工業(yè)發(fā)酵的過(guò)程是利用微生物細(xì)胞制造特定產(chǎn)品或凈化環(huán)境的過(guò)程,，它包括厭氧培養(yǎng)（如酒精,、丙酮、丁醇,、乳酸等）及需氧培養(yǎng)（如氨基酸,、酶制劑等）兩類(lèi)。

發(fā)酵工程的生產(chǎn)產(chǎn)品流程分為

上游加工：發(fā)酵,、收集

下游加工：提純,、濃縮、無(wú)菌過(guò)濾,、切確容量控制

工業(yè)發(fā)酵的流程概述

1.菌種選育：將自然界中的菌種分離后用到：誘變育種,、基因工程、細(xì)胞工程

2.培養(yǎng)基配置：為選定的微生物提供營(yíng)養(yǎng)豐富的生長(zhǎng)環(huán)境,，原料經(jīng)過(guò)消菌進(jìn)入發(fā)酵罐,，這個(gè)階段需要為菌種制造理想的生長(zhǎng)條件

3.擴(kuò)大培養(yǎng)：將被分離出用于生產(chǎn)的菌種引入準(zhǔn)備好的培養(yǎng)基經(jīng)過(guò)接種進(jìn)入發(fā)酵罐

4.發(fā)酵過(guò)程：微生物在此過(guò)程中代謝培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并產(chǎn)生所需產(chǎn)物——乙醇、有機(jī)酸或酶,。在此過(guò)程中,，適當(dāng)監(jiān)測(cè)和控制溫度,、pH 值和氧氣水平至關(guān)重要

5.產(chǎn)品分離提純：發(fā)酵完成后收獲所需產(chǎn)品,。使用離心和過(guò)濾等各種技術(shù)將產(chǎn)品從發(fā)酵液中分離出來(lái)，確保以純凈形式提取有價(jià)值的產(chǎn)品,?；蚪?jīng)過(guò)進(jìn)一步純化獲得更高純度的產(chǎn)品

壓縮空氣是大規(guī)模有氧發(fā)酵的重要原料，為發(fā)酵病菌提供足夠的氧氣,，以生產(chǎn)各種產(chǎn)品,。未經(jīng)處理的空氣中含有水霧,、油霧、鐵銹,、顆粒粉塵,、病菌等諸多雜質(zhì)，必須除去這些雜質(zhì)才能保證生產(chǎn)安.全,，滿(mǎn)足空氣要求,。

因此壓縮空氣的品質(zhì)必須做到：無(wú)菌、無(wú)油,、無(wú)水,、恒溫

1.潔凈度：“無(wú)菌空氣”，即通過(guò)消菌處理后壓縮空氣中含菌量降低到零或達(dá)到潔凈度100級(jí)的潔凈空氣

2.壓縮空氣的壓強(qiáng)：一般要求空氣壓縮機(jī)出口的空氣壓強(qiáng)控制在0.2~0.4MPa

3.相對(duì)濕度：將進(jìn)入總過(guò)濾器的壓縮空氣的相對(duì)濕度控制在60%左右

4.空氣的溫度：影響酶反應(yīng)的主要因素之一,。一方面溫度升高時(shí),，反應(yīng)速度加快，一般每升高10°C酶反應(yīng)速度增加1-2倍,；但另一方面,，隨著溫度升高，酶也逐漸受熱失去活力,。

5.空氣流量：根據(jù)發(fā)酵工廠或發(fā)酵車(chē)間的總體發(fā)酵罐容積,，確定應(yīng)提供的壓縮空氣的流量?？紤]空壓機(jī)氣量可調(diào)節(jié)范圍,，選擇空壓機(jī)臺(tái)份數(shù)和氣量，避免空壓機(jī)放空或卸載狀態(tài)運(yùn)行,。

發(fā)酵過(guò)程中,，壓縮空氣的消菌也極為重要，一般空氣消菌要求10^-3的染菌幾率,。通常使用兩級(jí)冷卻和加熱消菌流程,，或效果高的前置過(guò)濾消菌流程。

需氧發(fā)酵常用壓縮機(jī)設(shè)備類(lèi)型

低壓無(wú)油空壓機(jī)鼓風(fēng)機(jī)

不同類(lèi)別的發(fā)酵產(chǎn)品用氣不同,，如有機(jī)酸,、氨基酸、酶制劑,、功能發(fā)酵產(chǎn)品等,，需要綜合考慮到通氣比、罐壓和發(fā)酵周期,。

通氣比：發(fā)酵生產(chǎn)中,，通氣比是計(jì)算空氣流量的因素之一，通常以一分鐘內(nèi)通過(guò)單位體積培養(yǎng)液的空氣體積比來(lái)表示(V/V·m)。

罐壓：對(duì)于好氧發(fā)酵,，發(fā)酵培養(yǎng)過(guò)程中需要通入過(guò)濾后的空氣,，一般發(fā)酵罐維持一定的液位，液位上部空余部分保持一定的壓力,，這個(gè)壓力稱(chēng)為罐壓

發(fā)酵周期：從發(fā)酵開(kāi)始到發(fā)酵結(jié)束所經(jīng)歷的時(shí)間

用氣量計(jì)算參考公式

全年用氣量 = 年產(chǎn)能/365 × 發(fā)酵周期 × 通氣比

每年新增用氣量 = 全年用氣量 × 產(chǎn)能增長(zhǎng)率

? 發(fā)酵周期以天為單位

? 在無(wú)產(chǎn)能數(shù)據(jù)的情況下,，可用產(chǎn)量近似替代