发酵工程课程设计
发酵工程与设备课程设计
发酵工程与设备课程设计一、前言发酵工程与设备是当今生物制造领域不可或缺的重要学科，是指利用微生物、酶或其他生物体生理代谢过程，将有机原料转化为有用的终端产品和中间体的过程。
本课程设计旨在使学生了解发酵工程原理、技术与设备，提高发酵工程设计能力，并通过实验综合掌握发酵过程控制基本技术。
二、教学内容与目标2.1 教学内容本课程设计将涵盖以下内容：1.发酵工程原理2.发酵过程控制3.发酵设备设计4.实验掌握发酵过程控制技术2.2 目标1.理解发酵工程的基本原理2.掌握发酵过程控制的基本技术3.熟悉发酵设备的设计方法和操作指导4.实验熟悉并掌握发酵过程控制的基本技术三、教学方法1.前期讲授2.现场演示3.讨论交流4.实验操作3.1 前期讲授前期课程采用传统教学方法，通过课堂讲解、课件演示等方式，讲解发酵工程与设备的基本知识理论，包括发酵过程原理，发酵工艺设计，以及设备选型等内容。
3.2 现场演示通过现场演示，让学生了解设备的结构、工作原理、操作流程等，并注意安全操作，熟悉各种发酵设备的特点及优缺点，培养学生维护设备的基本技能，提高实践能力，增加学生实际操作的经验。
3.3 讨论交流通过讨论及交流，引导学生进行自主探究和思考，培养学生合作精神，使他们在互相合作、互相帮助、共同探索、共同解决问题的过程中，不断学习，提高自己的思考能力和创新意识。
3.4 实验操作实验环节是发酵工程与设备课程设计的重要组成部分。
通过实验操作，让学生练习发酵设备的操作、监测及控制技术，同时将前面所学到理论知识和实际操作紧密结合起来，使学生培养实际操作的能力，加深对发酵工程与设备的理解。
四、实验方案在本课程设计的实验部分，将通过以下几个方面来实现对学生的培养：4.1 实验目的让学生熟悉发酵计算和控制技术，实践运用各种发酵设备如发酵罐、摇瓶等，加深对微生物发酵过程的理解和应用。
4.2 实验材料1.液体培养基2.离心机3.稀释管4.发酵罐5.摇瓶6.发酵设备控制系统4.3 实验操作1.发酵罐操作实验在实验室中，选择一种微生物，用该微生物进行发酵实验，包括对发酵基质的处理、发酵罐的操作和监控、pH值、DO值的测定，最后得出发酵反应动力学参数。
《发酵工程》课程设计--年产90000吨啤酒的酵母泥深加工工艺
《发酵工程》课程设计说明书设计题目：年产90000吨啤酒的酵母泥深加工工艺姓名___ ___学院生物学院专业生物技术学号__指导教师2012年7月7日09级生物技术专业《发酵工程》课程设计任务书题目：年产90000吨啤酒的酵母泥深加工工艺设计基础数据1.生产规模：年产90000吨啤酒。
2.产品规格：国标酵母提取物。
3.生产方法：以啤酒酵母泥为原料，经过脱苦，自溶，机械破碎,，酶解，灭酶，分离，浓缩，干燥等过程。
4.原料：酵母泥(每生产100吨啤酒就可得到含水分80%的酵母泥1.5吨)。
5.酶用量：木瓜蛋白酶加入量为酵母量的0.02％。
6.细胞壁的破碎率可达97.9％。
7.酵母自溶温度40～60℃，自溶后升温到85℃灭酶10min。
8.全年生产天数：300天。
一、课程设计目的学生在掌握了基础理论，专业理论，专业知识的基础上，培养学生具备发酵工厂工艺、工程设计的能力；其基本目的是：1、培养学生利用所学知识，解决工程实际问题的能力。
2、培养学生掌握发酵工厂工艺流程和主要设备设计的方法及设计步骤。
3、达到对学生进行基本技能的训练，例如：计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、标准、图册和规范等）的能力。
二、设计内容：1．根据设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料及工艺参数，进行生产方法的选择与比较，工艺流程与工艺条件的确定和论证。
2.工艺计算：全厂的物料衡算；蒸汽、水用量的衡算。
3.生产设备选型计算：包括设备的选型，容量，数量及主要的外形尺寸。
三、设计要求：1.根据以上设计内容书写设计说明书(以《发酵工厂工艺设计概论》车间初步设计说明书的编写要求书写)。
2.完成一张图纸(1号图纸)酵母深加工(酵母精生产) 工艺流程图。
四、设计时间2011—2012学年第二学期：第21、22周，共计二周目录选题背景及方案简介 (1)工艺确定、工艺流程草图及说明 (1)1.工艺确定 (1)2.工艺流程草图 (2)3.工艺说明 (3)3.1离心分离1 (3)3.2离心分离2 (3)3.3自溶 (3)3.4离心分离3 (4)3.5浓缩 (4)3.6包装1 (4)3.7干燥 (4)3.8包装2 (4)3.9包装3 (4)工艺计算 (4)1.物料衡算 (4)1.1.加工前 (5)1.2.离心分离1 (5)1.3.稀释 (6)1.4.过滤 (6)1.5.离心分离2 (6)1.6.脱苦 (6)1.7.自溶 (7)1.8.离心分离3 (7)1.9.浓缩 (7)1.10.包装1 (8)1.11.干燥 (8)1.12.包装2 (8)1.13.包装3 (8)1.14.得率 (8)2.热量衡算 (9)2.1热量传递流程图 (9)2.2热量衡算 (10)设备选型 (19)1.储水罐 (19)2.啤酒罐 (20)3.脱苦罐 (21)4.自溶罐 (21)5.过滤器 (22)6.离心分离机 (23)7.泵 (23)8.浓缩器 (24)9.干燥机 (24)10.包装机1 (25)11.包装机2 (25)12.包装机3 (26)设计结果一览表 (27)设计评价 (30)心得体会 (31)参考文献 (32)选题背景及方案简介本方案是关于利用啤酒酵母泥生产酵母提取物（酵母膏）的工艺方法。
发酵工程第三版课程设计 (2)
发酵工程第三版课程设计简介发酵工程是以微生物为主体，利用微生物代谢活动进行物质转化和能量转换的一门交叉学科。
通过发酵工程的学习，能够了解微生物的基本生理特征、代谢途径和酶工程基础知识，掌握工业发酵技术的设计原理和实验技能，培养独立思考、分析和解决实际问题的能力。
本课程设计旨在让学生通过设计一个发酵工程的实验方案，深入了解发酵工程的原理和应用，同时提升其实验设计和数据分析能力。
课程目标1.熟悉发酵工程的基本原理和应用；2.掌握实验设计的基本方法和技能；3.能够解释和分析实验结果；4.培养独立思考和解决实际问题的能力。
课程内容理论讲解1.发酵原理；2.发酵工程的设计原则和方法；3.不同微生物发酵的特点。
实验设计1.实验方案设计；2.实验条件的设定；3.实验数据的处理与分析。
实验内容1.选择微生物和培养基；2.建立微生物发酵体系；3.检测基础代谢产物和酶的活性。
课程实践实验操作1.实验前的准备工作；2.实验操作规范；3.实验中的安全注意事项。
数据处理与分析1.数据统计分析；2.结果图表呈现；3.结果解释和讨论。
课程作业1.发酵工程实验报告撰写；2.实验结果讨论和分析。
教学方法采用理论教学与实践课程相结合的方式。
理论课程通过课堂讲解和激发讨论，使学生了解发酵工程的基本原理和应用；实验课程通过实验操作，让学生掌握实验设计和实验操作技能，解决实际问题。
此外，还将组织学生参加讨论和辩论活动，促进交流和思想碰撞，提高学生综合素质。
参考文献1.Blanch HW, Clark DS. Biochemical Engineering[M]. SecondEdition. New York: Marcel Dekker Inc, 2002.2.樊晓陆, 贾述华. 化工实验与设计[M]. 第二版. 化学工业出版社,2014.3.陶浩民. 发酵工艺学[M]. 化学工业出版社, 2004.总结本课程的设计旨在通过实验操作，让学生深入了解发酵工程的原理和应用，同时提升其实验设计和数据分析能力，培养独立思考和解决实际问题的能力，是一门结合理论与实践的挑战性课程。
某大学发酵工程与设备课程设计
某大学发酵工程与设备课程设计某大学发酵工程与设备课程设计引言发酵工程与设备是一门专业的学科，其对于各类生化制品的生产起着重要的作用。
在某大学中，该课程是一门必修课程，旨在让学生熟悉发酵工程的基本知识和学习发酵工程中所需使用到的设备，以培养学生的应用能力和创新思维。
课程设计目的本次课程设计旨在让学生掌握发酵工程的基本原理与设备使用技能，并且通过实际操作，学生能够结合工业现状对发酵工程进行改进、优化和创新设计。
课程设计内容本课程设计主要分为理论课和实验课两个部分。
其中，理论课主要涵盖以下内容：1. 发酵工程中的微生物学基础知识，如微生物的分类、生长、代谢等。
2. 发酵工程中所涉及的化学反应和基本反应机理。
3. 发酵工程中的发酵反应条件及其影响因素。
4. 发酵工程中的发酵工艺流程及设备使用原理。
5. 发酵工程中的消毒方式和操作规范。
实验课的内容分为两部分，其中第一部分是对发酵工艺的实验操作，以突出学生对工艺操作及其调试的掌握。
第二部分是让学生进一步探讨发酵工程的机理和方法，以及对现有工艺流程的优化和改进。
实验课的内容主要包括以下几个方面：1. 发酵菌种的培养及选优。
2. 发酵条件的掌握及调试，如温度、pH值、氮源、碳源、氧气浓度等。
3. 发酵产物的提取和分离纯化，以及相关的检测方法。
4. 对发酵工艺中存在的问题进行分析、研究和改进。
5. 探索发酵工程的应用范围，如利用发酵工程生产植物药物等。
实验课的设计让学生体验到发酵工艺的实际操作和掌握分析方法，以及理论知识与实践操作的相互促进。
同时，鼓励学生针对现有的问题进行探索和改进，提升了学生的创新思维和动手能力。
实践效果在课程设计的实践过程中，学生们充分理解了发酵工程的基本原理和设备使用技能。
并且通过实际操作，学生们不仅能够掌握工艺流程的调试和分析方法，更重要的是激发了学生的创新思维和动手能力。
部分学生不仅成功地对工艺流程进行了优化改进，也在后续的研究工作中有所应用。
发酵工程课程设计1
• 借用理工大学的发酵工程课件来对发酵设备进行 直观的认识
发酵罐
发酵的特点
• 发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物 化学反应，反应安全，要求条件也比较简单。
• 发酵所用的原料通常以淀粉、糖蜜或其他农副产 品为主，只要加入少量的有机和无机氮源就可进 行反应。
④.通过镜检来观察。 ⑤.通过划平板。
2.甘油保存菌种
常用最终浓度10%-30%的甘油.由于纯甘 油十分粘稠很难定量.
使用时按 50% 甘油:菌液 = 1:1 混合均 匀，然后迅速冻结。
如果是大肠杆菌保种，甘油终浓度为 15%.
3.无菌操作注意事项
实验进行前，无菌室及无菌操作台以紫 外灯照射30-60 分钟灭菌，以70 %酒精 擦拭无菌操作台面，并开启无菌操作台 风扇运转10分钟后，实验操作者要用 70%的酒精擦拭双手后，才开始实验操 作。实验完毕后，凡实验物品带出工作 台，以70 % 酒精擦拭无菌操作台面。
无菌操作工作区域应保持清洁及宽敞，必 要物品例如试管架、吸管吸取器或吸管盒 等可以暂时放置，其它实验用品用完应立 即移出以利于空气流通。实验用品以70% 酒精擦拭后才带入无菌操作台内。实验操 作应在台面之中央无菌区域，勿在边缘之 非无菌区域操作。
小心取用无菌实验物品，避免造成污染。 尽量不要将瓶盖盖口朝上放置桌面。
影响大肠杆菌高密度发酵的因素
• 培养基 • 溶氧浓度 • PH • 温度 • 代谢副产物
• 培养基
• 高密度发酵对基质中营养源的种类和含量比要求 较高，如碳源和氮源的比例偏小，会导致菌体生 长旺盛，造成菌体提前衰老自溶；比例偏大，则 菌体繁殖数量少，细胞代谢不平衡，不利于产物 积累。
高中生物发酵工程实验教案
高中生物发酵工程实验教案实验目的：1. 了解发酵工程的基本原理和应用。
2. 掌握发酵工程实验中的操作技能。
3. 熟悉实验室安全操作规范。
实验器材与试剂：1. 发酵罐2. 酵母菌培养基3. 酵母菌4. 厌氧罐5. 恒温槽6. 蒸馏水7. 酵母菌培养皿8. 培养皿针管9. 安全手套、护目镜实验步骤：1. 准备工作：洗手、穿戴实验室用具，准备好实验所需的器材和试剂。
2. 实验前操作：将酵母菌培养基均匀涂抹在培养皿上。
3. 发酵罐操作：将酵母菌埋在发酵罐里，放入恒温槽中，控制温度。
4. 培养皿操作：取一定量的酵母菌培养基，注入培养皿中，用培养皿针管均匀涂抹在培养皿上。
5. 结果观察：观察培养皿和发酵罐中酵母菌的生长情况，记录相关数据。
实验注意事项：1. 操作时注意个人安全，保持实验室清洁整洁。
2. 操作实验器材时要轻拿轻放，避免损坏。
3. 实验结束后，将实验器材清洁干净，妥善归还。
4. 发酵罐操作时要注意控制温度，避免温度过高或过低影响实验结果。
实验总结与讨论：1. 通过观察实验结果，分析酵母菌在不同条件下的生长情况。
2. 总结发酵工程实验中的关键操作技巧和注意事项。
3. 探讨发酵工程在生物工程领域中的应用及意义。
扩展实验：1. 可以尝试不同的酵母菌培养基，比较其对酵母菌生长的影响。
2. 可以调节发酵罐中的温度和湿度，观察其对酵母菌生长的影响。
3. 可以尝试使用其他微生物进行发酵实验，比较它们的生长情况。
以上为发酵工程实验的教案范本，教师可根据实际情况进行适当调整和完善。
发酵工程及设备教案
一、教案基本信息教案名称：发酵工程及设备教案课时安排：45分钟教学目标：1. 了解发酵工程的定义和基本概念。
2. 掌握发酵过程中常用的微生物和发酵设备。
3. 理解发酵工程在食品工业中的应用。
教学方法：1. 讲授：讲解发酵工程的定义、原理和应用。
2. 互动：引导学生思考发酵过程的微生物和设备的选择。
3. 案例分析：通过具体的食品发酵案例，让学生更好地理解发酵工程的应用。
教学准备：1. 发酵工程的PPT课件。
2. 相关的食品发酵案例资料。
二、教学过程1. 导入（5分钟）通过提问方式引导学生思考：什么是发酵？发酵在食品制作中有什么作用？2. 讲解发酵工程的定义（5分钟）讲解发酵工程的定义，包括发酵过程的基本原理和应用领域。
3. 介绍发酵过程中常用的微生物（10分钟）介绍发酵过程中常用的微生物，如酵母菌、乳酸菌等，并讲解它们在发酵过程中的作用。
讲解发酵设备的种类及作用，包括发酵罐、生物反应器等，并介绍它们在发酵过程中的应用。
5. 发酵工程在食品工业中的应用（10分钟）通过具体的食品发酵案例，讲解发酵工程在食品工业中的应用，如啤酒发酵、酸奶制作等。
6. 互动环节（5分钟）引导学生思考发酵过程的微生物和设备的选择，以及发酵工程在食品工业中的重要性。
7. 总结与作业布置（5分钟）总结本节课的重点内容，布置作业，要求学生复习发酵工程的定义、微生物和设备，并思考发酵工程在食品工业中的应用。
三、教学反思本节课通过讲解发酵工程的定义、微生物和设备，以及发酵工程在食品工业中的应用，使学生了解了发酵工程的基本概念和原理。
通过互动环节，引导学生思考发酵过程的微生物和设备的选择，提高了学生的参与度。
但在授课过程中，需要注意把握讲解的深度和广度，确保学生能够更好地理解和掌握发酵工程的知识。
四、作业布置1. 复习发酵工程的定义、微生物和设备。
2. 思考发酵工程在食品工业中的应用，并结合实际案例进行分析。
3. 预习下一节课的内容：发酵工程的实例及发展趋势。
发酵工程及设备课程设计
发酵工程及设备课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解发酵工程的定义、原理及应用领域；2. 掌握发酵过程中常见的微生物种类及其功能；3. 了解发酵设备的基本结构、工作原理和操作方法；4. 学习发酵过程中关键参数的检测与控制方法。
技能目标：1. 能够运用发酵工程原理设计简单的发酵实验方案；2. 学会正确操作发酵设备，进行发酵过程的控制与优化；3. 能够分析发酵过程中出现的问题，并提出解决方案；4. 培养学生的实验操作能力、观察能力及团队合作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对发酵工程的兴趣，激发他们探索生物技术领域的热情；2. 增强学生的环保意识，使他们认识到发酵技术在环境保护和资源利用方面的重要性；3. 培养学生严谨的科学态度和良好的实验习惯，提高他们的责任心和自律性；4. 通过发酵工程课程的学习，使学生认识到生物技术在实际生产中的应用价值，提高他们的实践能力。
本课程旨在帮助学生掌握发酵工程的基础知识，培养他们在发酵技术方面的实际操作能力，同时激发学生对生物技术领域的兴趣，培养他们的情感态度和价值观。
课程内容紧密联系课本，注重实践性与实用性，确保学生在学习过程中能够达到预期的学习成果。
二、教学内容1. 发酵工程基础理论- 发酵工程的定义、原理及分类；- 常见发酵微生物的种类、特性及应用；- 发酵过程中微生物生长、代谢与产物形成的关系。
2. 发酵设备与工艺- 发酵设备的基本结构、工作原理及选型；- 发酵过程中的参数检测与控制方法；- 发酵工艺的优化与放大。
3. 发酵实验设计与操作- 发酵实验方案的设计与实施；- 发酵设备操作方法与注意事项；- 发酵过程中异常现象的分析与处理。
4. 发酵工程应用案例- 生物制药领域的发酵技术应用；- 食品工业中的发酵技术实例；- 环境保护和生物能源方面的发酵工程案例。
教学内容根据课程目标进行选择和组织，注重科学性和系统性。
教学大纲明确教学内容的安排和进度，对应教材相关章节，确保教学内容与课本紧密关联。
发酵工程教案(打印)
发酵工程教案(打印)第一章：发酵工程的概述1.1 发酵工程的定义发酵工程的概念发酵工程的组成1.2 发酵工程的应用领域食品工业制药工业生物化工1.3 发酵工程的发展历程传统发酵技术现代发酵工程技术第二章：发酵过程的微生物学基础2.1 发酵微生物的分类与特性细菌真菌放线菌2.2 发酵微生物的培养与筛选培养基的选择与制备微生物的分离与纯化2.3 发酵微生物的代谢调控微生物的生长曲线微生物的代谢途径第三章：发酵设备的类型与选择3.1 发酵设备的类型大型发酵罐生物反应器膜分离设备3.2 发酵设备的选择原则生产规模产品特性经济效益3.3 发酵设备的运行与维护设备的启动与停止设备的清洗与消毒设备的故障处理第四章：发酵过程的控制与管理4.1 发酵过程的控制参数温度pH值溶氧量营养物质4.2 发酵过程的控制技术自动控制系统反馈控制系统计算机控制系统4.3 发酵过程的管理与优化生产计划的制定发酵条件的优化生产过程的质量控制第五章：发酵工程的案例分析5.1 乳酸菌发酵工程案例酸奶的生产泡菜的制作5.2 酵母菌发酵工程案例啤酒的生产葡萄酒的制作5.3 放线菌发酵工程案例抗生素的生产维生素的生产第六章：发酵工程的安全与环保6.1 发酵工程的安全问题微生物的危害生物安全措施发酵罐的安全操作6.2 发酵过程中的污染控制污染的来源污染的检测与控制清洁生产技术6.3 发酵工程的环保问题废水处理废气处理固体废弃物处理第七章：发酵工程的产业化应用7.1 发酵工程在食品工业的应用面包酵母的生产乳酸菌的产业化7.2 发酵工程在制药工业的应用抗生素的产业化维生素的产业化7.3 发酵工程在其他领域的应用生物燃料的生产生物材料的产业化第八章：发酵工程的研发与创新8.1 发酵工程的新技术发展重组DNA技术基因工程技术合成生物学技术8.2 发酵工程的新设备开发高通量筛选设备生物反应器的设计自动化控制系统8.3 发酵工程的产业化挑战与机遇产业化过程中的问题产业化发展的趋势产业化政策的分析第九章：发酵工程的实例分析与评价9.1 发酵工程案例分析某乳酸菌产品的生产某抗生素的生产9.2 发酵工程项目的评价技术与经济评价环境与社会影响评价风险评价9.3 发酵工程的发展前景与建议行业发展趋势技术创新方向政策与支持措施第十章：发酵工程的实验操作10.1 发酵实验的基本操作菌种的制备与保藏发酵液的制备发酵过程的监控10.2 发酵实验的设计与优化实验设计方法发酵条件的优化实验结果的分析10.3 发酵实验的操作技能培养实验操作的安全规范实验设备的操作与维护实验数据的准确记录与处理重点和难点解析重点环节一：发酵微生物的分类与特性重点掌握不同类型发酵微生物的分类、特点及应用领域。
发酵工程第二版课程设计
发酵工程第二版课程设计课程背景发酵工程是一门涉及生物学、化学、工程学等多学科知识的综合性学科，随着生物技术的飞速发展，发酵工程在医药、食品、化工等领域中的应用越来越广泛，因此受到了越来越多学生的关注。
本课程旨在通过教授发酵工程的相关基础知识和实践技能，培养学生的综合素质，提高其在发酵工程领域中的竞争力。
课程目标本课程旨在使学生：1.掌握发酵工程的基础概念和理论知识；2.熟悉发酵工程实验室常见的实验设备和仪器；3.能够进行发酵工程实验的设计、实验操作、数据处理和结果分析；4.培养学生的团队合作能力和创新意识。
课程大纲1.发酵工程的概述–发酵的定义、类型和应用领域–发酵过程中的微生物、介质和条件要素2.发酵过程的动力学–动力学方程和参数的计算–发酵反应速率和控制策略3.发酵实验的基本技能–实验设备和仪器的使用–发酵基质配方和菌株选择–发酵参数的调控和监测4.发酵实验的设计与分析–实验设计的基本原则和方法–实验数据的处理和分析5.发酵工程的创新与应用–发酵工程实践案例的介绍–前沿技术和研究进展的讲解课程教学方法本课程采用教师授课、学生讨论、小组实验等多种教学方法相结合，具体如下：1.教师授课：讲解发酵工程基本概念和理论知识；2.学生讨论：互相交流学习经验、讨论发酵实验设计和数据分析；3.小组实验：安排实验小组进行实验设计、操作和数据处理。
课程考核方式本课程的考核方式包括日常表现、实验报告和期末考试。
1.日常表现：学生在课堂上的表现和积极性，占总分10%；2.实验报告：学生参与小组实验并撰写实验报告，占总分30%；3.期末考试：包括理论知识和实验技能的考试，占总分60%。
课程参考书目1.《发酵工程原理与实践》（第二版），黄海莲，高等教育出版社，2015；2.《发酵工程导论》（第三版），洪慈庸，中国轻工业出版社，2018；3.《发酵工程实验技术手册》，刘大峰，科学出版社，2014。
以上是本课程的设计方案，欢迎各位同学积极参与学习，共同提高。
发酵工程教案(打印
发酵工程教案（打印）第一章：发酵工程的概述1.1 发酵的定义和意义1.2 发酵工程的起源和发展1.3 发酵工程的研究内容和应用领域第二章：发酵过程的基本原理2.1 微生物的生长与代谢2.2 发酵条件的控制2.3 发酵过程中的物质变化第三章：发酵设备及其设计3.1 发酵罐的设计与选择3.2 发酵过程的自动化控制3.3 发酵设备的清洗与消毒第四章：发酵条件的优化与控制4.1 发酵条件的优化方法4.2 发酵过程的监控与控制4.3 发酵过程中的问题与解决方法第五章：发酵工程的应用实例5.1 微生物肥料的生产与应用5.2 生物农药的发酵生产5.3 食品工业中的发酵应用第六章：发酵工程在药品生产中的应用6.1 抗生素的发酵生产6.2 维生素的发酵生产6.3 重组蛋白的发酵生产第七章：生物化工领域的发酵工程7.1 氨基酸的发酵生产7.2 有机酸的发酵生产7.3 生物酶的发酵生产第八章：发酵工程在环保领域的应用8.1 生物滤池技术8.2 生物脱硫技术8.3 生物降解技术第九章：发酵工程的产业化与发展9.1 发酵工程的产业化流程9.2 发酵工程的技术创新与挑战9.3 我国发酵工程产业的发展现状与趋势第十章：发酵工程的可持续发展10.1 发酵工程与资源利用10.2 发酵工程与环境保护10.3 发酵工程的循环经济模式第十一章：发酵工程在生物制药中的应用11.1 重组蛋白药物的发酵生产11.2 疫苗的发酵生产11.3 基因治疗的发酵工程应用第十二章：发酵工程技术在农业中的应用12.1 微生物肥料的发酵生产12.2 生物农药的发酵生产12.3 动物疫苗和生物兽药的发酵生产第十三章：发酵工程在生物能源中的应用13.1 燃料酒精的发酵生产13.2 生物柴油的发酵生产13.3 生物气体的发酵生产第十四章：发酵工程在生物材料中的应用14.1 发酵生产生物塑料14.2 发酵生产生物纤维14.3 发酵生产生物复合材料第十五章：发酵工程的案例分析与实践操作15.1 发酵工程案例分析15.2 发酵工程的实践操作技巧15.3 发酵工程的实验设计与数据分析重点和难点解析本文教案涵盖了发酵工程的概述、基本原理、设备设计、条件优化与控制、应用实例、药品生产、生物化工、环保领域应用、产业化发展、技术创新、可持续发展以及案例分析和实践操作等多个方面。
发酵工程教案高中生物
发酵工程教案高中生物适用年级：高中课时安排：共计10课时教学目标：1. 了解发酵工程的基本概念和原理；2. 掌握发酵工程的常见应用领域；3. 能够分析和解释发酵过程中的关键因素和影响因素；4. 能够设计并进行简单的发酵实验；5. 培养学生动手能力和实验能力。
教学内容：第一课：发酵工程的基本概念和原理- 发酵的定义和分类- 发酵工程的基本原理- 发酵与生产的关系第二课：常见的发酵工程实践- 食品工业中的发酵工程- 医药工业中的发酵工程- 生物质能源生产中的发酵工程第三课：发酵过程中的关键因素- 温度- pH值- 氧气浓度- 微生物菌种选择第四课：发酵工程中的影响因素- 搅拌速度- 营养物质供给- 发酵罐设计第五至八课：发酵实验设计与操作- 实验目的- 实验步骤- 数据处理与分析第九课：发酵工程的新技术- 基因工程在发酵工程中的应用- 无菌技术在发酵工程中的应用第十课：发酵工程综合实践- 小组合作进行发酵实验- 实验结果展示与讨论教学方法：1. 理论讲解：通过课堂教学讲解发酵工程的基本概念和原理；2. 实验操作：通过实验操作，让学生亲身体验发酵工程的过程；3. 讨论交流：组织学生进行小组讨论和交流，促进学生间的互动和合作；4. 实践应用：引导学生运用所学知识分析和解决实际问题。
评估方式：1. 课堂表现：包括主动参与、表达意见、解答问题等；2. 实验报告：对实验结果进行整理和分析，并撰写实验报告；3. 期末考核：以笔试形式进行期末考核，考查学生对发酵工程的理解和应用能力。
发酵工程大单元教学设计
发酵工程大单元教学设计
一、单元概述
发酵工程是生物工程的重要组成部分，涉及到微生物的分离、培养、发酵、提取和精制等多个环节。
本单元旨在通过系统的理论学习和实践操作，使学生掌握发酵工程的基本原理、技术和应用，为后续的课程学习和实际工作打下坚实的基础。
二、学习目标
掌握发酵工程的基本原理和技术；
了解发酵工程在工业生产和生活中的应用；
培养学生的实验操作能力、团队协作精神和创新意识。
三、教学内容与安排
发酵工程原理（4学时）
发酵的定义与分类
发酵微生物的种类与特点
发酵过程的基本组成与操作方式
发酵设备与操作（6学时）
发酵设备的类型与结构
发酵设备的操作与维护
发酵设备的安全与环保要求
发酵工艺优化（4学时）
发酵条件的控制与优化
菌种选育与改良技术
代谢产物的形成与调控
实际应用与案例分析（4学时）
工业发酵生产流程与技术要点
生物制药与酶制剂的生产与应用
食品发酵与酿造技术
实验与实践（6学时）
实验操作技能培训
发酵实验设计与实施
参观企业生产现场，了解实际操作流程
四、教学方法与要求
采用多媒体教学、案例分析、实验操作等多种教学方法；
加强实验教学与实践操作，培养学生的实际操作能力和创新思维；
注重课堂互动，鼓励学生提问和讨论，提高学生的学习积极性和主动性；
对学生的实验报告和课堂表现进行综合评价，建立完善的考核机制。
发酵工程课程设计正文
1概述1.1苹果酸简介苹果酸（Malic acid），由于分子中有一个不对称碳原子，有两种立体异构体。
大自然中，以三种形式存在，即D－苹果酸、L－苹果酸和其混合物DL－苹果酸。
苹果酸是一种较强的有机酸，又名羟基丁二酸，是一种白色或荧白色粉状、粒状或结晶状固体。
晶体中不含结晶水，DL-型熔点129℃，L-型熔点100℃，加热到180℃可以失水分解成富马酸或马来酸。
在通常条件下，苹果酸是稳定的，但其纯晶体稍有吸湿性，在高湿度条件下可能液化。
在相对湿度98％，25℃下放置6天，约增重50.4％. 苹果酸在催化剂存在下与醇可发生酯化反应。
以三氟化硼为催化剂与醇回流可形成单酯。
与多元醇、芳香多元羧酸作用，可形成树脂类产品，如醇酸聚酯树脂。
在氧化银存在下，苹果酸酯与卤代烷反应可以产生醚类，如乙氧基琥珀酸。
在醇溶液中，苹果酸酯与氨作用，可以生成苹果酸酰胺。
苹果酸在日常生活中有着重要的作用。
在食品应用行业，被生物界和营养界誉为“最理想的食品酸味剂”，目前在老年及儿童食品中正取代柠檬酸。
除此之外，苹果酸可作为保鲜剂、除腥脱臭剂、面试强化剂等。
在医药行业，L－苹果可以用于治疗肝病、贫血、免疫力低下、尿毒症、高血压、肝衰竭等多种疾病，并能减轻抗癌药物对正常细胞的毒害作用。
苹果酸主要用于食品和医药行业。
1.2苹果酸发酵机理L-苹果酸在生物体中普遍存在，它作为三羧酸循环的一员而参与细胞代谢。
在一般生物中它只参与循环而不会大量积累，否则会造成代谢流的阻塞。
要想积累苹果酸，必须要有补充4碳酸的途径。
理论上讲，补充4碳酸的途径有两条：乙醛酸循环和丙酮酸羧化支路。
三羧酸循环（tricarboxylicacidcycle acid cycle ，TCA cycle,TCA循环）是一个由一系列酶促反应构成的循环反应系统，在该反应过程中，首先由乙酰辅酶A与草酰乙酸缩合生成含有3个羧基的柠檬酸，经过4次脱氢，2次脱羧，生成四分子还原当量和2，重新生成草酰乙酸的这一循环反应过程成为三羧酸循环。
高中生物发酵工程概念教案
高中生物发酵工程概念教案
授课对象：高中生物课程
课时安排：1课时
教学目标：
1. 了解发酵工程的定义和基本原理；
2. 掌握发酵工程在生产中的应用；
3. 能够举例说明发酵工程对人类生活和工业生产的重要性。
教学内容：
1. 发酵工程的定义和基本原理；
2. 发酵工程在食品、药品和化工等行业的应用；
3. 发酵工程对人类生活和工业生产的影响。
教学步骤：
1. 导入（5分钟）：引导学生思考，什么是发酵工程？为什么发酵工程在生产中如此重要？
2. 讲解（20分钟）：介绍发酵工程的定义和基本原理，以及在食品、药品和化工等行业
的应用情况。
3. 分组讨论（15分钟）：让学生分组讨论发酵工程在各个行业中的具体应用，并就其重
要性展开讨论。
4. 总结（10分钟）：对本节课的内容进行总结，并强调发酵工程在人类生活和工业生产
中的重要性。
教学资源：
1. PowerPoint演示文稿；
2. 发酵工程相关的视频资料；
3. 分组讨论的问题提示卡。
评估方式：
1. 分组讨论的活动表现；
2. 课堂小测验，检验学生对于发酵工程概念的理解。
课后作业：
1. 阅读相关文献，进一步了解发酵工程的应用和发展趋势；
2. 思考并撰写一篇关于发酵工程的作文，表达对其重要性的看法。
教学反思：
1. 在教学过程中，要注重引导学生思考和提问，激发他们的学习兴趣和求知欲；
2. 通过实例和案例分析，让学生更好地理解发酵工程在生产中的具体应用和价值。
发酵工程课程设计wolf
第一章绪论1.1发酵工程课程设计的目的、要求和内容发酵工程课程是由发酵工程理论、发酵工程实验以及发酵工程课程设计三个教学环节组成，该课程是普通高等学校生物工程及相关专业的专业课。
发酵工程课程设计是学生学过基础课程及发酵工程理论与实验后，进一步学习发酵工程设计的基础知识，培养设计能力的重要教学环节。
通过该环节的实践，可使学生初步掌握发酵工程单元操作设计的基本程序与方法，得到设计能力的基本锻炼。
发酵工程课程设计是以实际训练为主的课程，设计前，学生应在认识实习及生产实习中到工厂了解设备结构，收集设计数据，而后在老师指导下完成一定的设备设计任务，以达到培养设计能力的目的。
1.1.1设计能力1. 决策能力能正确评价各类发酵装置或设备的优缺点，进行方案比较，从而选择合理的操作条件、设备型号和工艺流程等。
2. 计算能力能正确获取实际操作数据和文献数据，会运用手册、规范和基础理论，正确进行发酵工艺计算，并且掌握典型发酵设备的设计计算方法。
能运用计算机进行上述计算。
3. 结构设计与绘图能力能根据生产实际与文献资料，4设计合理的设备结构，并运用机械制图技能，使用计算机绘制出合乎工程要求的发酵设备图纸。
1.1.2发酵工程课程设计的基本内容发酵设计概论包括设计内容和步骤，设计项目和技术经济评价基础知识。
发酵单元设备设计⑴方案设计（流程设计、设备型号评比与选择，操作条件确定等）；⑵物料衡算与热量衡算；⑶主要设备工艺计算；⑷辅助设备的选择；⑸主要设备结构设计与核算；⑹其他（选作研究提高课题）。
制图包括工艺流程图、主要设备图。
编写设计说明书，为培养学生运用计算机的能力。
1.1.3发酵工程课程设计的设计任务要求发酵工程课程设计的设计任务要求每一学生作设计说明书一份、图纸两张。
各部分的具体要求如下：设计说明书内容与顺序⑴标题页：用粗体字写明设计题目；⑵设计任务书；⑶说明书目录；⑷绪论：设计任务的意义，设计方案简介，设计结果简述；⑸装置工艺流程图及其说明；⑹装置的工艺计算：物料与热量衡算，主要设备尺寸计算；⑺辅助设备的选择：机泵规格，换热器类型与换热面积等；⑻设计结果一览表；⑼结束语：对本设计的总结、收获、改进和建议等；⑽文献一览表；⑾附图（带控制点的工艺流程图、主要设备图）；⑿主要符号说明。
某大学发酵工程与设备课程设计
某大学发酵工程与设备课程设计一、引言发酵工程与设备课程设计旨在培养学生对发酵工程与设备的理论和实践能力。
通过该课程的学习，学生将了解发酵工程的基本原理、发酵过程的控制与调节以及常见的发酵设备。
课程设计是该课程的实践环节，旨在让学生通过真实的项目实践，巩固和应用所学的理论知识。
二、课程设计目标本课程设计的目标是培养学生以下能力： 1. 掌握发酵工程的基本知识和原理；2. 理解发酵过程的控制与调节； 3. 能够独立进行发酵工艺的设计和优化； 4. 熟悉常见的发酵设备的结构和使用方法； 5. 具备解决实际发酵工程问题的能力。
三、课程设计内容本课程设计的内容包括以下几个方面： 1. 发酵工艺设计：学生将通过案例分析和实验操作，学习发酵工艺设计的基本方法和流程。
他们将学习如何选择适当的发酵菌种、培养基配方、发酵条件等，并进行相关参数的计算和优化。
2. 发酵设备选择与使用：学生将了解常见的发酵设备的结构和工作原理，学会正确使用和维护发酵设备。
同时，他们还将学习如何根据不同的发酵工艺要求，选择适合的发酵设备。
3. 发酵过程控制与调节：学生将学习如何监测和控制发酵过程中的关键参数，如温度、pH值、溶氧量等。
他们将掌握调控发酵过程的方法和技术，并学会解决发酵过程中出现的常见问题。
4. 发酵工程实践：学生将分组进行发酵工程实践项目，通过亲身参与真实的项目实施，锻炼分析问题、解决问题和团队合作的能力。
他们将运用所学的理论知识，完成课程设计任务并撰写相关报告。
5. 课程总结与评估：学生将根据所完成的课程设计项目，撰写课程总结报告，并进行口头展示。
教师将对学生的课程设计报告进行评估，并提供针对性的反馈和建议。
四、课程设计要求1.学生需要按照实验室相关规定，遵守实验室安全和操作规范；2.学生需要独立思考和分析问题，并尽力解决实践项目中出现的各种问题；3.学生需要积极参与团队合作，并在团队中扮演积极的角色；4.学生需要按时完成课程设计报告，报告内容需要完整、准确、清晰；5.学生需要准备并进行相关课程设计项目的口头展示，能够清晰、流畅地表达自己的观点和思路。
发酵工程第三版课程设计
发酵工程第三版课程设计一、课程背景和目的发酵技术是现代生物技术中非常重要的一个领域，其广泛应用于食品、医药、化工、环保等多个方面，成为维持人类文明发展的一个重要支柱。
为了满足发酵工程专业学生的需求，本课程设计以《发酵工程》第三版为依据，设计一套包含分类学、发酵生理学、发酵工艺学、产品微生物学、发酵工艺综合实验等多个方面的教学任务，从而帮助学生在发酵工程方面获得更深入的学习和实践经验。
二、课程设置1. 课程目标本课程的目标主要是培养学生的实际能力和综合素质。
具体目标为：•掌握发酵工程在食品、医药、化工、环保等领域中的应用；•熟悉基本发酵生理学、发酵工艺学概念，了解发酵过程，掌握发酵工艺和装置设计；•掌握微生物在发酵生产中的作用，发酵传感技术、低调节发酵等发展趋势；•具备语言表达和科学论文写作的能力，提升综合素质。
2. 课程内容和教学方式本课程涵盖了以下模块：•发酵微生物分类和筛选：主要介绍细菌、酵母、真菌及大肠杆菌等微生物的分类和筛选，以及微生物在发酵生产中的应用。
•基本发酵生理学：介绍微生物细胞和代谢的基本知识，讲解酸碱稳定性、营养要求和菌群互作等方面的知识。
•发酵工艺学：涵盖了不同类型的发酵工艺，包括常态发酵、离子运输发酵、液体表面发酵等。
同时，介绍了发酵罐的设计和构造、发酵动力学研究、发酵实时控制技术等。
•产品微生物学：介绍了工业生产中常见的微生物发酵产品的制造过程，包括酸奶、酵母、纤维素、酱油、发酵饮料等领域。
•发酵工艺综合实验：包括发酵罐、酸奶制作、酵母生长动力学测定、纤维素发酵产酶等多个子项目，通过实践提升学生的理论水平和实际操作能力。
本课程的教学方式主要为讲授和实践相结合。
讲授环节重点讲解概念和理论知识，实践环节主要进行实验操作，让学生掌握具体的操作技能和实验设计能力。
3. 课程评估体系和考试方式本课程采用综合成绩评估的方式，即理论考试占40%、实验报告占30%、文献阅读及论文写作占30%。
发酵工程应用的教学设计
发酵工程应用的教学设计一、引言发酵工程是一门涉及微生物、生物化学和工程学等学科的交叉学科，主要研究微生物在不同条件下的生长和代谢过程以及其对工业生产的应用。
在各种工业领域，如食品、制药、生物燃料等，发酵工程都扮演着至关重要的角色。
因此，发酵工程在高等教育中的教学设计显得尤为重要。
二、教学目标1. 理解发酵工程的基本原理和应用领域。
2. 掌握发酵微生物的培养及其生物合成过程。
3. 学会设计和优化发酵过程。
4. 提高学生的实验技能和数据分析能力。
5. 培养学生的团队合作能力和创新意识。
三、教学内容和教学方法1. 发酵工程基础知识的讲授：教学内容包括发酵工程的概念、发酵微生物、发酵过程的基本原理和调控等。
教学方法可以采用课堂讲授、板书、多媒体演示等方式，重点突出理论知识的系统性和逻辑性。
2. 发酵微生物培养的实验教学：学生通过实验，了解发酵微生物的选择和培养方法。
实验内容可以包括微生物纯培养、培养基的配制和无菌操作等。
教学方法可以采用小组合作实验、示范实验和学生自主探究等方式，重点培养学生的实验技能和问题解决能力。
3. 发酵过程设计与优化的案例分析：学生通过分析实际发酵工程中的案例，了解发酵过程设计与优化的思路和方法。
教学内容可以包括发酵过程中的物质平衡和能量平衡、发酵控制策略以及传质与传热等。
教学方法可以采用案例讨论、小组研讨和报告演讲等方式，培养学生的团队合作能力和解决实际问题的能力。
4. 实践教学与工程训练：学生通过实践教学和工程训练，亲身参与发酵工程的实际操作和项目设计。
教学内容可以包括发酵罐的操作、产物提取和分离、质量控制等。
教学方法可以采用实验室实训、工厂实习和项目实践等方式，使学生更好地了解发酵工程的实际应用和操作流程。
四、教学评价与考核1. 平时表现评价：包括课堂参与和讨论、实验技能展示、小组合作等方面的评价。
2. 期中、期末考核：包括笔试、实验报告、设计论文等方面的考核。
3. 综合评价：根据学生的平时表现、期中、期末考核等综合评价学生的学习成果。
发酵工程课程设计
发酵工程课程设计课程介绍发酵工程学是在微生物发酵过程中，运用化学、生物、物理等多种科学的一个交叉领域。
发酵工程旨在通过人工调节各种发酵条件，使得菌种进行正常生长和繁殖，维持并增强酵素系统的活力，使菌体产生所需的代谢产物。
因此，本课程将重点介绍发酵工程原理、菌种选型、优化发酵条件以及代谢工程的设计方法。
项目背景生产工艺中使用的许多常见的化学原料都可以通过发酵催化来替代，具有更加环保和可持续的优点。
因此，本项目将探索如何利用微生物发酵生产生物能源原料甲酸，并通过优化生产工艺，降低成本提高效率。
项目目标1.掌握发酵生物学的基本理论和相关知识，尤其是涉及甲酸发酵的微生物菌株的生理生化特性、优选条件等；2.熟悉甲酸生产的传统工艺和现代化新技术；3.掌握代谢工程的基本原理和方法；4.能够运用所学知识，设计实际的甲酸发酵生产过程，并加以优化；5.通过实践操作，培养观察能力和实际操作技能。
实验流程1.菌株的筛选与优选–选择适合甲酸发酵的微生物菌株，如甲酸菌、醋酸菌等；–通过平板菌株筛选和消毒培养探究出最适合甲酸生产的微生物菌株；–根据菌株生理生化特性和微生态环境条件，筛选最优菌株。
2.发酵反应条件的优化–确定最适合微生物生长繁殖的pH值、温度、氧气、营养物质等发酵条件；–对不同菌种需要的条件进行对比实验研究，探究不同条件的影响；–通过对比不同的发酵条件，找到合适的条件来提高发酵效率。
3.代谢工程的设计与优化–研究菌株产生甲酸的代谢途径，考虑如何引入外源代谢途径可以提高得到甲酸的产率；–探究并应用代谢工程技术优化甲酸发酵生产过程的生产效率，在保证品质的基础上探究提高产率的方法。
项目成果1.实验数据分析报告：–包括生成菌株的生长曲线、生理生化指标、方案实施、微生生态环境下的基础条件寻找及优选等分析；–对甲酸发酵条件的优化方案、代谢工程设计方案进行数据分析和解释；–结合分析数据，优化生产工艺，以期达到更好的乙酸生产效果。
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发酵工程课程设计设计说明书45M 3机械搅拌通风发酵罐的设计起止日期： 2013 年 12 月 30 日 至 2014 年 1 月 5 日包装与材料工程学院2013年12 月 31日目录学生姓名 金辉 班级 生物技术111班学号 成绩指导教师(签字)第一章前言发酵罐，指工业上用来进行微生物发酵的装置。
其主体一般为用不锈钢板制成的主式圆筒，其容积在1m3至数百m3。
在设计和加工中应注意结构严密，合理。
能耐受蒸汽灭菌、有一定操作弹性、内部附件尽量减少（避免死角）、物料与能量传递性能强，并可进行一定调节以便于清洗、减少污染，适合于多种产品的生产以及减少能量消耗。
用于厌气发酵(如生产酒精、溶剂)的发酵罐结构可以较简单。
用于好气发酵(如生产抗生素、氨基酸、有机酸、维生素等)的发酵罐因需向罐中连续通入大量无菌空气，并为考虑通入空气的利用率，故在发酵罐结构上较为复杂，常用的有机械搅拌式发酵罐、鼓泡式发酵罐和气升式发酵罐。
乳制品、酒类发酵过程是一个无菌、无污染的过程，发酵罐采用了无菌系统，避免和防止了空气中微生物的污染，大大延长了产品的保质期和产品的纯正，罐体上特别设计安装了无菌呼吸气孔或无菌正压发酵系统。
罐体上设有米洛板或迷宫式夹套，可通入加热或冷却介质来进行循环加热或冷却。
发酵罐的容量由300-15000L多种不同规格。
发酵罐按使用范围可分为实验室小型发酵罐、中试生产发酵罐、大型发酵罐等。
发酵罐广泛应用于乳制品、饮料、生物工程、制药、精细化工等行业，罐体设有夹层、保温层、可加热、冷却、保温。
罐体与上下填充头（或雏形）均采用旋压R角加工，罐内壁经镜面抛光处理，无卫生死角，而全封闭设计确保物料始终处一无污染的状态下混合、发酵，设备配备空气呼吸孔，CIP清洗喷头，人孔等装置。
发酵罐的分类:按照发酵罐的设备,分为机械搅拌通风的和非机械搅拌通风发酵罐；按照微生物的生长代谢需要,分为好气型发酵罐和厌气型发酵灌。
发酵罐是一种对物料进行机械搅拌与发酵的设备。
该设备采用内循环方式，用搅拌桨分散和打碎气泡，它溶氧速率高,混合效果好。
罐体采用SUS304或316L进口不锈钢，罐内配有自动喷淋清洗机头，确保生产过程符合GMP要求。
第二章设计方案我设计的是一台45M3的机械通风搅拌发酵罐，发酵生产谷氨酸。
L-谷氨酸是生物机体内按代谢的基本氨基酸之一，也是连接糖代谢与氨基酸代谢的枢纽之一，在代谢上具有比较重要的意义。
L-谷氨酸单钠盐，俗称味精，具有强烈的鲜味，是一种十分重要的调味品，广泛应用于烹调和食品加工。
前国内各谷氨酸厂所使用谷氨酸产生菌主要有天津短杆菌(Brevibacteriaceae Tianjianense)T6-13及其诱变株FM8209、FM-415、CMTC6282、TG863、TG866、S9114、D85等菌株；钝齿棒杆菌(Corynebacterrum crenatum)ASl 542及其诱变株B9、B9-36、F-263等菌株；北京棒杆菌(Corynebacterium Pekinense)ASl299及其诱变株7338、Dll0、WTH-1等菌株。
现在多数厂家生产上常用的菌株是T6-13、FM-415、S9114、CMTC6282等。
综合温度、PH等因素选择菌株，该菌种最适发酵温度为32-37，pH为。
主要生产工艺过程为如下：原料液的处理与培养基配制；种子制备与扩大培养；发酵；谷氨酸提取与精制。
其具体过程如图1:味精生产总工艺流程图发酵罐主要有罐体，搅拌器，挡板，消泡器，联轴器及轴承，变速装置，空气分布装置，轴封，换热装置等，但此次采用是用于工业发酵的大型发酵罐，为此会去掉挡板，而且会有冷却用的蛇形管。
对于工业生产用的发酵罐体积，我们要进行合理准确的计算；同时对于发酵罐的制作材料也要注意；要控制发酵罐的温度要特别注意，应为了使谷氨酸产生菌的速度最大，我们要保持合适的温度，使发酵罐的温度不至于过高而影响发酵液的温度，为此我们对于蛇形冷却管的冷却面积需要进行合理计算等。
此次的发酵罐的设计不仅包括发酵管的参数等，而且还有发酵条件的控制，以及发酵罐罐体的设计，运用电脑制图，结合了机械工程制图和电脑CAD制图，电脑设计图位于附录。
表发酵罐主要设计条件项目及代号参数及结果备注发酵菌种TG866 根据参考文献[6]选取工作压力由任务书确定设计压力由任务书确定发酵温度（工作温度）32℃根据任务书选取设计温度120℃由工艺条件确定冷却方式培养基蛇管冷却玉米浆、糖蜜等由工艺条件确定由参考文献[6]确定发酵液密度1080kg/m3 由工艺条件确定发酵液黏度×m2 由工艺条件确定为了使微生物发挥最大的生产效率，发酵罐必须满足几个要求：（1）发酵罐应有适宜的径高比。
罐身较长，氧的利用率较高。
（2）发酵罐应能承受一定的压力，因为发酵罐在灭菌和正常工作时要承受一定的压力（气压和液压）和温度。
（3）发酵罐的搅拌通风装置能使气液充分混合，实现传质传热作用，保证微生物发酵过程中所需要的溶解氧。
（4）发酵罐内应尽量减少死角，避免藏污纳垢，保证灭菌彻底，防止染菌。
（5）发酵罐应具有足够的冷却面积。
（6）搅拌器的轴封要严密，以减少泄露。
第三章谷氨酸的发酵工艺谷氨酸的发酵工艺流程图：图3-1谷氨酸发酵工艺流程图谷氨酸的生产原料及处理【7】绝大多数的谷氨酸生产菌都不能直接利用淀粉，因此，以淀粉为原料进行谷氨酸生产时，必须将淀粉质原料水解成葡萄糖后才能供使用。
可用来制成淀粉水解糖的原料很多，主要有薯类、玉米、小麦、大米等，我国主要以甘薯淀粉或大米制备水解糖。
淀粉水解的方法有三种，简单选取两种进行介绍：1、酸水解法的工艺流程水和盐酸+淀粉→蒸汽+调浆→糖化→冷却→中和、脱色→过滤→糖液（1）调浆：原料淀粉加水调成10—11°Be′的淀粉乳，用盐酸调左右，盐酸用量(以纯盐酸计)约为干淀粉的％～％。
（2）糖化：粉浆密度～、、蒸汽压力～ MPa、糖化时间15～25 min。
在以上条件下进行即可将淀粉转化为还原糖。
（3）中和脱色：淀粉水解完毕，酸解液pH仅为1．5左右，需用碱中和后才能用于发酵。
中和的终点pH一般控制在～左右，以便使蛋白质等胶体物质沉淀析出。
酸解液中尚存在着一些色素和杂质需通过脱色除去。
脱色可采用活性炭吸附，活性炭是经过特殊处理的木炭，为黑色无定形粉末，不溶于任何溶剂，质松多孔，表面积很大，具有很大的吸附能力。
它将具有脱色与助滤两方面作用。
（4）过滤：经脱色后的糖液，温度仍在60℃以上，应及时用压缩空气或泵送到板框压滤机或叶滤机过滤，活性炭可兼做助滤剂使用。
过滤温度一般在60～70℃之间。
2、酶水解法先用α-淀粉酶将淀粉水解成糊精和低聚糖，然后再用糖化酶将糊精和低聚糖进一步水解成葡萄糖的方法，称为酶解法。
谷氨酸菌能够在菌体外大量积累谷氨酸，是由于菌体的代谢调节处于异常状态，只有具有特异性生理特征的菌体才能大量积累谷氨酸。
这样的菌体对环境条件是敏感的。
也就是说，谷氨酸发酵是建立在容易变动的代谢平衡上的，是受多种发酵条件支配的。
因此，控制最适的环境条件是提高发酵产率的重要条件。
在谷氨酸发酵中，应根据菌种特性，控制好生物素、磷、NH4+、pH、氧传递率、排气中二氧化碳和氧含量、氧化还原电位以及温度等，从而控制好菌体增殖与产物形成、能量代谢与产物合成、副产物与主产物的合成关系，使产物最大限度地利用糖合成主产物。
谷氨酸发酵工艺技术参数表主要工艺技术参数谷氨酸发酵环境控制（1）温度：谷氨酸发酵前期应采取菌体生长最适温度为30～32℃。
对数生长期维持温度30-32℃。
谷氨酸合成的最适温度为34～37℃。
催化谷氨酸合成的谷氨酸脱氢酶的最适温度在32-36°C左右，在发酵中、后期需要维持最适的产酸温度，以利谷氨酸合成。
（2）溶解氧：一般控制为，长菌期低风量，产酸期高风量，发酵成熟期又转为低风量。
菌体生长期通风量可比谷氨酸形成期低～ m3/,且要视OD值的增长情况灵活控制风量。
（3）pH：谷氨酸生产菌的最适pH一般是中型或微碱性～条件下累计谷氨酸，发酵前期的pH值以左右为宜，中后期以左右对提高谷氨酸产量有利。
（4）通风量：谷氨酸生产菌是兼性好氧菌，有氧、无氧的条件下都能生长，只是代谢产物不同。
谷氨酸发酵过程中，通风必须适度，过大菌体生长慢，过小产物由谷氨酸变为乳酸。
应在长菌期间低风量，产酸期间高风量，发酵成熟期低风量。
其中，谷氨酸发酵罐现均采用气一液分散较理想的圆盘涡轮式多层叶轮搅拌器。
（5）泡沫：谷氨酸发酵时好气性发酵，因通风和搅拌和菌体代谢产生的CO2，使培养液产生泡沫是正常的，但泡沫过多不仅使氧在发酵液中的扩散受阻，影响菌体的呼吸代谢，也会影响正常代谢以及染菌。
因此，要控制好泡沫是关键。
消泡方法有机械消泡（靶式、离心式、刮板式、蝶式消泡器）和化学消泡（天然油脂、聚酯类、醇类、硅酮等化学消泡剂）两种方法。
（6）染菌的防治和染菌后的处理方法：谷氨酸生产菌对杂菌及噬菌体的抵抗力差。
一旦染菌，就会造成减产或无产现象的发生，预示着谷氨酸发酵生产的失败，这使厂家造成不同程度的损失。
所以预防及挽救很重要的。
常见杂菌有芽孢杆菌、阴性杆菌、葡萄球菌和霉菌。
针对芽孢杆菌，打料时，检查板式换热器和维持管压力是否高出正常水平。
如果堵塞，容易造成灭菌不透。
板式换热器要及时清洗或拆换。
维持罐要打开检查管路是否有泄漏或短路。
阀门和法兰是否损坏。
针对阴性杆菌，对照放罐体积，看是否异常。
如果高于正常体积，可能是排灌泄漏，对接触冷却水的管路和阀门等处进行检查。
针对葡萄球菌，流加糖罐和空气过滤器要进行无菌检查，如果染菌要统一杀菌处理。
针对霉菌，加大对环境消毒力度，对环境死角进行清理[5]。
噬菌体不耐高温，一般升温至8O℃噬菌体就会死亡。
在发酵2h-10h污染噬菌体，判断正确后，把发酵液加热至45°C10min把谷氨酸菌杀灭。
[6]在发酵10h～14h污染噬菌体，仍是把发酵加热至45℃10min，压出发酵罐，进行分罐处理，一般可分成两罐来处理。
发酵18h后出现OD下跌，此时残糖在3％左右，出现耗糖缓慢或停止。
镜检没有发现菌体碎片，可能是溶源菌或发酵前期出现高温现象，造成菌体自溶。
处理方法补入4u-5u单位纯生物素，压入相对同期的发酵液10％的量，继续发酵。
发酵结果比同期发酵结果略差[7]。
第四章发酵罐设计及谷氨酸发酵基本参数发酵罐的型式机械搅拌通风发酵罐①高径比：H/D=～②搅拌器：六弯叶涡轮搅拌器,Di:di:L:B=20:15:5:4③搅拌器直径：Di=D/3④搅拌器间距：S=2Di⑤最下一组搅拌器与罐底的距离：C=（）Di⑥挡板宽度：B=，当采用列管式冷却时，可用列管冷却代替挡板。
发酵罐的用途用于谷氨酸发酵生产的45M3机械搅拌通风发酵罐。