1 1 第一章 发酵工程的过去、现在和未来 江南大学生物工程学院
1 1 第一章 发酵工程的过去、现在和未来 江南大学生物工程学院
2 2 本章内容 第一节 什么是发酵工程？ 第二节 发酵工程的过去和现在 第三节 发酵工程的未来
2 2 本章内容 第一节 什么是发酵工程？ 第二节 发酵工程的过去和现在 第三节 发酵工程的未来
3 3 什么是发酵工程？
3 3 什么是发酵工程？
4 4 以生命科学为基础 结合先进的工程技术手段和其它自然科学原理按 照预先的设计改造生物体 利用微生物、动物或植物体对原料进行加工 生产出人类所需产品或达到某种目的的技术 生物技术 生物技术
4 4 以生命科学为基础 结合先进的工程技术手段和其它自然科学原理按 照预先的设计改造生物体 利用微生物、动物或植物体对原料进行加工 生产出人类所需产品或达到某种目的的技术 生物技术 生物技术
5 5 微生物菌株（自然分离） 原料 淀粉、糖蜜、 诱变育种 杂交育种 基因工程 细胞工程 纤维质原料、 高分子化合物 突变体 重组体 葡萄糖及其它 固定化细胞、酶 生化工程 菌体 产物 异种生物产物 单细胞蛋白 氨基酸、有机酸 胰岛素、生长激素 生物催化用细胞 抗生素、酶等 干扰素等 发酵：微生物培养和代谢 生物技术与发酵工程 生物技术与发酵工程
5 5 微生物菌株（自然分离） 原料 淀粉、糖蜜、 诱变育种 杂交育种 基因工程 细胞工程 纤维质原料、 高分子化合物 突变体 重组体 葡萄糖及其它 固定化细胞、酶 生化工程 菌体 产物 异种生物产物 单细胞蛋白 氨基酸、有机酸 胰岛素、生长激素 生物催化用细胞 抗生素、酶等 干扰素等 发酵：微生物培养和代谢 生物技术与发酵工程 生物技术与发酵工程
6 6 发酵：生物 反应过程 上游 加工过程 加工过程 下游 成本经济学 原料 的生物 具有 应用价值 目的产物 大规模 工艺开发 传统诱 变、分子 生物学、 组学 发酵产品工程 发酵产品工程
6 6 发酵：生物 反应过程 上游 加工过程 加工过程 下游 成本经济学 原料 的生物 具有 应用价值 目的产物 大规模 工艺开发 传统诱 变、分子 生物学、 组学 发酵产品工程 发酵产品工程
7 7 从原料 中得到 糖 在发酵 罐中发 生？ 发酵后 得到产 品 谷氨酸钠(味精) MSG MSG发酵过程 发酵过程
7 7 从原料 中得到 糖 在发酵 罐中发 生？ 发酵后 得到产 品 谷氨酸钠(味精) MSG MSG发酵过程 发酵过程
8 8 菌种筛选和 改造 种子制备 培养基制备 产品分离提取 发酵罐系统 菌和HA HAHA发酵过程 发酵过程
8 8 菌种筛选和 改造 种子制备 培养基制备 产品分离提取 发酵罐系统 菌和HA HAHA发酵过程 发酵过程
9 9 Cell sensor C O 2 analyzer pH meter Thermometer DO sensor O 2 analyzer Cell conc. C O 2 pressure Cell conc. pH Temp. DO conc. Agitation speed Temp. control system Pump Gas flow controller Acid/base volume P Feed volume P AD converter Feed vessel Balance Work station Personal computer Controller Control signal Interface Printer 获得应用价值的微生物 反应器放大 发酵过程优化和控制 发酵过程研究 发酵过程研究 发酵产物分离提取
9 9 Cell sensor C O 2 analyzer pH meter Thermometer DO sensor O 2 analyzer Cell conc. C O 2 pressure Cell conc. pH Temp. DO conc. Agitation speed Temp. control system Pump Gas flow controller Acid/base volume P Feed volume P AD converter Feed vessel Balance Work station Personal computer Controller Control signal Interface Printer 获得应用价值的微生物 反应器放大 发酵过程优化和控制 发酵过程研究 发酵过程研究 发酵产物分离提取
10 10 发酵：生物 反应过程 上游 加工过程 加工过程 下游 成本经济学 原料 的生物 具有 应用价值 目的产物 大规模 工艺开发 传统诱 变、分子 生物学、 组学 什么是发酵工程？ 什么是发酵工程？ 广义的概念：生物学(微生物 学、生物化学)和工程学(化学 工程)结合 t 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 1 2 3 qsE / h- 1 t/ h 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 F q / h p 0 0.2 0.4 0.6 0.8 μ / h- 1 1 2 3 - 1 D 狭义的发酵概念：微生物培养 和代谢过程 微生物生长 底物消耗 产物生成
10 10 发酵：生物 反应过程 上游 加工过程 加工过程 下游 成本经济学 原料 的生物 具有 应用价值 目的产物 大规模 工艺开发 传统诱 变、分子 生物学、 组学 什么是发酵工程？ 什么是发酵工程？ 广义的概念：生物学(微生物 学、生物化学)和工程学(化学 工程)结合 t 0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 1 2 3 qsE / h- 1 t/ h 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0 10 20 30 40 50 60 1 2 3 F q / h p 0 0.2 0.4 0.6 0.8 μ / h- 1 1 2 3 - 1 D 狭义的发酵概念：微生物培养 和代谢过程 微生物生长 底物消耗 产物生成