发酵工程课程设计
《发酵工程》课程设计任务书
《发酵工程》课程设计任务书设计题目：240000吨/年啤酒工厂设计基础数据：生产规模：240,000吨/年生产规格：12度淡色啤酒生产天数：320天/年原料配比：麦芽：大米=80:35原料利用率：96%麦芽水分：7% 大米水分：14%无水麦芽浸出率：80% 无水大米浸出率：90%啤酒损失率：(对麦芽汁) 冷却损失：6%发酵损失：2% 过滤损失：2%装瓶损失：2% 总损失：12%糖化次数：生产旺季（160天）9次/天生产淡季（160天）9次/天菌种；主酵6天，发酵周期为14天一课程设计目的学生在掌握基础理论，专业理论，专业知识的基础上，培养学生具体发酵共场公艺，工程设计的能力，其基本目的是：1.对学生书本上学习到的知识进行巩固，培养学生利用所学知识解决实际为的能力。
2.培养学生进行发酵工程工业设计及主要设备设计的方法和设计步骤3.对学生的进行基本技能的训练和巩固，例如作图设计，计算数据等等。
二设计内容1根据设计任务查阅有关文献，收集必要的技术资料与工艺数据，进行生产方法的选择比较，生产工艺流程与工艺条件的确定与论2工艺计算：发酵车间的物料衡算；糖化或发酵车间的热量蘅算（蒸汽耗量的计算)；无菌空气耗量的计算。
3糖化或发酵车间生产设备的选型计算(包括设备的容量、数量、主要外形尺寸)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.完成图纸一张(一号图纸)，糖化或发酵车间工艺流程图四设计时间2014-2015学年秋季学期，共两周附录：设计说明书格式及要求一、封面；二、设计任务书；三、目录；四、设计方案简介；五、工艺确定、工艺流程草图及说明（论证）；六、工艺计算：1．全厂物料衡算；2．糖化车间的热量衡算（即蒸汽量的计算）；3．发酵车间耗冷量的计算。
七、发酵罐的设备和糖化车间、发酵车间其他设备选型及说明：1．糖化\发酵主要罐体尺寸计算和设计；2. 其他设备生产能力的计算和选型。
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。
酒精发酵工程课程设计
酒精发酵工程课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解酒精发酵的基本原理，掌握发酵过程中微生物的作用及影响；2. 学生能掌握酒精发酵的主要设备、操作流程及控制参数；3. 学生能了解酒精发酵在生产生活中的应用及其对环境保护的意义。
技能目标：1. 学生能够独立进行酒精发酵实验，熟练操作发酵设备，并能解决实验过程中出现的问题；2. 学生能够通过观察、分析实验数据，合理调整发酵条件，提高酒精产量；3. 学生能够运用所学知识，设计简单的酒精发酵生产方案。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对生物技术的兴趣和热情，增强对科学研究的信心和责任感；2. 学生树立环保意识，认识到生物技术在资源利用和环境保护方面的重要性；3. 学生在团队协作中学会相互尊重、沟通与交流，培养合作精神和集体荣誉感。
分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程以实验和实践为主，结合理论教学，注重培养学生的动手操作能力和科学思维。
课程目标具体、可衡量，旨在帮助学生掌握酒精发酵的核心知识，提高实践技能，同时激发学生对生物技术的兴趣，培养其环保意识和团队协作精神。
通过本课程的学习，使学生能够更好地适应未来生物技术领域的发展需求。
二、教学内容1. 酒精发酵基本原理：微生物代谢、酵母菌的作用、发酵过程中物质的转化；教材章节：第二章 发酵工程基础2. 酒精发酵设备与操作：发酵罐的结构与功能、控制系统、操作流程；教材章节：第三章 发酵设备与控制3. 酒精发酵实验：实验目的、原理、方法、步骤、数据处理；教材章节：第四章 发酵实验技术4. 发酵条件优化：影响酒精发酵的因素、实验设计、结果分析；教材章节：第五章 发酵条件优化5. 酒精发酵在生产生活中的应用：酒精制品的种类、生产工艺、环保意义；教材章节：第六章 发酵工程应用6. 生物技术在环保中的应用：废物资源化、生物能源、减少污染；教材章节：第七章 生物技术与环境保护教学内容安排和进度：第一周：酒精发酵基本原理；第二周：酒精发酵设备与操作；第三周：酒精发酵实验（1）；第四周：酒精发酵实验（2）及数据处理；第五周：发酵条件优化；第六周：酒精发酵在生产生活中的应用；第七周：生物技术在环保中的应用。
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》教学设计
《发酵工程》教学设计《发酵工程》教学设计内容：第九章第一节氧的供需及对发酵的影响第九章第二节发酵过程的pH控制一教学目标：1、了解微生物对氧的需求并掌握其中的基本概念。
2、掌握反应器氧的传递方程，及其参数的测定。
3、深入理解Kla的意义，了解反应器放大的基本概念。
4、掌握发酵过程中溶氧浓度的调节方法，并认识监控溶氧浓度的意义。
5、发酵过程pH变化的原因是：基质代谢、产物形成、生理酸碱性物质的代谢。
6 、pH影响发酵的机理。
7、发酵过程pH控制包括静态控制和动态控制。
静态控制就是确定最适pH条件，动态控制就是对过程的pH变化进行调控。
8、发酵过程调节pH的方法，原则是：在调节pH与补料没有矛盾的情况下用补料调节pH，否则用酸碱调节。
二教学重点和难点1、教学重点：了解微生物对氧的需求并掌握一些基本概念；掌握发酵过程中溶氧浓度的调节方法；了解发酵过程pH变化的原因及pH对发酵的影响；掌握发酵过程中调控pH的方法。
2、教学难点：理解Kla的意义及反应器中氧的传递及平衡；掌握发酵过程中调控pH的方法。
三课时安排：3课时四教学方法：讲授法五教学内容1氧的供需及对发酵的影响溶氧(DO)是需氧微生物生长所必需。
在发酵过程中有多方面的限制因素，而溶氧往往最易成为控制因素。
28℃时氧在发酵液中的100％的空气饱和浓度只有0.25 mmol.L-1左右，比糖的溶解度小7000倍。
在对数生长期即使发酵液中的溶氧能达到100％空气饱和度，若此时中止供氧，发酵液中溶氧可在几分钟之内便耗竭，使溶氧成为限制因素。
1.1微生物对氧的需求1.1.1描述微生物需氧的物理量1.1.1.1比耗氧速度或呼吸强度（QO2）：单位时间内单位质量的细胞所消耗的氧气，mmol O2·g菌-1·h-11.1.1.2摄氧率(r)：单位时间内单位体积的发酵液所需要的氧量。
mmol O2·L-1·h-1 。
r= QO2 .X1.1.2溶解氧浓度对菌体生长和产物形成的影响1.1.2.1临界溶氧浓度(C Cr)：指不影响呼吸所允许的最低溶氧浓度。
发酵工程课程设计1
1、课程设计的内容(1)、通过查阅机械搅拌通风发酵罐或厌氧发酵罐的有关资料，熟悉基本工作原理和特点。
(2)、进行工艺计算(3)、主要设备工作部件尺寸的设计(4)、撰写课程设计说明书2、课程设计的要求与数据（ 1）酒精发酵罐设计年产 2 万吨 95%食用酒精发酵罐设计高径比为 2.5 ，地点为安徽省合肥市，蛇管冷却，初始水温18℃，出水温度26℃（ 2）其他数据生产方法：以薯干为原料，双酶糖化，连续蒸煮，间歇发酵。
三塔蒸馏。
副产品：次级酒精（成品酒精的3%）；杂醇油（成品酒精的0.6% ）原料：薯干（含淀粉68%，水分 12%）酶用量：高温淀粉酶（20,000U/ml ）： 10U/g 原料糖化酶（ 100,000U/ml ）： 150U/g 原料（糖化醪）； 3000U/g 原料（酵母醪）硫酸铵用量：7kg/吨酒精硫酸用量：5kg/吨酒精蒸煮醪粉料加水比：1：2.5发酵成熟醪酒精含量：11% （V ）使用活性干酵母，使用量为 1.5kg / 吨原料活料干酵母的复活用水：10 倍于活性干酵母质量的2%的葡萄糖水发酵罐洗罐用水：发酵成熟醪的2%生产过程淀粉总损失率9%全年生产天数：320 天具体要求：①按要求进行酒精工艺选取及说明② 作全厂物料衡算③ 发酵罐具体设计及计算④发酵罐装配图纸一张（ 2 号图纸）3机械式：本设计设备是？ m 全容积的机械搅拌生物反应器，此反应器内部结构简单，包括进气装置，搅拌装置和取样装置。
外部结构包括：夹套、支座、电动机、减速机以及种类管道的进出口等。
设计本着结构简单，制造方便、拆选方便、经济效益高的特点而设计的。
确定具体的各部分结构形式和尺寸（如封头，传热面等）；根据压力、温度、介质情况合理选材；研究电动机、减速器、联轴器等的选用；对重要的数据进行必要的稳定性的校核。
本设计查阅了多方面的资料，还运用了多方面的知识，采用了许多方法和技巧，使得整个设计合理。
三、生产工艺设计及说明四、全厂物料恒算4.4 原料消耗的计算(1)、淀粉原料生产酒精的总化学反应式为：糖化：（ C H O ）+ nH2O nC H O（1）6 10 5 n612616218180发酵：C H O2C HOH+2CO（2）612625218046×2 44×2(2)、生产 1000kg 无水酒精的理论淀粉消耗量由（ 1）、（2）式可求得理论上生产1000kg 无水酒精所耗的淀粉量为：1000×（ 162/92 ）=1760.9 （kg）(3)、生产 1000kg 国标食用酒精的理论淀粉消耗量国标燃料酒精的乙醇含量在99.5%（体积分数）以上，相当于92.41%（质量分数），故生产 1000kg 食用酒精成品理论上需淀粉量为：1760.9 ×92.41%=1627.2（kg）淀粉损失率为 9%。
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。
发酵工程教学设计
发酵工程教学设计一.一.教学目标知识目标识记:1.发酵工程的概念和内容.2.发酵工程在医药工业和食品工业中的运用.能力目标1.通过让学生收集发酵工程的相关资料,培养学生获取.分析与处理信息的能力,提高其自学的能力.2.通过小组合作.课程研究学习的形式,培养学生的表达能力.交往能力和团结协助能力.情感目标通过发酵工程的相关信息资料的收集,培养学生的科学-社会-技术(sts)的观点。
二．二.重点、落实方案重点发酵工程的概念和内容落实方案1、引导学生自行分析，得出发酵工程概念。
2、可以通过参观、走访学校周围的现代化发酵工业企业，使学生对发酵工程的内容有一个感性认识。
三、难点、突破策略难点发酵过程中，如何在较长时间内保证菌种的生长和代谢的正常进行？突破策略1、采用问题解决的策略。
2、分析环境因素间对微生物发酵过程的影响。
3、利用多媒体课件。
四、教具准备自制发酵罐的结构示意图、发酵工程生产产品流程简图等投影片、自制“发酵工程”多媒体课件。
五、学法指导1、在教学过程中学生可以对相关的知识进行整理。
2、参观。
3、学生应该参加到研究性学习过程中去。
六、课时安排1课时七、教学过程导课1、教学目标达成2、教学目标巩固3、结课课后反思发酵工程的实例,概念与内容部分,教材按照从感性到理性的认知规律,首先讲述发酵工程的一个实例－谷氨酸发酵,教材中发酵工厂生产车间实物图.发酵罐的结构示意图,学习过程中可以给学生直观上的启示;接着,在前面的基础上总结了发酵工程的一般概念;然后,从生物工程技术的角度出发,着重讲述了发酵工程的具体内容,包括培养基的配制,菌种的选育.灭菌.扩大培养和接种.发酵过程.产品的分离与提纯等一般步骤．。
发酵工程与设备课程设计教学大纲
发酵工程与设备课程设计教学大纲发酵工程与设备课程设计教学大纲一、课程简介本课程旨在培养学生对于发酵工程及相关设备的理论和实践知识的掌握，使其能够在实际工作中运用这些知识解决发酵工程中的问题。
通过本课程的学习，学生将了解发酵工程的基本原理、发酵工程设备的种类、结构和使用方法，并了解一些发酵工程的实际应用案例。
二、教学目标1. 了解发酵工程的基本概念和原理；2. 掌握发酵工程设备的种类、结构以及在实际工程中的使用方法；3. 能够运用所学知识解决发酵工程中的一般问题；4. 培养学生的实际操作能力和协作精神。
三、教学内容及安排1. 基本概念和原理- 发酵工程的定义和发展历程- 发酵工程的基本原理和过程- 发酵工程的应用领域和发展前景- 发酵工程的经济和社会影响2. 发酵工程设备的种类和结构- 发酵罐的类型和结构- 发酵罐的材料选择和设计原则- 发酵罐的温度、压力和搅拌控制- 发酵罐的清洗和消毒方法- 发酵工程中常用的离心机、过滤机和蒸馏设备等3. 发酵工程设备的使用方法- 发酵罐的操作和维护要点- 发酵罐的操作注意事项和常见故障处理- 发酵罐的设备检修和安全措施- 发酵工程设备的操作规程和操作流程- 发酵工程设备的操作实例和操作规范4. 发酵工程的实际应用案例- 发酵工程在食品工业中的应用案例- 发酵工程在医药工业中的应用案例- 发酵工程在环境保护中的应用案例- 发酵工程在能源生产中的应用案例- 发酵工程在其他领域中的应用案例5. 实践操作和小组项目- 学生实际操作发酵罐等设备，掌握设备的使用方法- 学生分组进行小组项目，设计并实施发酵工程实验四、教学方法1. 讲授- 通过课堂讲授，向学生传授发酵工程的基本原理和设备使用方法。
2. 实践操作- 利用实验室或实验基地的设备，让学生进行实践操作，熟悉设备的使用和维护。
3. 个案分析- 学生分享和讨论发酵工程的实际应用案例，通过个案分析提高学生的解决问题的能力。
《发酵工程及其应用》 教学设计
《发酵工程及其应用》教学设计一、教学目标1、知识目标（1）简述发酵工程的概念和基本环节。
（2）举例说明发酵工程在食品、医药、农牧业等领域的应用。
2、能力目标（1）通过分析发酵工程的实例，培养学生的信息获取和处理能力。
（2）通过小组讨论，提高学生的合作探究和语言表达能力。
3、情感目标（1）使学生认识到发酵工程对人类生活和社会发展的重要意义，增强学生对生物技术的兴趣和关注。
（2）培养学生的创新意识和科学精神。
二、教学重难点1、教学重点（1）发酵工程的基本环节。
（2）发酵工程在各领域的应用实例。
2、教学难点（1）发酵工程中菌种选育和扩大培养的原理和方法。
（2）发酵条件的控制对发酵产物的影响。
三、教学方法讲授法、讨论法、案例分析法、多媒体辅助教学法四、教学过程1、课程导入（5 分钟）通过播放一段有关发酵食品（如酸奶、葡萄酒等）生产过程的视频，引出本节课的主题——发酵工程。
提问学生：“你们知道这些食品是如何生产出来的吗？”引发学生的兴趣和思考。
2、发酵工程的概念（5 分钟）讲解发酵工程的定义：发酵工程是指利用微生物的特定功能，通过现代工程技术手段规模化生产对人类有用的产品的技术。
强调发酵工程是生物技术的重要组成部分，它将微生物学、生物化学、化学工程等多学科知识融合在一起。
3、发酵工程的基本环节（20 分钟）（1）菌种的选育讲解菌种选育的重要性，介绍从自然界筛选、诱变育种、基因工程育种等方法获取优良菌种的途径。
举例说明如何通过这些方法获得高产、优质的发酵菌种，如通过基因工程技术改造大肠杆菌生产胰岛素。
（2）培养基的配制介绍培养基的成分（碳源、氮源、无机盐、生长因子等）和配制原则（营养协调、pH 适宜、渗透压合适等）。
以生产青霉素的培养基为例，说明不同发酵产物所需的培养基配方不同。
（3）灭菌解释灭菌的目的是消除杂菌污染，保证发酵过程的纯种培养。
介绍常用的灭菌方法（如高温灭菌、化学灭菌、辐射灭菌等），并比较它们的优缺点。
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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发酵工程课程设计标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]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。