发酵工艺过程及关键技术解析

（一）发酵工艺过程

发酵工业中，从原料到产品的生产过程非常复杂，包含了一系列相对独立的程序和相关的设备。一般来说，典型的发酵工艺过程如图1-1所示，具体可分为七个基本组成部分：①原料预处理及发酵生产所需各种培养基的制备；②发酵设备和培养基的灭菌；③微生物菌种进行扩大培养，以一定比例将菌种接入发酵罐中；④无菌空气的制备；⑤发酵调控管理，提供最佳条件，使菌体生长和产物形成；⑥发酵产品的分离和纯化；⑦发酵废弃物处理和资源化利用。

图1-1 典型发酵工艺过程示意图

（二）发酵工艺中的关键技术(www.xing528.com)

发酵工艺中的关键技术主要包括菌种选育、纯培养（灭菌）、发酵过程优化、发酵过程自动监测和控制、发酵过程放大、分离纯化等技术。

微生物菌种是决定发酵产品的工业价值以及发酵工程成败的关键，只有具备良好的菌种基础，才能通过改进发酵工艺和设备以获得理想的发酵产品。纯培养系指只在单一种类存在的状态下所进行的生物培养，纯培养的方法要依靠灭菌和菌种分离。以获得高产量、高底物转化率和高生产强度相对统一为目标的发酵过程优化技术，是工业生物技术的核心和关键。近年来，发酵工业逐渐由劳动密集型向技术密集型转变，影响这一进程的关键因素之一是发酵过程最优化控制技术，特别是发酵过程在线连续监测控制技术。生物过程的放大是发酵工程中的重要研究内容，研究不同规模生物反应器中的培养过程特性，通过对培养过程进行放大，在稳定、可控的大规模培养过程中实现高产目标。发酵产物的分离提纯是获得商业产品的关键环节，拥有市场竞争力的重要保证。