發(fā)酵工程設(shè)計(jì)概論課件第六講

發(fā)酵工程設(shè)計(jì)概論課件第六講目錄CONTENTS發(fā)酵工程簡(jiǎn)介發(fā)酵工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)發(fā)酵工程設(shè)備與操作發(fā)酵工程中的數(shù)據(jù)處理與分析發(fā)酵工程設(shè)計(jì)案例分析01發(fā)酵工程簡(jiǎn)介03現(xiàn)代發(fā)酵工程的發(fā)展近年來，隨著基因組學(xué)、代謝組學(xué)等前沿科學(xué)技術(shù)的引入，發(fā)酵工程在理論上和應(yīng)用上都取得了重大突破。01古代釀造技術(shù)人類使用發(fā)酵技術(shù)已有幾千年的歷史，最早可追溯到釀酒和制醬。02現(xiàn)代發(fā)酵工程起源20世紀(jì)初期，隨著微生物學(xué)和生物化學(xué)的發(fā)展，發(fā)酵工程開始進(jìn)入工業(yè)化階段。發(fā)酵工程的歷史與發(fā)展生物醫(yī)藥抗生素、疫苗、細(xì)胞生長(zhǎng)因子等的生產(chǎn)。食品工業(yè)面包、酒類、調(diào)味品等的生產(chǎn)。環(huán)境保護(hù)廢水處理、生物修復(fù)等。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域生物肥料、生物農(nóng)藥等。發(fā)酵工程的應(yīng)用領(lǐng)域通過特定的培養(yǎng)基和環(huán)境條件，使微生物大量生長(zhǎng)繁殖。微生物培養(yǎng)在微生物生長(zhǎng)過程中，通過代謝產(chǎn)生所需的產(chǎn)物。代謝產(chǎn)物的形成產(chǎn)物形成后，通過分離提取技術(shù)獲得最終產(chǎn)品。代謝產(chǎn)物的分離提取發(fā)酵工程的基本原理02發(fā)酵工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)發(fā)酵工程設(shè)計(jì)的基本原則確保發(fā)酵過程安全，不產(chǎn)生有害物質(zhì)，保障操作人員和環(huán)境的安全。優(yōu)化發(fā)酵工藝，提高產(chǎn)物產(chǎn)量和效率，降低生產(chǎn)成本?？紤]資源的可持續(xù)利用，減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。設(shè)計(jì)應(yīng)具備可擴(kuò)展性，便于未來生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大。安全原則高效原則可持續(xù)原則可擴(kuò)展原則選擇或創(chuàng)造適合目標(biāo)產(chǎn)物的菌種，通過遺傳改良提高其性能。菌種選育與改良確定最佳的營(yíng)養(yǎng)成分和配比，以滿足菌種生長(zhǎng)和產(chǎn)物合成的需求。培養(yǎng)基優(yōu)化通過實(shí)驗(yàn)確定最佳的發(fā)酵溫度、pH、溶氧等工藝參數(shù)。工藝條件確定制定合適的控制策略，確保發(fā)酵過程的穩(wěn)定和優(yōu)化。過程控制策略發(fā)酵工程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容反饋與優(yōu)化收集生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)和反饋，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化。放大與實(shí)施將經(jīng)過驗(yàn)證的小規(guī)模實(shí)驗(yàn)結(jié)果放大到工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模，并進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性和優(yōu)異性，不斷調(diào)整和完善設(shè)計(jì)方案。需求分析明確生產(chǎn)目標(biāo)和要求，進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研和技術(shù)可行性評(píng)估。工藝設(shè)計(jì)根據(jù)需求分析結(jié)果，進(jìn)行工藝流程設(shè)計(jì)和設(shè)備選型。發(fā)酵工程設(shè)計(jì)的基本流程03發(fā)酵工程設(shè)備與操作總結(jié)詞根據(jù)發(fā)酵工藝需求，選擇合適的發(fā)酵罐類型。詳細(xì)描述發(fā)酵罐是發(fā)酵工程中的核心設(shè)備，根據(jù)不同的發(fā)酵工藝需求，可以選擇不同類型的發(fā)酵罐，如機(jī)械攪拌發(fā)酵罐、通風(fēng)攪拌發(fā)酵罐、自吸式發(fā)酵罐等。選擇合適的發(fā)酵罐需要考慮工藝要求、生產(chǎn)能力、能源消耗等因素。發(fā)酵罐的分類與選擇總結(jié)詞根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和工藝要求，確定發(fā)酵罐的規(guī)格和參數(shù)。詳細(xì)描述在選擇發(fā)酵罐時(shí)，需要根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和工藝要求確定發(fā)酵罐的規(guī)格和參數(shù)，如罐體容量、攪拌轉(zhuǎn)速、傳熱面積等。同時(shí)需要考慮設(shè)備的可維修性、耐用性和可靠性。發(fā)酵罐的分類與選擇定期對(duì)發(fā)酵設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，確保設(shè)備正常運(yùn)行。總結(jié)詞為了確保發(fā)酵設(shè)備的正常運(yùn)行和使用壽命，需要定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)。包括檢查設(shè)備的緊固件、潤(rùn)滑系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備故障和隱患。同時(shí)需要定期清洗和消毒設(shè)備，保持設(shè)備清潔衛(wèi)生。詳細(xì)描述發(fā)酵設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)發(fā)酵設(shè)備的操作與控制總結(jié)詞：按照操作規(guī)程正確使用發(fā)酵設(shè)備，確保生產(chǎn)安全和穩(wěn)定。詳細(xì)描述：在使用發(fā)酵設(shè)備時(shí)，需要按照操作規(guī)程正確操作，包括開啟設(shè)備、調(diào)整參數(shù)、監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等。同時(shí)需要建立完善的設(shè)備運(yùn)行記錄和故障處理記錄，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理設(shè)備故障和異常情況，確保生產(chǎn)安全和穩(wěn)定?？偨Y(jié)詞：采用先進(jìn)的控制技術(shù)，提高發(fā)酵設(shè)備的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率。詳細(xì)描述：為了提高發(fā)酵設(shè)備的自動(dòng)化程度和生產(chǎn)效率，可以采用先進(jìn)的控制技術(shù)，如PID控制、模糊控制等。這些控制技術(shù)可以對(duì)發(fā)酵設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制，提高設(shè)備的運(yùn)行穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率，同時(shí)減少人工干預(yù)和操作誤差。04發(fā)酵工程中的數(shù)據(jù)處理與分析描述性統(tǒng)計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分類和總結(jié)，計(jì)算均值、中位數(shù)、眾數(shù)等統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，以反映數(shù)據(jù)的集中趨勢(shì)和離散程度。推斷性統(tǒng)計(jì)通過樣本數(shù)據(jù)推測(cè)總體特征，如回歸分析、方差分析、卡方檢驗(yàn)等，以揭示數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)和差異。數(shù)據(jù)清洗對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，去除異常值、缺失值和重復(fù)值，確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量和準(zhǔn)確性。數(shù)據(jù)處理的基本方法SPSS社會(huì)科學(xué)統(tǒng)計(jì)軟件包，適用于統(tǒng)計(jì)分析、數(shù)據(jù)管理和數(shù)據(jù)挖掘等領(lǐng)域，提供了多種統(tǒng)計(jì)分析方法。Python作為一種編程語(yǔ)言，Python在數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，可以通過NumPy、Pandas等庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。Excel作為常用的辦公軟件，Excel提供了豐富的數(shù)據(jù)處理和分析功能，如數(shù)據(jù)透視表、公式計(jì)算、圖表制作等。數(shù)據(jù)分析的常用工具通過實(shí)時(shí)采集發(fā)酵過程中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，以監(jiān)測(cè)發(fā)酵過程的狀態(tài)和變化趨勢(shì)，及時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，提高發(fā)酵效率。發(fā)酵過程監(jiān)控對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)和分析，通過數(shù)據(jù)比較和趨勢(shì)分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量問題，制定相應(yīng)的質(zhì)量控制措施。產(chǎn)品質(zhì)量控制將數(shù)據(jù)處理和分析的結(jié)果以報(bào)告的形式呈現(xiàn)，提供決策依據(jù)和建議，支持企業(yè)決策和改進(jìn)。數(shù)據(jù)分析報(bào)告數(shù)據(jù)處理的實(shí)踐應(yīng)用05發(fā)酵工程設(shè)計(jì)案例分析總結(jié)詞工藝成熟、應(yīng)用廣泛、經(jīng)濟(jì)效益高詳細(xì)描述酒精發(fā)酵是將淀粉類物質(zhì)通過糖化酶作用轉(zhuǎn)化為葡萄糖，再利用酵母菌發(fā)酵作用將葡萄糖轉(zhuǎn)化為酒精的過程。該設(shè)計(jì)案例工藝成熟，應(yīng)用廣泛，可從多種淀粉類物質(zhì)中提取酒精，經(jīng)濟(jì)效益高。案例一：酒精發(fā)酵工程設(shè)計(jì)高附加值、生物活性物質(zhì)、市場(chǎng)需求大總結(jié)詞酵母發(fā)酵工程設(shè)計(jì)主要是利用酵母菌發(fā)酵作用生產(chǎn)生物活性物質(zhì)，如輔酶Q10、谷胱甘肽等。這些生物活性物質(zhì)具有高附加值，市場(chǎng)需求大，因此該設(shè)計(jì)案例具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。詳細(xì)描述案例二：酵母發(fā)酵工程