宜宾学院：《微生物工程工艺原理》课程教学课件（PPT讲稿）绪论

宜宾学院生命科学与食品工程系生物工程教研室 微生物工程工艺原理精品课程 微生物工程工艺原理

宜宾学院生命科学与食品工程系生物工程教研室 微生物工程工艺原理精品课程 微生物工程工艺原理

第一章 绪论 宜宾学院生命科学与食品工程系生物工程教研室 第一章 绪 论 了解：课程的研究对象、研究内容、微生物工程发 展的历史、国内外微生物工业概况及其发展趋势。 理解：微生物工程的特征、研究范围及其与化学工 程的区别

第一章 绪论 宜宾学院生命科学与食品工程系生物工程教研室 第一章 绪 论 了解：课程的研究对象、研究内容、微生物工程发 展的历史、国内外微生物工业概况及其发展趋势。 理解：微生物工程的特征、研究范围及其与化学工 程的区别

第一章 绪论 宜宾学院生命科学与食品工程系生物工程教研室 §1-1 微生物工程工艺原理的基本概念 一、基本概念 微生物工程是将化学工程有关理论和单元操作应用 于微生物的工业发酵生产，进而发展起来的具有新的特点 的一门学科。微生物工程通常称为发酵工程，可分为发酵 和提取两个部分。 1、微生物工程工艺原理的定义

第一章 绪论 宜宾学院生命科学与食品工程系生物工程教研室 §1-1 微生物工程工艺原理的基本概念 一、基本概念 微生物工程是将化学工程有关理论和单元操作应用 于微生物的工业发酵生产，进而发展起来的具有新的特点 的一门学科。微生物工程通常称为发酵工程，可分为发酵 和提取两个部分。 1、微生物工程工艺原理的定义

第一章 绪论 宜宾学院生命科学与食品工程系生物工程教研室 （1）“发酵”一词的来源 英语中“发酵”一词fermentation是从拉丁语fervere派生 而来的，原意为“翻腾”，它描述酵母作用于果汁或麦芽浸 出液时的现象。 2、发酵的定义 （2）狭义 “发酵”的定义 是指微生物在无氧条件下，分解各种有机物产生能量的 过程，或者更严格地说，发酵是以有机物作为电子受体的氧 化还原产能反应。 如酒精发酵，乳酸发酵等过程

第一章 绪论 宜宾学院生命科学与食品工程系生物工程教研室 （1）“发酵”一词的来源 英语中“发酵”一词fermentation是从拉丁语fervere派生 而来的，原意为“翻腾”，它描述酵母作用于果汁或麦芽浸 出液时的现象。 2、发酵的定义 （2）狭义 “发酵”的定义 是指微生物在无氧条件下，分解各种有机物产生能量的 过程，或者更严格地说，发酵是以有机物作为电子受体的氧 化还原产能反应。 如酒精发酵，乳酸发酵等过程

第一章 绪论 宜宾学院生命科学与食品工程系生物工程教研室 （2）广义 “发酵”的定义 泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程， 它包括厌氧培养的生产过程，如酒精、丙酮丁醇、乳酸等 发酵，以及通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨 基酸、酶制剂等的生产。 （3）发酵工程（Fermentation Engineering） 应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理， 利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品 或提供社会性服务的一门科学

第一章 绪论 宜宾学院生命科学与食品工程系生物工程教研室 （2）广义 “发酵”的定义 泛指利用生物细胞制造某些产品或净化环境的过程， 它包括厌氧培养的生产过程，如酒精、丙酮丁醇、乳酸等 发酵，以及通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨 基酸、酶制剂等的生产。 （3）发酵工程（Fermentation Engineering） 应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理， 利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品 或提供社会性服务的一门科学

第一章 绪论 宜宾学院生命科学与食品工程系生物工程教研室 二、微生物发酵的基本特征 现代微生物工业通常是指微生物的代谢控制发酵 代谢控制发酵：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。 1. 现代发酵过程是典型的代谢控制发酵

第一章 绪论 宜宾学院生命科学与食品工程系生物工程教研室 二、微生物发酵的基本特征 现代微生物工业通常是指微生物的代谢控制发酵 代谢控制发酵：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。 1. 现代发酵过程是典型的代谢控制发酵

第一章 绪论 宜宾学院生命科学与食品工程系生物工程教研室 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 都涉及到化工生产相关领域： （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，微生物生长和 代谢需要稳定而严格的温度条件。 （3）动量的传递——涉及到搅拌轴功率的计算，它与 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. 现代发酵过程是一个典型的化工过程

第一章 绪论 宜宾学院生命科学与食品工程系生物工程教研室 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 都涉及到化工生产相关领域： （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，微生物生长和 代谢需要稳定而严格的温度条件。 （3）动量的传递——涉及到搅拌轴功率的计算，它与 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. 现代发酵过程是一个典型的化工过程

第一章 绪论 宜宾学院生命科学与食品工程系生物工程教研室 （1）反应条件温和 微生物的生理特性，要求温度为26℃-55℃；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、空气、补料和取 样要求无菌处理、有些发酵尾气也要求进行无菌处理。 （3）非连续性生产 微生物的生理特性决定了发酵过程的非连续性；大 部分的工业发酵是以间歇操作为基础进行的，目前只有少 数发酵实现了连续化生产，如啤酒发酵。 3. 现代发酵工业又有别于化工过程

第一章 绪论 宜宾学院生命科学与食品工程系生物工程教研室 （1）反应条件温和 微生物的生理特性，要求温度为26℃-55℃；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、空气、补料和取 样要求无菌处理、有些发酵尾气也要求进行无菌处理。 （3）非连续性生产 微生物的生理特性决定了发酵过程的非连续性；大 部分的工业发酵是以间歇操作为基础进行的，目前只有少 数发酵实现了连续化生产，如啤酒发酵。 3. 现代发酵工业又有别于化工过程

第一章 绪论 宜宾学院生命科学与食品工程系生物工程教研室 根据发酵的特点和微生物对氧的不同需要，可将发酵 分成以下几个类型： 1、按发酵原料来区分：糖类物质发酵、石油发酵及 废水发酵等。 2、按发酵产物来区分：如氨基酸发酵、有机酸发酵、 抗生素发酵、酒精发酵等。 3、按发酵形式来区分：固态发酵和液体发酵。 4、按发酵工艺流程区分：分批发酵、连续发酵和 流加发酵。 5、按发酵过程中对氧的需求，分为：厌氧发酵和 通风发酵。 三、微生物发酵的类型

第一章 绪论 宜宾学院生命科学与食品工程系生物工程教研室 根据发酵的特点和微生物对氧的不同需要，可将发酵 分成以下几个类型： 1、按发酵原料来区分：糖类物质发酵、石油发酵及 废水发酵等。 2、按发酵产物来区分：如氨基酸发酵、有机酸发酵、 抗生素发酵、酒精发酵等。 3、按发酵形式来区分：固态发酵和液体发酵。 4、按发酵工艺流程区分：分批发酵、连续发酵和 流加发酵。 5、按发酵过程中对氧的需求，分为：厌氧发酵和 通风发酵。 三、微生物发酵的类型

第一章 绪论 宜宾学院生命科学与食品工程系生物工程教研室 SOLID-STATE FERMENTATION PRODUCTION

第一章 绪论 宜宾学院生命科学与食品工程系生物工程教研室 SOLID-STATE FERMENTATION PRODUCTION