1、 成 绩 生物工程课程设计说明书 题题 目:目:单批次固体发酵单批次固体发酵 5 吨发酵培养物吨发酵培养物 发酵工艺设计发酵工艺设计 设设 计计 人:人: 系系 别:别: 生物工程生物工程 班班 级:级: 指导教师:指导教师: 设计日期:设计日期: 2006 年年 12 月月 18 日日-24 日日 生物工程课程设计 一一. .课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 1 1 设计题目设计题目 单批次固体发酵 5 吨酵母菌的发酵工艺设计 2 2 基本工艺流程基本工艺流程 保藏菌种(平板划线培养. 试管斜面培养 )菌种摇瓶培养多级种子发酵罐培养固体 发酵 3 3 设计任务设计任务 (1)单批次固
2、体发酵 5 吨酵母菌发酵的相关工艺参数计算 (2)种子罐及发酵罐选型 生物工程课程设计 目录目录 一.概述 . 1 二.菌种与产品简介 1 2.1 菌种 . 1 2.2 生理特性 1 2.3 特征 . 1 2.4 菌种用途 2 2.5 酵母菌的生长条件 2 三.设计依据 2 3.1 总体生产规模 . 2 3.2 基本发酵工艺流程 3 3.3 发酵工艺设计的参数选择 3 四.发酵工艺流程推算 3 4.1 工艺流程推算 . 3 4.2 设备选型工艺流程 3 4.2.1 菌种的活化 . 3 4.2.2 一级三角瓶发酵(1L) . 3 4.2.3 二级种子罐发酵(15L). 4 4.2.4 三级种子罐
3、发酵(600L) . 4 4.3 工艺流程简图. 4 五.发酵设备 5 5.1 发酵工艺参数汇总表 . 5 5.2 附属设备 6 生物工程课程设计 一一. .概述概述 早在公元 3000 年前,人类开始利用酵母来制作发酵产品。最早在市场上销售的产品是 酵母泥,这种产品的特点是发酵速度快,但运输和使用不便,产品的商业化受到了一定的限 制。从销售酵母泥算起,把制造酵母作为一种工业来看,酵母工业的发展已有 200 余年的历 史了。 酵母已成为世界上研究最多的微生物之一, 是当今生物技术产品研究开发的热点和现 代生物技术发展.基因组研究的模式系统。 酵母菌是饲料中应用最早.最广泛的微生物之一,长期以来
4、人们主要是利用酵母的菌体 蛋白等营养特性,促进胃肠道有益微生物生长,改善饲料效率,提高生产性能;但饲料酵母 味苦,导致适口性差,目前没有统一的标准,以致市售产品质量参差不齐,从而限制了其在 畜禽生产中的使用。 酵母细胞壁是产气酵母发酵过程中提取的一种特殊的副产品。 大量研究 认为,酵母细胞壁含有的甘露聚糖和葡聚糖具有提高机体免疫力.抑制病原菌.吸附霉菌毒素 等作用。 二二. .菌种与产品简介菌种与产品简介 3.13.1 菌种菌种 中文名称:酵母 英文名称:yeast 定义:子囊菌.担子菌等几科单细胞真菌的通称。可用于酿造生产,有的为致病菌。是遗传 工程和细胞周期研究的模式生物。 2.22.2
5、生理特性生理特性 酵母营专性或兼性好氧生活,目前未知专性厌氧的酵母。在缺乏氧气时,发酵型的酵母 通过将糖类转化成为二氧化碳和乙醇(俗称酒精)来获取能量。在酿酒过程中,乙醇被保留 下来,在烤面包或蒸馒头的过程中,二氧化碳将面团发起,而酒精则挥发。在有氧气的环境 中, 酵母菌将葡萄糖转化为水和二氧化碳。 无氧的条件下, 将葡萄糖分解为二氧化碳和酒精。 在温度适合时,氧气和养料充足的条件下,以出芽方式迅速增殖。 2.32.3 特征特征 多数酵母可以分离于富含糖类的环境中,比如一些水果(葡萄.苹果.桃等)或者植物分 泌物(如仙人掌的汁) 。一些酵母在昆虫体内生活。酵母菌是单细胞真核微生物。酵母菌细 胞
6、的形态通常有球形.卵圆形.腊肠形.椭圆形.柠檬形或藕节形等。 比细菌的单细胞个体要大得 多,一般为 15 微米或 520 微米。酵母菌无鞭毛,不能游动。酵母菌具有典型的真核细胞 生物工程课程设计 结构,有细胞壁.细胞膜.细胞核.细胞质.液泡.线粒体等,有的还具有微体。 酵母菌的遗传物质组成:细胞核 DNA,线粒体 DNA,以及特殊的质粒 DNA。 大多数酵母菌的菌落特征与细菌相似, 但比细菌菌落大而厚, 菌落表面光滑.湿润.粘稠, 容易挑起,菌落质地均匀,正反面和边缘.中央部位的颜色都很均一,菌落多为乳白色,少 数为红色,个别为黑色。 未发现其有性阶段的酵母菌称假酵母。 2.42.4 菌种用途菌种用途 在医药工业中, 酵母及其制品用于治疗某些消化不良症, 并能提高和调整人体的新陈代 谢机能。因此,药用酵母的生产在酵母工业中占有重要的地位。 在畜牧业中,酵母广泛用作精饲料以增加饲料中的蛋白质含量,对提高禽畜的出肉