發酵工程廢水處理

⑴ 發酵工程的內容簡介

它是一級學科「輕工技術與工程」中的一個重要分支和重點發展的二級學科，在生物技術產業化過程中起著關鍵作用。
1）「發酵」有「微生物生理學嚴格定義的發酵」和「工業發酵」，詞條「發酵工程」中的「發酵」應該是「工業發酵」。
（2）工業生產上通過「工業發酵」來加工或製作產品，其對應的加工或製作工藝被稱為「發酵工藝」。為實現工業化生產，就必須解決實現這些工藝（發酵工藝）的工業生產環境、設備和過程式控制制的工程學的問題，因此，就有了「發酵工程」。
（3）發酵工程是用來解決按發酵工藝進行工業化生產的工程學問題的學科。發酵工程從工程學的角度把實現發酵工藝的發酵工業過程分為菌種、發酵和提煉（包括廢水處理）等三個階段，這三個階段都有各自的工程學問題，一般分別把它們稱為發酵工程的上游、中游和下游工程。
（4）微生物是發酵工程的靈魂。近年來，對於發酵工程的生物學屬性的認識愈益明朗化，發酵工程正在走近科學。
（5）發酵工程最基本的原理是發酵工程的生物學原理。
發酵工程是指採用工程技術手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的離體酶的某些功能，為人類生產有用的生物產品，或直接用微生物參與控制某些工業生產過程的一種技術。人們熟知的利用酵母菌發酵製造啤酒、果酒、工業酒精，乳酸菌發酵製造乳酪和酸牛奶，利用真菌大規模生產青黴素等都是這方面的例子。隨著科學技術的進步，發酵技術也有了很大的發展，並且已經進入能夠人為控制和改造微生物，使這些微生物為人類生產產品的現代發酵工程階段。現代發酵工程作為現代生物技術的一個重要組成部分，具有廣闊的應用前景。例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌種並且提高其產量；利用微生物發酵生產葯品，如人的胰島素、干擾素和生長激素等。
已經從過去簡單的生產酒精類飲料、生產醋酸和發酵麵包發展到今天成為生物工程的一個極其重要的分支，成為一個包括了微生物學、化學工程、基因工程、細胞工程、機械工程和計算機軟硬體工程的一個多學科工程。現代發酵工程不但生產酒精類飲料、醋酸和麵包，而且生產胰島素、干擾素、生長激素、抗生素和疫苗等多種醫療保健葯物，生產天然殺蟲劑、細菌肥料和微生物除草劑等農用生產資料，在化學工業上生產氨基酸、香料、生物高分子、酶、維生素和單細胞蛋白等。
從廣義上講，發酵工程由三部分組成：是上游工程，中游工程和下游工程。其中上游工程包括優良種株的選育，最適發酵條件（pH、溫度、溶氧和營養組成）的確定，營養物的准備等。中游工程主要指在最適發酵條件下，發酵罐中大量培養細胞和生產代謝產物的工藝技術。這里要有嚴格的無菌生長環境，包括發酵開始前採用高溫高壓對發酵原料和發酵罐以及各種連接管道進行滅菌的技術；在發酵過程中不斷向發酵罐中通入乾燥無菌空氣的空氣過濾技術；在發酵過程中根據細胞生長要求控制加料速度的計算機控制技術；還有種子培養和生產培養的不同的工藝技術。此外，根據不同的需要，發酵工藝上還分類批量發酵：即一次投料發酵；流加批量發酵：即在一次投料發酵的基礎上，流加一定量的營養，使細胞進一步的生長，或得到更多的代謝產物；連續發酵：不斷地流加營養，並不斷地取出發酵液。在進行任何大規模工業發酵前，必須在實驗室規模的小發酵罐進行大量的實驗，得到產物形成的動力學模型，並根據這個模型設計中試的發酵要求，最後從中試數據再設計更大規模生產的動力學模型。由於生物反應的復雜性，在從實驗室到中試，從中試到大規模生產過程中會出現許多問題，這就是發酵工程工藝放大問題。下游工程指從發酵液中分離和純化產品的技術：包括固液分離技術（離心分離，過濾分離，沉澱分離等工藝），細胞破壁技術（超聲、高壓剪切、滲透壓、表面活性劑和溶壁酶等），蛋白質純化技術（沉澱法、色譜分離法和超濾法等），最後還有產品的包裝處理技術（真空乾燥和冰凍幹事燥等）。
此外，在生產葯物和食品的發酵工業中，需要嚴格遵守美國聯邦食品和葯物管理局所公布的cGMPs的規定，並要定時接受有關當局的檢查監督。

⑵ 發酵工程發酵工程的內容

發酵工程，作為輕工技術與工程學科的重要分支和重點發展領域，其核心作用在於生物技術產業化的進程中扮演關鍵角色。主要關注工業生產中的「工業發酵」過程，即通過特定工藝（發酵工藝）來加工或製造產品。為了實現大規模工業化生產，發酵工程著重解決發酵工藝在工業環境、設備和過程式控制制中的工程學問題。該學科將發酵工業過程分為菌種選育、發酵過程和提煉（含廢水處理）三個階段，每個階段都蘊含獨特的工程挑戰。

微生物是發酵工程的靈魂，隨著科學認識的深化，發酵工程逐漸從生物學視角走向科學前沿。其基本原理是基於生物和酶的某些功能，通過工程技術手段生產生物產品或控制工業生產過程。例如，酵母菌發酵啤酒、乳酸菌製作乳酪等應用廣泛。現代發酵工程已超越傳統，進入基因工程改造菌種、生產葯品（如胰島素和干擾素）的高級階段，成為涵蓋微生物學、化學工程、基因工程等多個學科的綜合工程。

發酵工程的廣義構成包括上游工程（選育優良菌株、確定發酵條件）、中游工程（無菌發酵工藝技術，如無菌處理、空氣過濾、計算機控制等）、下游工程（產品分離和純化技術），如固液分離、細胞破壁、蛋白質純化等。在葯物和食品生產中，必須遵循嚴格的cGMPs規定，並接受監管機構的檢查。

從實驗室小規模發酵到大規模工業生產，發酵工程工藝放大問題的解決是整個過程中的關鍵技術挑戰。總的來說，發酵工程是一個多學科交叉、技術密集且具有廣泛應用前景的領域。

發酵工程，是指採用現代工程技術手段，利用微生物的某些特定功能，為人類生產有用的產品，或直接把微生物應用於工業生產過程的一種新技術。發酵工程的內容包括菌種的選育、培養基的配製、滅菌、擴大培養和接種、發酵過程和產品的分離提純等方面。