轉(zhuǎn)化率一般為50%左右。但稀酸水解容易產(chǎn)生大量副產(chǎn)物。

3.3酶水解

酶水解是利用產(chǎn)纖維素酶的微生物或者纖維素酶制品,直接將半纖維素、纖維素水解成可發(fā)酵糖。與酸水解相比,它可在常壓下進(jìn)行,反應(yīng)條件溫和、效率高、能耗低、選擇性強(qiáng)、環(huán)保效果好,顯示出良好的應(yīng)用價(jià)值和前景。水解后可形成單一產(chǎn)物,產(chǎn)率較高(>95%)。匈牙利Eniko等人采用NovoYm188等水解經(jīng)濕氧化處理的玉米秸稈,酶解纖維素轉(zhuǎn)化率(ECC)高達(dá)85%。該法的關(guān)鍵在于纖維素酶的獲得和利用,同時(shí)要考慮纖維素酶的成本。丹麥諾維信公司曾經(jīng)宣布其纖維素酶生產(chǎn)成本已比當(dāng)初降低了12倍,現(xiàn)在該公司又取得了重大進(jìn)展,纖維素酶生產(chǎn)成本已比最初降低了20倍,生產(chǎn)lL燃料級(jí)乙醇所需纖維素酶的成本已低于6.6美分。這極大地推進(jìn)了燃料乙醇的商業(yè)化進(jìn)程。4發(fā)酵工藝

由于農(nóng)作物秸稈的相當(dāng)部分由半纖維素構(gòu)成,其水解產(chǎn)物為以木糖為主的五碳糖,還有相當(dāng)量的阿拉伯糖生成(可占五碳糖的10%～20%),故五碳糖的發(fā)酵效率是決定過(guò)程經(jīng)濟(jì)性的重要因素。木糖的存在對(duì)纖維素酶水解起抑制作用,將木糖及時(shí)轉(zhuǎn)化為酒精對(duì)玉米秸稈的高效率酒精發(fā)酵是非常重要的。目前人們研究最多且最有工業(yè)應(yīng)用前景的木糖發(fā)酵產(chǎn)乙醇的微生物有3種酵母菌種,即管囊酵母、樹(shù)干畢赤酵母和體哈塔假絲酵母,主要的發(fā)酵方法有以下幾種。

4.1直接發(fā)酵法

直接發(fā)酵法是基于纖維分解細(xì)菌直接發(fā)酵纖維素生產(chǎn)乙醇,不需要經(jīng)過(guò)酸水解或酶水解前處理過(guò)程。一般利用混合菌直接發(fā)酵,例如熱纖梭菌(ClostridiumthermoceUum)能分解纖維素,但乙醇產(chǎn)率較低(50%),熱硫化氫梭菌(Col-stridiumthermohydz)不能利用纖維素,但乙醇產(chǎn)率相當(dāng)高,如果進(jìn)行混合發(fā)酵,產(chǎn)率可達(dá)70%。呂福英介紹了熱纖梭菌的生理生化特性及發(fā)酵生產(chǎn)的研究進(jìn)展,并對(duì)熱纖梭菌發(fā)酵生產(chǎn)乙醇的因素以及乙醇等發(fā)酵產(chǎn)物對(duì)熱纖梭菌的抑制作用作了概述。但熱纖梭菌產(chǎn)生乙醇也存在以下問(wèn)題:發(fā)酵不完全、發(fā)酵速度慢、終產(chǎn)物乙醇和有機(jī)酸對(duì)細(xì)胞有相當(dāng)大的毒性,需要進(jìn)一步改進(jìn)。4.2間接發(fā)酵法

間接發(fā)酵是目前研究最多的一種方法。使用纖維素酶水解纖維素,收集酶解后的糖液作為酵母發(fā)酵的碳源,先用纖維素酶水解纖維素,酶解后的糖液作為發(fā)酵碳源。但是受末端產(chǎn)物抑制,低細(xì)胞濃度以及底物基質(zhì)抑制作用影響乙醇產(chǎn)量。因此可采取的方法有:減壓發(fā)酵法和阿爾法-拉伐公司的Bi-otile法,還可以通過(guò)篩選在高糖濃度下存活并能利用高糖的微生物突變菌株來(lái)克服基質(zhì)抑制。4.3同步糖化發(fā)酵法(SSF法)

這種方法的原理和間接發(fā)酵法相同,是為了克服反饋抑制作用,由Gauss等提出的在同一反應(yīng)器中糖化和發(fā)酵同步進(jìn)行。這樣纖維素酶對(duì)纖維素的酶水解和發(fā)酵糖化過(guò)程在同一裝置內(nèi)連續(xù)進(jìn)行。水解產(chǎn)物葡萄糖由于菌體的不斷發(fā)酵而被利用,消除了葡萄糖因基質(zhì)濃度對(duì)纖維素酶的反饋抑制作用。在工藝上采用一步發(fā)酵法,簡(jiǎn)化了設(shè)備,節(jié)約了總生產(chǎn)時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率。當(dāng)然也存在一些抑制因素,如木糖的抑制作用,糖化和發(fā)酵溫度不協(xié)調(diào)。張繼泉在這方面進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)研究,并取得了一定的進(jìn)展。4.4固定化細(xì)胞發(fā)酵

固定化細(xì)胞發(fā)酵能使發(fā)酵罐內(nèi)細(xì)胞濃度提高,細(xì)胞可連續(xù)使用,使最終發(fā)酵液酒精濃度得以提高。常用的固定化載體有海藻酸鈉、卡拉膠、多孔玻璃等。固定化細(xì)胞的新動(dòng)向是混合固定細(xì)胞發(fā)酵,如酵母與纖維二糖酶一起固定化。將纖維二糖基質(zhì)轉(zhuǎn)化成乙醇,被看作是玉米秸稈生產(chǎn)乙醇的重要方法。5結(jié)論與展望

今后,玉米秸稈生產(chǎn)酒精的研究方向?qū)⒅饕性谝韵聨讉€(gè)方面。5.1預(yù)處理方法

單純的物理法和化學(xué)法不足以破壞纖維素晶體結(jié)構(gòu)以及去除半纖維素和木質(zhì)素,應(yīng)綜合運(yùn)用物理法與化學(xué)法,一步完成預(yù)處理和水解2個(gè)階段,有效提高纖維素的水解率。5.2糖化工藝

發(fā)酵過(guò)程的酒精產(chǎn)率受許多因素影響,其中主要是水解效率和單糖產(chǎn)量。比較而言,酶水解較酸水解有較大的優(yōu)越性,將成為今后糖化工藝的主要發(fā)展方向。

第三篇：工藝小結(jié)

軋鋼車(chē)間工藝小結(jié)

按照上月工藝組攻關(guān)工作會(huì)議計(jì)劃要求，本月我車(chē)間主要從以下幾個(gè)方面工作進(jìn)行了挖潛及其攻關(guān)，并取得了顯著成果。

一、工藝技術(shù)方面：

首先中軋機(jī)組3-1改孔型在5月19日進(jìn)行了試用。該孔型共軋制7個(gè)班次，單槽平均軋制量達(dá)到2400噸，與原先改進(jìn)前單槽軋制2300噸有所提高。其次，改后孔型對(duì)料形控制較為穩(wěn)定，軋件咬入較為理想，且無(wú)明顯扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，這對(duì)于4V軋機(jī)的進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)夾板的磨損起到了一定的減輕作用，原來(lái)每個(gè)班要換用2對(duì)滑動(dòng)導(dǎo)衛(wèi)，現(xiàn)在達(dá)到2個(gè)班次用3對(duì)導(dǎo)衛(wèi)夾板，節(jié)約了成本消耗。另外對(duì)軋制φ25的圓鋼規(guī)圓孔型以及其它相關(guān)孔型進(jìn)行了完善，并傳真給了相關(guān)單位，請(qǐng)予修改和審核。

此外，工藝管理方面，車(chē)間主要是圍繞提高成材率這個(gè)中心議題展開(kāi)工作的。

1、車(chē)間開(kāi)展了換品種后的千支無(wú)軋廢，一次過(guò)鋼率競(jìng)賽，以板報(bào)的形式公布于眾，此舉主要是可加強(qiáng)各班組尤其是軋鋼班在換軋機(jī)時(shí)的責(zé)任心，對(duì)軋機(jī)及其導(dǎo)衛(wèi)安裝、檢測(cè)更細(xì)心到位，大大提高了換輥質(zhì)量，同時(shí)如果達(dá)到一次過(guò)鋼即可以減少各種廢品，也節(jié)約了故障時(shí)間，增加了產(chǎn)量，提高了成材率。

2、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)競(jìng)賽臺(tái)，此活動(dòng)主要是對(duì)于各班組在生產(chǎn)中出現(xiàn)的軋廢、檢廢、90方回爐鋼、成材率、產(chǎn)量五個(gè)方面進(jìn)行考核，同時(shí)也是以上黑板的形式開(kāi)展。對(duì)個(gè)方面做得較好的班組進(jìn)行嘉獎(jiǎng)。通過(guò)以上兩個(gè)競(jìng)賽活動(dòng)使各生產(chǎn)班組產(chǎn)生了競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)，起到了較為積極的作用，在一定程度上提高了成材率。

另外對(duì)軋機(jī)澆水管的閥門(mén)進(jìn)行了改進(jìn)，從3H到13H軋機(jī)均改為快捷閥門(mén)開(kāi)關(guān)控制，加強(qiáng)了水量的控制，500軋機(jī)進(jìn)口板梁的固定比由原來(lái)的盲孔改為現(xiàn)在的通孔螺栓固定，加強(qiáng)了固定作用。

二、軋機(jī)裝配方面：

對(duì)換下來(lái)的軋機(jī)預(yù)裝工在拆裝時(shí)對(duì)軋機(jī)軸承以及其它零部件都經(jīng)過(guò)了認(rèn)真檢查，尤其是近期又出現(xiàn)了燒損軋機(jī)軸承現(xiàn)象，所以下一步要求預(yù)裝人員用經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷軸承是否可以再次使用，如可以，也需備用軋機(jī)來(lái)保證生產(chǎn)。

在線使用軋機(jī)彈跳嚴(yán)重的惡軋機(jī)要進(jìn)行登記，在拆裝時(shí)以便檢查液壓平衡缸是否完好，有問(wèn)題及時(shí)處理。

三、導(dǎo)衛(wèi)修復(fù)：

1、本月車(chē)間共修復(fù)夾板33付，每付價(jià)格為1920元，合計(jì)63360元 2、550軋機(jī)橫梁的修復(fù)

車(chē)間將已報(bào)廢的梯形橫梁割掉衛(wèi)板，砂磨后修復(fù)2支，每支3960元節(jié)約7920元

3、修復(fù)55系列導(dǎo)輥302個(gè)，原價(jià)180元/個(gè)，修復(fù)價(jià)18元/個(gè)，節(jié)約180X302-18X302=48924元

4、修復(fù)55系列導(dǎo)衛(wèi)付32付，原價(jià)360元/付，現(xiàn)用焊條焊接后砂磨，其費(fèi)用為960元，可節(jié)約費(fèi)用360X32-960=10560元。

以上工作使車(chē)間在工藝技術(shù)、以及管理等方面都取得一些效果，促進(jìn)了車(chē)間的生產(chǎn)，尤其是大大提高了車(chē)間的成材率達(dá)到96.05%，超額完成廠部指標(biāo)95.7%。

6月份還有許多工作要完善，要以本月的攻關(guān)會(huì)議精神為依據(jù)和指南進(jìn)一步改進(jìn)措施，完善不足。

軋鋼車(chē)間 2006-5-27

第四篇：微生物發(fā)酵制藥-總體工藝過(guò)程流程（定稿）

微生物發(fā)酵制藥-----總體工藝過(guò)程流程

工業(yè)微生物技術(shù)是可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要支撐，是解決資源危機(jī)、生態(tài)環(huán)境危機(jī)和改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的根本技術(shù)依托。工業(yè)微生物的發(fā)展使現(xiàn)代生物技術(shù)滲透到包括醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、能源、化工、環(huán)保等幾乎所有的工業(yè)領(lǐng)域，并扮演著重要角色。歐美日等國(guó)已不同程度地制定了今后幾十年內(nèi)用生物過(guò)程取代化學(xué)過(guò)程的戰(zhàn)略計(jì)劃，可以看出工業(yè)微生物技術(shù)在未來(lái)社會(huì)發(fā)展過(guò)程中重要地位。

微生物制藥技術(shù)是工業(yè)微生物技術(shù)的最主要組成部分。微生物藥物的利用是從人們熟知的抗生素開(kāi)始的，抗生素一般定義為：是一種在低濃度下有選擇地抑制或影響其他生物機(jī)能的微生物產(chǎn)物及其衍生物。(有人曾建議將動(dòng)植物來(lái)源的具有同樣生理活性的這類(lèi)物質(zhì)如魚(yú)素、蒜素、黃連素等也歸于抗生素的范疇，但多數(shù)學(xué)者認(rèn)為傳統(tǒng)概念的抗生素仍應(yīng)只限于微生物的次級(jí)代謝產(chǎn)物。)近年來(lái)，由于基礎(chǔ)生命科學(xué)的發(fā)展和各種新的生物技術(shù)的應(yīng)用，報(bào)道的微生物產(chǎn)生的除了抗感染、抗腫瘤以外的其他生物活性物質(zhì)日益增多，如特異性的酶抑制劑、免疫調(diào)節(jié)劑、受體拮抗劑和抗氧化劑等，其活性已超出了抑制某些微生物生命活動(dòng)的范圍。但這些物質(zhì)均為微生物次級(jí)代謝產(chǎn)物，其在生物合成機(jī)制、篩選研究程序及生產(chǎn)工藝等方面和抗生素都有共同的特點(diǎn)，但把它們通稱(chēng)為抗生素顯然是不恰當(dāng)?shù)?，于是不少學(xué)者就把微生物產(chǎn)生的這些具有生理活性（或稱(chēng)藥理活性）的次級(jí)代謝產(chǎn)物統(tǒng)稱(chēng)為微生物藥物。

微生物藥物的生產(chǎn)技術(shù)就是微生物制藥技術(shù)?？梢哉J(rèn)為包括五個(gè)方面的內(nèi)容：

第一方面 菌種的獲得

根據(jù)資料直接向有科研單位、高等院校、工廠或菌種保藏部門(mén)索取或購(gòu)買(mǎi)；從大自然中分離篩選新的微生物菌種。

1.分離思路：新菌種的分離是要從混雜的各類(lèi)微生物中依照生產(chǎn)的要求、菌種的特性，采用各種篩選方法，快速、準(zhǔn)確地把所需要的菌種挑選出來(lái)。實(shí)驗(yàn)室或生產(chǎn)用菌種若不慎污染了雜菌，也必須重新進(jìn)行分離純化。具體分離操作從以下幾個(gè)方面展開(kāi)。2.定方案：首先要查閱資料，了解所需菌種的生長(zhǎng)培養(yǎng)特性。3.采樣：有針對(duì)性地采集樣品。

4.增殖：人為地通過(guò)控制養(yǎng)分或培條件，使所需菌種增殖培養(yǎng)后，在數(shù)量上占優(yōu)勢(shì)。5.分離：利用分離技術(shù)得到純種。

6.發(fā)酵性能測(cè)定：進(jìn)行生產(chǎn)性能測(cè)定。這些特性包括形態(tài)、培養(yǎng)特征、營(yíng)養(yǎng)要求、生理生化特性、發(fā)酵周期、產(chǎn)品品種和產(chǎn)量、耐受最高溫度、生長(zhǎng)和發(fā)酵最適溫度、最適pH值、提取工藝等。

第二方面 高產(chǎn)菌株的選育

工業(yè)上生產(chǎn)用菌株都是經(jīng)過(guò)選育過(guò)的。工業(yè)菌種的育種是運(yùn)用遺傳學(xué)原理和技術(shù)對(duì)某個(gè)用于特定生物技術(shù)目的的菌株進(jìn)行的多方位的改造。通過(guò)改造，可使現(xiàn)存的優(yōu)良性狀強(qiáng)化，或去除不良性質(zhì)或增加新的性狀。

工業(yè)菌種育種的方法：誘變、基因轉(zhuǎn)移、基因重組。

育種過(guò)程包括下列3個(gè)步驟：(1)在不影響菌種活力的前提下，有益基因型的引入。(2)希望基因型的選出。(3)改良菌種的評(píng)價(jià)(包括實(shí)驗(yàn)規(guī)模和工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模)。

選擇育種方法時(shí)需綜合考慮的因素(1)待改良性狀的本質(zhì)及與發(fā)酵工藝的關(guān)系(例如分批或者連續(xù)發(fā)酵試驗(yàn))；(2)對(duì)這一特定菌種的遺傳和生物化學(xué)方面認(rèn)識(shí)的明了程度；(3)經(jīng)濟(jì)費(fèi)用。如果對(duì)特定菌種的基本性狀及其工藝知曉甚少，則多半采用隨機(jī)誘變、篩選及選育等技術(shù)；如果對(duì)其遺傳及生物化學(xué)方面的性狀已有較深的認(rèn)識(shí)，則可選擇基因重組等手段進(jìn)行定向育種。

工業(yè)菌種具體改良思路：(1)解除或繞過(guò)代謝途徑中的限速步驟（通過(guò)增加特定基因的拷貝數(shù)或增加相應(yīng)基因的表達(dá)能力來(lái)提高限速酶的含量；在代謝途徑中引伸出新的代謝步驟，由此提供一個(gè)旁路代謝途徑。）(2)增加前體物的濃度。(3)改變代謝途徑，減少無(wú)用副產(chǎn)品的生成以及提高菌種對(duì)高濃度的有潛在毒性的底物、前體或產(chǎn)品的耐受力。(4)抑制或消除產(chǎn)品分解酶。(5)改進(jìn)菌種外泌產(chǎn)品的能力。(6)消除代謝產(chǎn)品的反饋抑制。如誘導(dǎo)代謝產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)類(lèi)似物抗性。

第三部分 菌種保藏技術(shù) 轉(zhuǎn)接培養(yǎng)或斜面?zhèn)鞔２兀?超低溫或在液氮中冷凍保藏；

土壤或陶瓷珠等載體干燥保藏。第四部分 發(fā)酵工藝條件的確定 微生物的營(yíng)養(yǎng)來(lái)源

能源，自養(yǎng)菌：光；氫，硫胺；亞硝酸鹽，亞鐵鹽。異養(yǎng)菌：碳水化合物等有機(jī)物，石油天然氣和石油化工產(chǎn)品，如醋酸。

碳源，碳酸氣；淀粉水解糖，糖蜜、亞硫酸鹽紙漿廢液等，石油、正構(gòu)石蠟，天然氣，醋酸、甲醇、乙醇等石油化工產(chǎn)品

氮源，豆餅或蠶蛹水解液，味精廢液，玉米漿，酒糟水等有機(jī)氮，尿素，硫酸銨，氨水，硝酸鹽等無(wú)機(jī)氮，氣態(tài)氮

無(wú)機(jī)鹽，磷酸鹽，鉀鹽，鎂鹽，鈣鹽等其他礦鹽，鐵、錳、鈷等微量元素等 特殊生長(zhǎng)因子，硫胺素、生物素、對(duì)氨基苯甲酸、肌醇等

培養(yǎng)基的確定

（1）首先必須做好調(diào)查研究工作，了解菌種的來(lái)源、生活習(xí)慣、生理生化特性和一般的營(yíng)養(yǎng)要求。工業(yè)生產(chǎn)主要應(yīng)用細(xì)菌、放線菌、酵母菌和霉菌四大類(lèi)微生物。它們對(duì)營(yíng)養(yǎng)的要求既有共性，也有各自的特性，應(yīng)根據(jù)不同類(lèi)型微生物的生理特性考慮培養(yǎng)基的組成。（2）其次，對(duì)生產(chǎn)菌種的培養(yǎng)條件，生物合成的代謝途徑，代謝產(chǎn)物的化學(xué)性質(zhì)、分子結(jié)構(gòu)、一般提取方法和產(chǎn)品質(zhì)量要求等也需要有所了解，以便在選擇培養(yǎng)基時(shí)做到心中有數(shù)。（3）最好先選擇一種較好的化學(xué)合成培養(yǎng)基做基礎(chǔ)，開(kāi)始時(shí)先做一些搖瓶實(shí)驗(yàn);然后進(jìn)一步做小型發(fā)酵罐培養(yǎng)，摸索菌種對(duì)各種主要碳源和氮源的利用情況和產(chǎn)生代謝產(chǎn)物的能力。注意培養(yǎng)過(guò)程中的pH變化，觀察適合于菌種生長(zhǎng)繁殖和適合于代謝產(chǎn)物形成的兩種不同pH，不斷調(diào)整配比來(lái)適應(yīng)上述各種情況。

（4）注意每次只限一個(gè)變動(dòng)條件。有了初步結(jié)果以后，先確定一個(gè)培養(yǎng)基配比。其次再確定各種重要的金屬和非金屬離子對(duì)發(fā)酵的影響，即對(duì)各種無(wú)機(jī)元素的營(yíng)養(yǎng)要求，試驗(yàn)其最高、最低和最適用量。在合成培養(yǎng)基上得出一定結(jié)果后，再做復(fù)合培養(yǎng)基試驗(yàn)。最后試驗(yàn)各種發(fā)酵條件和培養(yǎng)基的關(guān)系。培養(yǎng)基內(nèi)pH可由添加碳酸鈣來(lái)調(diào)節(jié)，其他如硝酸鈉、硫酸銨也可用來(lái)調(diào)節(jié)。

（5）有些發(fā)酵產(chǎn)物，如抗生素等，除了配制培養(yǎng)基以外，還要通過(guò)中間補(bǔ)料法，一面對(duì)碳及氮的代謝予以適當(dāng)?shù)目刂?，一面間歇添加各種養(yǎng)料和前體類(lèi)物質(zhì)，引導(dǎo)發(fā)酵走向合成產(chǎn)物的途徑。

(6)根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益選擇培并基原料 考慮經(jīng)濟(jì)節(jié)約，盡量少用或不用主糧，努力節(jié)約用糧，或以其他原料代糧。糖類(lèi)是主要的碳源。碳源的代用品主要是尋找植物淀粉、纖維水解物，以廢糖蜜代替淀粉、糊精和葡萄糖，以工業(yè)葡萄糖代替食用葡萄糖；石油作為碳源的微生物發(fā)酵也可以生產(chǎn)以糧食為碳源的發(fā)酵產(chǎn)品。有機(jī)氮源的節(jié)約和代替主要為減少或代替黃豆餅粉、花生餅粉、食用蛋白胨和酵母粉等含有豐富蛋白質(zhì)的原料為目標(biāo)，代用的原料可以是棉籽餅粉、玉米漿、蠶蛹粉、雜魚(yú)粉、黃漿水或麩汁、飼料酵母、石油酵母、骨膠、菌體、酒糟，以及各種食品工業(yè)下腳料等。這些代用品大多蛋白質(zhì)含量豐富，價(jià)格低廉，便于就地取材，方便運(yùn)輸。

培養(yǎng)工藝的確定：

培養(yǎng)條件：溫度、pH值、氧、種齡、接種量、溫度

工業(yè)微生物的培養(yǎng)法分為靜置培養(yǎng)和通氣培養(yǎng)兩大類(lèi)型。

靜置培養(yǎng)法即將培養(yǎng)基盛于發(fā)酵容器中，在接種后，不通空氣進(jìn)行發(fā)酵，又稱(chēng)為厭氧性發(fā)酵。通氣培養(yǎng)法的生產(chǎn)菌種以需氧菌和兼性需氧菌居多，它們生長(zhǎng)的環(huán)境必須供給空氣，以維持一定的溶解氧水平，使菌體迅速生長(zhǎng)和發(fā)酵，又稱(chēng)為好氣性發(fā)酵。

在靜置和通氣培養(yǎng)兩類(lèi)方法中又可分為液體培養(yǎng)和固體培養(yǎng)兩大類(lèi)型，其中每一類(lèi)型又有表面培養(yǎng)與深層培養(yǎng)之分。

關(guān)于液體深層培養(yǎng)：

用液體深層發(fā)酵罐從罐底部通氣，送入的空氣由攪拌槳葉分散成微小氣泡以促進(jìn)氧的溶解。這種由罐底部通氣攪拌的培養(yǎng)方法，相對(duì)于由氣液界面靠自然擴(kuò)散使氧溶解的表面培養(yǎng)法來(lái)講，稱(chēng)為深層培養(yǎng)法。特點(diǎn)是容易按照生產(chǎn)菌種對(duì)于代謝的營(yíng)養(yǎng)要求以及不同生理時(shí)期的通氣、攪拌、溫度、與培養(yǎng)基中氫離子濃度等條件，選擇最佳培養(yǎng)條件。

深層培養(yǎng)基本操作的3個(gè)控制點(diǎn)

①滅菌：發(fā)酵工業(yè)要求純培養(yǎng)，因此在發(fā)酵開(kāi)始前必須對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行加熱滅菌。所以發(fā)酵罐具有蒸汽夾套，以便將培養(yǎng)基和發(fā)酵罐進(jìn)行加熱滅菌，或者將培養(yǎng)基由連續(xù)加熱滅菌器滅菌，并連續(xù)地輸送于發(fā)酵罐內(nèi)。②溫度控制：培養(yǎng)基滅菌后，冷卻至培養(yǎng)溫度進(jìn)行發(fā)酵，由于隨著微生物的增殖和發(fā)酵會(huì)發(fā)熱、攪拌產(chǎn)熱等，所以為維持溫度恒定，須在夾套中以冷卻水循環(huán)流過(guò)。③通氣、攪拌：空氣進(jìn)入發(fā)酵罐前先經(jīng)空氣過(guò)濾器除去雜菌，制成無(wú)菌空氣，而后由罐底部進(jìn)人，再通過(guò)攪拌將空氣分散成微小氣泡。為了延長(zhǎng)氣泡滯留時(shí)間，可在罐內(nèi)裝擋板產(chǎn)生渦流。攪拌的目的除了溶解氧之外，可使培養(yǎng)液中微生物均勻地分散在發(fā)酵罐內(nèi)，促進(jìn)熱傳遞，以及為調(diào)節(jié)pH而使加入的酸和堿均勻分散等。

第五部分 發(fā)酵產(chǎn)物的分離提取 提取方法： 過(guò)濾 離心與沉降 細(xì)胞破碎 萃取

吸附與離子交換 色譜分離

沉析（鹽析、有機(jī)溶劑沉析、等電點(diǎn)等）膜分離 結(jié)晶 干燥

分離提取過(guò)程的幾個(gè)注意的問(wèn)題： 水質(zhì)

熱源去除（石棉板吸濾、活性碳吸附、過(guò)離子交換柱）溶劑回收 廢物處理 生物安全性

第五篇：工藝課程小結(jié)

數(shù)控加工工藝課程設(shè)計(jì)總結(jié)

我們這次所做的課程設(shè)計(jì)是由6個(gè)可選的大題目中選出的一個(gè)，該零件屬于軸類(lèi)零件，由圓柱面、順逆圓弧面和螺紋等幾部分組成，是數(shù)控加工可選擇的內(nèi)容。在數(shù)控加工工藝課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)對(duì)加工內(nèi)容的選擇做了要求，其中適宜內(nèi)容為：普通機(jī)床無(wú)法加工的內(nèi)容宜作為優(yōu)選內(nèi)容；普通機(jī)床難加工、質(zhì)量難以保證的內(nèi)容作為重點(diǎn)選擇內(nèi)容；普通機(jī)床加工效率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，在數(shù)控機(jī)床還有加工能力充裕時(shí)進(jìn)行選擇。我們小組針對(duì)適宜內(nèi)容中所說(shuō)的一二兩條，再根據(jù)自身的情況選擇了第三個(gè)零件圖來(lái)進(jìn)行課程設(shè)計(jì)。

因?yàn)槲覀冃〗M所選擇的第四個(gè)圖形未做特殊的表面粗糙度要求，而一般零件取表面精度為七級(jí)精度，所以我們決定使用中等精度數(shù)控CJK6140機(jī)床即可保證零件的加工要求。毛壞的選擇也很重要，零件村料的工藝特性和力學(xué)性能大致決定了毛坯的種類(lèi)。零件的結(jié)構(gòu)形狀與外形尺寸也是重 要因素。大型且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的零件毛坯多用砂型鑄造或自由鍛；軸類(lèi)零件的毛坯，若臺(tái)階直徑相差不大，可用棒料；若各臺(tái)階尺寸相差較大，則宜選擇鍛件。但是根據(jù)我們現(xiàn)在的實(shí)際情況是做課程設(shè)計(jì)及現(xiàn)在的我們自身所具備的條件（因?yàn)槟芊裆蠑?shù)控機(jī)車(chē)實(shí)驗(yàn)尚未可知），且為符合加工要求，毛坯?35×115mm的熱扎45#圓鋼是最好的選擇。數(shù)控加工前先在普床上完成外圓的準(zhǔn)備加工：先使之獲得?35mm的外圓。

接下來(lái)就是確定基準(zhǔn)與夾具了。因?yàn)閿?shù)控加工對(duì)所選用的夾具有兩個(gè)基本要求：一是保證其主要定位方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對(duì)固定；二是要便于協(xié)調(diào)零件與坐標(biāo)系的尺寸對(duì)應(yīng)關(guān)系。工件的裝卸也要快速、方便、可靠，這幾點(diǎn)跟普通車(chē)床也是基本一樣的，不過(guò)數(shù)控車(chē)床是為了減少停機(jī)時(shí)間。所以我們加工這個(gè)輪盤(pán)類(lèi)外輪廓時(shí)，為保證一次安裝加工出全部外輪廓，需設(shè)一圓錐心軸裝置，用三爪卡盤(pán)夾持心軸左端，心軸右端留有中心孔并用尾座頂尖頂緊以提高工藝系統(tǒng)的剛性。

由于數(shù)控機(jī)床具有孔加工固定循環(huán)功能，使得孔加工動(dòng)作比較容易實(shí)現(xiàn)。因此，確定孔加工路線時(shí)重點(diǎn)要考慮孔定位的問(wèn)題。確定進(jìn)給路線的原則是，應(yīng)能保證零件的加工精主和表面粗糙度要求，應(yīng)使走刀路線最短，減少刀具空行程時(shí)間，還應(yīng)充分考慮所確定的工步順序，安排進(jìn)給路線。零件加工路線原則是由粗到精,由內(nèi)到外，基面先行的加工原則。在一次裝夾中盡可能加工出較多的工件表面。結(jié)合本零件的結(jié)構(gòu)特征，可先加工內(nèi)孔各表面，然后加工外輪廓。而CAK6140車(chē)床具有粗車(chē)循環(huán)及螺紋循環(huán)的自動(dòng)加工功能，加工時(shí)能按程序去自動(dòng)完成循環(huán)。

在編寫(xiě)程序中一些基本的指令代碼是不可或缺的。數(shù)控程序所用的代碼，主要有準(zhǔn)備功能G代碼、輔助功能代碼、進(jìn)給功能F代碼、主軸速度功能S代碼和刀具功能T代碼。因?yàn)楸敬芜x來(lái)做課程設(shè)計(jì)的這個(gè)零件在數(shù)控機(jī)床上加工是分兩次裝夾的，所以程序的編寫(xiě)在兩端時(shí)也是不一樣的，不是用單純的循環(huán)指令。

在本次設(shè)計(jì)中，個(gè)人認(rèn)為在數(shù)控工藝設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)工藝措施的選擇與加工路線制定還是比較成功的，但還存在的未解決的問(wèn)題:，如設(shè)計(jì)進(jìn)度與質(zhì)量不能達(dá)到較好的水平、設(shè)計(jì)方法不是很如人意、沒(méi)有一個(gè)學(xué)習(xí)這門(mén)課很系統(tǒng)的人來(lái)指導(dǎo)。

這次課程設(shè)計(jì)讓我們對(duì)以往學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí)進(jìn)行了再學(xué)習(xí)和鞏固。其中涉及到多門(mén)專(zhuān)業(yè)課。如《機(jī)械制造》、《數(shù)控工藝》、《數(shù)控編程》等。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)我們真正學(xué)會(huì)了自主學(xué)習(xí)，獨(dú)立完成作業(yè)，如何學(xué)會(huì)與自己的團(tuán)隊(duì)做好協(xié)調(diào)。因?yàn)檎n程設(shè)計(jì)具有實(shí)踐性、綜合性、探索性、應(yīng)用性等特點(diǎn)。本次選題的目的是數(shù)控專(zhuān)業(yè)教學(xué)體系中構(gòu)成數(shù)控技術(shù)專(zhuān)業(yè)知識(shí)及專(zhuān)業(yè)技能的重要組成部分，是運(yùn)用數(shù)控機(jī)床實(shí)際操

作的一次綜合練習(xí)。隨著課程設(shè)計(jì)的逐漸完成，使我對(duì)《數(shù)控加工工藝》這門(mén)課程以及對(duì)數(shù)控加工技術(shù)都有了更深入的理解和掌握。在這段時(shí)間里，我們這個(gè)小組，就是新建的團(tuán)隊(duì)，每個(gè)人都是一樣，盡著自己最大的努力學(xué)習(xí)，來(lái)學(xué)習(xí)和創(chuàng)新。為了解決技術(shù)上的問(wèn)題，我也不斷地去翻閱所學(xué)的專(zhuān)業(yè)書(shū)籍和各種相關(guān) 的資料。這使我真正體會(huì)到了很多，也感受到了很多，當(dāng)然更重要的是學(xué)習(xí)到了以前書(shū)本上沒(méi)學(xué)到的知識(shí)。

通過(guò)這次課程設(shè)計(jì),我覺(jué)得自己要對(duì)刀具的切削用量等方面的計(jì)算多下功夫?qū)W習(xí),這些方面的知識(shí)對(duì)我們以前從事的專(zhuān)業(yè)工作都有很大用處。這次課程設(shè)計(jì)讓我們?cè)谠O(shè)計(jì)工藝規(guī)程和編寫(xiě)加工程序的時(shí)候大腦中形成了一種可以快速反應(yīng)的模式，我想這也是一種收獲，是在對(duì)我們一周在課設(shè)上所花時(shí)間的回報(bào)。因?yàn)檫@種模式將讓我更好地學(xué)習(xí)以后的課程，將其他專(zhuān)業(yè)課程系統(tǒng)的組合在一起。

在這次課設(shè)中，對(duì)加工程序的編寫(xiě)是最讓人感到棘手的，因?yàn)閷?duì)數(shù)控加工程序指令不是很熟悉，在編寫(xiě)上也費(fèi)了不少的功夫，雖然編寫(xiě)程序這一塊占用了整個(gè)時(shí)間的相當(dāng)一部分，但我依然感到欣喜，因?yàn)楝F(xiàn)在的我已經(jīng)掌握了基本程序的編寫(xiě)，而且對(duì)一些特殊指令也可以應(yīng)用到實(shí)例中了。我想如要加快編程速度，除了對(duì)各編程指令的熟練掌握之外，還需要你掌握零件工藝方面的知識(shí)。對(duì)于夾具的選擇、切削參數(shù)的設(shè)定我們必須十分清楚。在上機(jī)操作時(shí)，我們只有不斷地練習(xí)各個(gè)功能指令的作用，才能在編程時(shí)得心應(yīng)手。

這次數(shù)控加工工藝課程設(shè)計(jì)的指導(dǎo)書(shū)是由我們的工藝?yán)蠋?，劉先梅老師?zhí)筆的，無(wú)疑指導(dǎo)書(shū)在我們這次設(shè)計(jì)中起了很大的作用，它指導(dǎo)我們按什么的步驟去完成這個(gè)設(shè)計(jì)。其實(shí)在對(duì)指導(dǎo)書(shū)的閱讀過(guò)程中也是一種學(xué)習(xí)，一些關(guān)于加工工藝上的問(wèn)題和所要注意的事項(xiàng)，使我們大家在做課程設(shè)計(jì)時(shí)思路更加清晰，不會(huì)走太多彎路。

通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我的第一感受就是團(tuán)隊(duì)精神的重要性。當(dāng)?shù)谝惶扉_(kāi)始課程設(shè)計(jì)要分組的時(shí)候，老師就給我們大家心里埋下了一股高昂的基調(diào)。在這讓人覺(jué)得枯燥又充實(shí)的幾天中，我們大家都按照自己所分工所要做的事性在埋頭苦干，給人的感覺(jué)好像回到了高中時(shí)代將面臨高考時(shí)候，以現(xiàn)在的身份看那時(shí)，假以那時(shí)的身份又想到現(xiàn)在，讓人心潮澎湃，激情更加高漲。以往做一件事情的時(shí)候，個(gè)人可能都會(huì)有精神分散的情況，而當(dāng)一個(gè)人真正面對(duì)一件難做而又不得不做的事情時(shí)，覺(jué)得拿下它就是一種勝利，這是對(duì)自己的一種最起碼的要求，精神集中也是對(duì)你在做的一件事情負(fù)責(zé)，對(duì)自己負(fù)責(zé)。這是我們?cè)谝院蟮墓ぷ髦?，?yīng)該具備的一種本質(zhì)，現(xiàn)在學(xué)會(huì)或者說(shuō)是養(yǎng)成是非常有必要的。不管怎么說(shuō)，這次課設(shè)是帶給了我們很大的收獲的，在將臨畢業(yè)的時(shí)候，我想我會(huì)繼續(xù)以高昴的心態(tài)去面對(duì)下一次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，去面對(duì)將要走上的社會(huì)中的工作崗位帶給我的無(wú)限挑戰(zhàn)。