发酵生产线

　　发酵工程是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科。

　　(1)“发酵”有“微生物生物学严格定义的发酵”和工程发酵”，词条“发酵工程”中的“发酵”应该是“工业发酵”。

　　(2)工业生产上通过“工业发酵”来加工或制作产品，其对应的加工或制作工艺被称为“发酵工艺”。为实现工业化生产，就必须解决实现这些工艺(发酵工艺)的工业生产环境、设备和过程控制的工程学的问题，因此，就有了“发酵工程”。

　　(3)微生物是发酵工程的灵魂。近年来，对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化，发酵工程正在走近科学。

　　(4)发酵工程最基本的原理是发酵工程的生物学原理。

　　(5)发酵工程有三个发展阶段。

　　现代意义上的发酵工程是一个由多学科交叉、融合而形成的技术性和应用性较强的开放性的学科。发酵工程经历了“农产手工加工——近代发酵工程——现代发酵工程”三个发展阶段。

　　乙醇发酵(酒精发酵)

　　以淀粉和糖蜜做原料的乙醇发酵菌种是酿酒酵母，它能发酵葡萄糖、蔗糖生产乙醇。酿酒酵母生长发酵的适宜温度约为30℃，pH为4.2～4.5。中国乙醇发酵工业主要以甘薯为原料，用含高淀粉酶活性曲霉制成的固体曲或液体曲糖化，以优良酿酒酵母发酵，乙醇产率为淀粉的92%以上。

　　用可动酵单胞菌进行乙醇发酵比用酵母优越，表现为高糖利用率、高乙醇生产率、耐高浓度糖和乙醇、低能量消耗、乙醇产率接近理论数字等。酵母菌和酵单胞菌也能发酵果糖产生乙醇。乳制品工业的副产品乳清含乳糖5%,现在工业上已利用乳胞壁克氏酵母或热带假丝酵母发酵乳糖产生乙醇。一类发酵是用纤维素酶和酵母菌或好热纤维梭菌混合发酵用碱处理过的纤维素,使酶水解生成的糖立即被发酵成乙醇;另一类发酵是不经酶水解糖化，用好热纤维梭菌和解糖梭菌在55℃混合发酵不经碱处理的纤维素，好热纤维梭菌产生乙醇、乙酸和木糖，解糖梭菌将生成的木糖再发酵成乙醇。白色瘤胃球菌也曾用于纤维素的直接发酵。直接发酵法成本较高，现在工业上还没有使用。

　　丁醇-异丙醇发酵

　　酪酸梭菌是主要的丁醇-异丙醇发酵细菌发酵条件与丙酮-丁醇相近。发酵产物还有少量乙酸和丁酸。异丙醇化工合成的成本远比发酵便宜，因此这一发酵未用于工业生产。

　　丙酮-乙醇发酵

　　软腐芽孢杆菌是进行这一发酵的细菌，它能利用各种碳水化合物发酵。发酵中要加碳酸钙保持pH中性。温度40～43℃。发酵过程需5～6天。原料转化率较高，丙酮和乙醇产量的比例为1:3～4。这一发酵在工业上已不应用。

　　2，3-丁二醇发酵

　　许多细菌和酵母菌能发酵生产2,3-丁二醇,产量较高的有能利用蔗糖葡萄糖的产气杆菌和能利用淀粉、蔗糖、葡萄糖的多粘芽孢杆菌。前者生产的2,3-丁二醇中，90%是光学消旋异构型，10%为右旋型;后者产生的几乎全是左旋型。发酵产物还有有机酸、乙醇、二氧化碳。