第一篇：發酵工藝小結

一、發酵概念

工業上的發酵：泛指利用微生物在發酵罐或者特定反應容器中在特定的條件下生產某些產品的過程。產品有細胞代謝產物，菌體細胞，酒精，乳酸，抗生素，氨基酸，酶制劑等。發酵過程：

菌種選育：自然界篩選、誘變育種、基因工程、細胞工程 ↓

培養基配制：根據培養基的配制原則制備，實踐中需多次試驗配方 ↓

滅菌：殺滅雜菌 ↓

擴大培養和接種 ↓

發酵過程（中心階段）：檢測進程，滿足碳源、氮源、無機鹽等營養需要；嚴格控制溫度、pH、溶氧、轉速等 ↓

分離純化：菌體：過濾、沉淀

代謝產物：蒸餾、萃取、離子交換

二、微生物工業產品的類型

1．微生物菌體的發酵：以獲得具有某種用途的菌體為目的的發酵工業。傳統的菌體發酵工業：①面包酵母發酵②微生物菌體蛋白（單細胞蛋白）現代的菌體發酵工業：藥用真菌（如冬蟲夏草，靈芝與天麻共生的密環菌）農業上——生防治劑：蘇云金桿菌（Ｂt）,蠟狀芽孢桿菌，細胞中的伴孢晶體可以殺滅。鱗翅目和雙翅目害蟲；絲狀真菌的白僵菌，綠僵菌可以防治松毛蟲；木霉菌可以防治生物病害。另外，活性乳酸菌制劑，用以改善人體腸道微環境，也是一種菌體的直接利用。還有人畜防治疾病用的疫苗等。

2.微生物酶發酵

酶普遍存在于動物，植物和微生物中。如在食品工業中，用微生物生產的淀粉酶和糖化酶用于生產葡萄糖，氨基酰化酶用于拆分ＤＬ氨基酸。3.微生物代謝產物發酵：

(1)初級代謝產物(primary metabolite)菌體生長繁殖所必需的，在對數生長期產生的物質，如氨基酸、核苷酸、蛋白質等。

(2)次級代謝產物(secondary metabolite)與菌體生長繁殖無明顯關系，是在菌體生長的穩定期（靜止期）合成的具有特定功能的產物。如抗生素、生物堿、細菌毒素、植物生長因子、色素維生素，檸檬酸，谷氨酸等。

4.微生物的生物轉化

利用微生物細胞的一種或多種酶，把一種化合物轉變成結構相關的更有價值的產物。最古老的生物轉化：利用菌體將乙醇轉化成乙酸的醋酸發酵。另外還有： 異丙醇→丙醇 葡萄糖→葡萄糖酸 山梨醇→Ｌ－山梨糖

5.微生物特殊機能的利用 ①利用微生物消除環境污染

②保持生態平衡等

③濕法冶金（金屬的浸瀝回收）

④利用基因工程菌株開拓發酵工業新領域

三、微生物發酵的方式

一、分批培養（batch culture or fermentation）又稱分批發酵，常用的培養方法。在一個密閉系統內投入有限數量的營養物質后，接入少量的微生物菌種進行培養，在特定的條件下只完成一個生長周期的微生物培養方法。

分

二、連續培養（continuous culture）

1.概念： 微生物培養到對數生長期時，在發酵罐中不斷添加新鮮的培養基，同時不斷放出代謝物，使微生物細胞在近似恒定狀態下生長的培養方式。

2.特點：微生物細胞的生長速率，產物的代謝均處于恒定狀態，有效地延長對數期到穩定期的階段，可達到穩定，高速培養微生物細胞或產生大量代謝產物的目的，菌的濃度，產物濃度，限制性基質濃度均處于恒定狀態。

3.連續培養的優缺點

優點: 控制稀釋速率可以使發酵過程最優化。發酵周期長，產量高。

缺點: 長期連續培養會引起菌種退化，降低產量。染菌機會增加。

與分批培養比較：

優點：①連續運行，生產周期短，提高了設備利用率和生產效率。

②便于自動化控制，產品質量穩定。

缺點：①連續操作，設備復雜，易受雜菌污染。

②收率和產物濃度低，不利于提取。

③營養物質利用率低，增加了生產成本。

④需要復雜的檢測，控制系統。

⑤易受菌種退化的影響。

應用：廢水處理、葡萄糖酸發酵、酒精發酵等工業中。

因此，連續培養在工業生產上并不多見，只局限于酒精，單細胞蛋白，丙酮，丁

醇等少數幾個產品。在生產實踐中，完全封閉式的分批培養或者純粹的連續培養較少見，更多見的是兩者的折中形式：補料分批培養。

三、補料分批培養（fed-batch culture）： 介于分批培養和連續培養之間的操作方法。

1.概念：根據菌體生長和初始培養基的特點，在分批培養的某些階段適當補加培養基，使菌體或其代謝產物的生產時間延長。(克服營養不足，體積有所變化（增大）)。

2.補料分批培養的優缺點

優點：與分批培養相比：

(1)解除底物抑制、產物的反饋抑制和葡萄糖的分解阻遏效應。

(2)延長次級代謝產物的生產時間。

(3)可避免在分批培養過程中因一次性投糖過多造成細胞大量生長，耗氧過多的狀況。

(4)達到高濃度細胞培養。

(5)稀釋有毒代謝產物。

與連續培養相比：

(1)降低了染菌，避免了遺傳不穩定性（退化和變異）。（因為操作時間有限）

(2)最終產物濃度較高，有利于產物的分離。

(3)使用范圍廣。在生產次級代謝產物和細胞高濃度培養中普遍采用。是發酵技術上的一個劃時代的進步。

缺點：

(1)由于沒有物料取出，產物的積累最終導致比生產速率的下降。

(2)由于物料的加入增加了染菌機會。

應用：面包酵母、氨基酸、抗生素等工業。

3.幾個實例：

一、溫度對發酵的影響

1.影響反應速率：發酵過程中的反應速率實際上是酶反應速率。酶反應有一個最適溫度。2.影響發酵方向：如利用金色鏈霉菌發酵生產四環素的同時能生產金霉素。在低于30℃下，合成金霉素的能力較強，而在35℃時只產生四環素。

另外，還影響發酵液的粘度、溶氧和傳遞速率。

二、最適溫度的選擇

最適發酵溫度是既適合菌體的生長又適合代謝產物合成的溫度。但最適生長溫度與最適生產濃度往往是不一致的。如谷氨酸產生菌的最適生長溫度為30～34℃，產谷氨酸的溫度為36～37℃。因此在發酵前期的長菌階段和種子培養階段應滿足菌體的生長最適溫度。在發酵的中后期要適當提高溫度。

培養條件：通氣條件差，可適當降溫，使菌呼吸速率降低，溶氧可提高些。

三、發酵過程引起溫度變化的因素——發酵熱

Q發酵＝Q生物＋Q攪拌－Q蒸發－Q輻射

四、溫度的控制

一般不需加熱，因釋放了大量的發酵熱，需要冷卻的情況多。用夾套或蛇形管，通冷卻水。南方夏季，冷卻水溫度高，用冷凍鹽水降溫（循環式）,需建冷凍站。pH變化及其控制

一、pH變化的原因。

微生物本身具有一定的調節pH的能力。所以pH變化有一定的規律性。

菌體生長階段，相對于接種后的起始pH來說，有上升或下降的趨勢。

生產階段，pH趨于穩定，維持在最適產物形成pH范圍。

菌體自溶階段，培養液中氨基氮增加，pH上升。

1.基質代謝

（1）糖代謝 糖分解成小分子酸、醇，使pH下降。糖缺乏，pH上升，是補料的標志之一。

（2）氮代謝 氨基酸中的-NH2被利用，pH下降；尿素被分解成NH3，pH上升。

（3）生理酸堿性物質利用后，pH上升或下降。

2.產物形成

3.菌體自溶 ：pH上升

二、pH對發酵的影響

1.影響酶的活性。

2.影響微生物細胞的結構。（影響細胞膜所帶電荷的狀態，改變細胞膜的通透性。影響營養物質的吸收和代謝產物的排泄，影響新陳代謝的進行）

3.影響微生物對基質的利用速率。（影響培養基中某些組分的解離）

4.影響代謝方向。如黑曲霉pH2～3時產檸檬酸，pH中，產草酸。谷氨酸：中性或微堿產谷氨酸/酸性產谷氨酰胺。

三、pH值的確定和控制

1.pH的確定

微生物發酵的最適pH范圍一般在5~8之間，同一菌種，生長最適pH可能與產物合成最適pH不同。最適pH是根據實驗來確定的，即配制不同初始pH的培養基，搖瓶考察發酵情況。

生長的最適pH值與發酵的最適pH值可能不同：

舉例：Aspergillus niger在pH2~2.5范圍時有利于合成檸檬酸，當在pH2.5~6.5范圍內時以菌體生長為主，而在pH7.0時，則以合成草酸為主。谷氨酸：中性或微堿產谷氨酸/酸性產谷氨酰胺。

2.pH的控制

(1)首先從基礎培養基的配方考慮。

a.調節培養基的原始pH。

若控制消后SO4pH在6.0，消前pH往往要調到6.5~6.8。

若達不到要求，則：

b.加入緩沖溶液（如磷酸鹽）或加入維持pH的物質如CaCO3。

c.使鹽類和碳源的配比平衡。

(2)通過加酸堿和中間補料來控制。

a.過去直接加酸（H2SO4）或堿（NaOH），現常用：

生理酸性物質：(NH4)2SO4，NH4+被細胞利用后，SO42-引起pH下降。

生理堿性物質：氨水。既補充氨，氮，又調pH。但氨水作用快，pH波動大，要采用少量多次流加的方法。

b.補料既調節了pH值，又補充了營養，還可減少阻遏作用。

如：味精廠普遍采用流加尿素，有兩個作用：

調節pH值

補充氮源

第四節 溶解氧及其控制

一、溶解氧（dissolved oxygen,DO）對發酵的影響

要考察每一種發酵產物的臨界氧濃度和最適氧濃度，使發酵過程保持在最適濃度。如青霉素發酵的臨界氧濃度為5%-10%之間，低于此值就會對青霉素合成造成損失。

溶氧要適量，大小與產物的生物合成途徑有關。

如：初級代謝的氨基酸發酵，需氧量的大小與氨基酸的合成途徑有關。

①谷氨酸，谷氨酰胺，精氨酸和脯氨酸等谷氨酸系氨基酸，在菌體呼吸充足的條件下，產量最大。若供氧不足，氨基酸合成就會受到強烈抑制。（乙醛酸循環磷酸烯醇式丙酮酸產生的NADH量多）

②異亮氨酸，賴氨酸，蘇氨酸，天冬氨酸等天冬氨酸系氨基酸，供氧充足可得最高產量，但供氧受限，產量受影響不明顯。(產生的NADH量不多)

③亮氨酸，纈氨酸，苯丙氨酸僅在供氧受限，細胞呼吸受抑制時，才能獲得對大量的氨基酸。若供氧充足，產物形成反而受抑制。（不經TCA循環，NADH產量很少，過量供氧，反而抑制）

（1）最適氧濃度（optimal oxygen concentration）：

——菌體生長或產物合成最適濃度范圍。

（2）臨界氧濃度（critical value of dissolved oxygen concentration）：

——滿足微生物呼吸的最低氧濃度。

二、溶氧濃度的控制

溶氧濃度決定因素：供氧和需氧兩方面。

（一）供氧方面：

1.調節攪拌轉速

2.調節通氣速率

（二）需氧方面：

1.菌體濃度和菌齡（呼吸旺盛，耗氧大）

2.基質種類和濃度 ：營養豐富，濃度高，菌體生長快，耗氧量大。以菌濃影響最明顯。

3.培養條件：在最適條件下發酵，耗氧量大。

控制方法：通過控制基質濃度。

大型發酵罐攪拌裝置（攪拌裝置，溫度傳感器，耐高溫pH和溶氧（DO）傳感器）

第五節 泡沫的形成與控制

一、泡沫產生的原因

1.通風攪拌程度及菌體新陳代謝產生的CO2。

2.培養基性質：蛋白質含量多（玉米漿，蛋白胨，黃豆粉，酵母粉），糊精含量多易發泡。

二、泡沫的危害

1.降低生產能力（裝料系數減少）

2.造成大量逃液 引起原料浪費，產物流失，增加了染菌的機會。

3.嚴重時，影響通氣攪拌，妨礙另外菌體呼吸代謝，導致代謝異常或菌體自溶。

三、泡沫的控制 兩種途徑：

-調整培養基成分（如少加或緩加易起泡的原材料）

-改變某些物理化學參數（如pH值、溫度、通氣和攪拌）

-改變發酵工藝（采用分批投料）

上述方法的效果有一定限度。

1.機械消泡：（物理方法，消除已形成的泡沫）

利用機械振動或壓力變化使泡沫破裂。

罐內消泡: 靠罐內消泡漿打碎泡沫。優點：不需引進外界物質，避免染菌，不增加下游負擔。

罐外消泡：將泡沫引出罐外，靠噴嘴的加速作用或離心力消除泡沫。

2.消泡劑消泡

機理:降低液膜的機械強度，降低液膜的表面粘度，從而達到破裂泡沫的目的。

（1）天然油脂類：豆油、玉米油、棉子油、菜籽油（還可作為碳源），用量大，0.1%-0.2%。

（2）聚醚類：又稱泡敵，消泡能力為豆油的10～20倍，用量少，0.02%-0.03%。

第二篇：玉米發酵生產酒精工藝

玉米發酵生產酒精工藝

酒精是一種重要的工業原料,廣泛應用于食品,化工、醫藥等領域,而且可以部分或全部替代汽油,具有安全、清潔、可再生等優點。傳統的酒精生產主要以糖蜜、薯類、谷物為原料發酵而成。近年來,隨著人口增長和經濟的發展以及可利用耕地面積的減少使得酒精生產成本日趨增高,利用豐富、廉價的玉米秸稈為原料生產酒精已成為必然趨勢。我國是一個農業大國,各種纖維素原料資源非常豐富,僅玉米秸稈年產量大約2億噸。目前,玉米秸稈除了少部分被利用外,大部分以堆積、焚燒等形式直接傾入環境,極大地污染了環境,也是一種資源浪費。如果將玉米秸稈經過預處理后水解,其所含的纖維素和半纖維素可分解成糖,經發酵可轉化為酒精,轉熱效率可達30%以上。這樣不但緩解人類所面臨的食物短缺,環境污染、資源危機等一系列問題,而且還能實現人類的可持續發展,因而近年來玉米秸稈成為生物能源領域的研究熱點。

玉米生產酒精的工藝流程如圖。

1玉米秸稈簡介

玉米秸稈主要由植物細胞壁組成,基本成分為纖維素、半纖維素和木質素等。木質素將纖維素和半纖維素層層包圍。纖維素是一種直鏈多糖,多個分子平行排列成絲狀不溶性微小纖維,半纖維素主要由木糖、少量阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖組成,木質素是以苯丙烷及衍生物為基本單位組成的高分子芳香族化合物。其中,木質素是一種燃料,半纖維素可水解為五碳糖,而纖維素水解為六碳糖比較困難。2玉米秸稈預處理

由于玉米秸稈結構復雜,不僅纖維素、半纖維素被木質素包裹,而且半纖維素部分共價和木質素結合,同時纖維素具有高度有序晶體結構。因此必須經過預處理,使得纖維素、半纖維素、木質素分離開,切斷它們的氫鍵,破壞晶體結構,降低聚合度。常見預處理方法有物理法、化學法、物理化學法和微生物法等。2.1擠壓膨化法

該方法屬于物理處理法,是將原料粉碎后調節至一定水分,加入擠壓機內,物料在螺桿的旋轉推動下向前運動,同時被剪切、擠壓。并且在摩擦熱的作用下溫度可接近140℃;然后從擠壓機中噴出,物料的壓力突然降低、體積迅速膨脹,纖維素晶體結構被破壞,從而為纖維素的酶解處理創造條件。這種預處理方法生產過程連續,不需要消耗蒸汽,而且具有滅菌效果。2.2濕氧化法

濕氧化法屬于化學處理法,是指在加溫加壓條件下,水和氧氣共同參加的反應。濕氧化法對玉米秸稈處理效果很好,纖維素遇堿,只引起纖維素膨脹,形成了堿化纖維素,但能保持原來骨架,加入Na2CO3后起緩和作用,能防止纖維素被破壞,使木質素和半纖維素溶解于堿液中而與纖維素分離。這樣得到的纖維素純度較高,且副產物很少。匈牙利Eniko等人采用濕氧化法在195℃,15min,1200千帕O2,Na2CO32g/L條件下,對60g/L玉米秸稈進行預處理。其中60%半纖維素、30%木質素被溶解,90%纖維素呈固態分離出來,纖維素酶解轉化率(ECC)達85%左右。

2.3酸處理法

酸處理法也是一種化學處理法,這種方法可追溯到1980年,而在德國可能更早。該法是采用硫酸、硝酸、鹽酸、磷酸等對纖維素原料進行預處理,其中以硫酸研究和應用的最多。處理后,半纖維素首先水解得到無碳糖,纖維素的結晶結構被破壞,原料疏松,可發酵性強。但水解前必須將pH值調整到中性,還應該注意反應器的耐酸性。2.4蒸汽爆破法

蒸汽爆破法屬于物理處理化學法,是用蒸汽將原料加熱至180～200℃,維持5～30min,也可加熱到245℃,維持0.5～2.0min。高溫高壓造成木質素的軟化,然后迅速使原料減壓,造成纖維素晶體和纖維束的爆裂,使木質素和纖維素分離。該法成本較高,在我國可采用北京林業大學賴文衡教授研究的間歇蒸汽汽爆器對玉米秸稈進行爆破處理,經這種爆破器爆破的玉米秸稈,纖維素水解轉化率(ECC)可達70%以上。2.5生物方法

生物處理方法具有節約化工原料、能源和減輕環境污染等方面的優點。有許多微生物能產生木質素分解酶,如白腐菌,其分解木質素的能力較強,但活性較低,而且微生物處理周期長、菌體會破壞部分纖維素和半纖維素,降低纖維素的水解率,因此難以得到利用。瑞典等北歐國家則利用無纖維素酶的擔子菌突變株對纖維素材料進行脫木質素處理,取得了一定的效果。3水解工藝

玉米秸稈進行預處理后,纖維素水解只有在催化劑存在的情況下才能顯著進行。常用催化劑是無機酸和酶,由此分別形成了酸水解工藝和酶水解工藝,酸水解工藝又分為稀酸水解和濃酸水解。水解主要是破壞纖維素、半纖維素的氫鍵,使之轉化為發酵的單糖。3.1濃酸水解

用70%的硫酸50℃下在反應器中反應2～6h,半纖維素首先被降解,溶解在水里的物質經過幾次濃縮瀝干后得到糖,半纖維素水解后的固體殘渣經過脫水后,在30%～40%的硫酸中浸泡1～4h。溶液再經脫水和干燥后,在70%的硫酸下反應1～4h,回收的糖和酸溶液經過離子交換,分離出的酸在高效蒸發器中重新濃縮,剩余的固體殘渣則再循環利用到下一次的水解中。濃酸水解過程的主要優點是糖的回收率高,大約有90%的半纖維素和纖維素轉化的糖被回收。但濃硫酸腐蝕性強,而且從經濟方面考慮必須回收濃硫酸,增加了工藝的復雜程度。3.2稀酸水解

為了解決濃酸水解法存在的問題,一般采用稀硫酸(0.2%～0.5%),在較溫和條件下進行。此時水解一般分2個階段:第1階段為低溫操作,從半纖維素獲得最大糖產量;第2階段采用高溫操作使纖維素水解為六碳糖,糖的轉化率一般為50%左右。但稀酸水解容易產生大量副產物。

3.3酶水解

酶水解是利用產纖維素酶的微生物或者纖維素酶制品,直接將半纖維素、纖維素水解成可發酵糖。與酸水解相比,它可在常壓下進行,反應條件溫和、效率高、能耗低、選擇性強、環保效果好,顯示出良好的應用價值和前景。水解后可形成單一產物,產率較高(>95%)。匈牙利Eniko等人采用NovoYm188等水解經濕氧化處理的玉米秸稈,酶解纖維素轉化率(ECC)高達85%。該法的關鍵在于纖維素酶的獲得和利用,同時要考慮纖維素酶的成本。丹麥諾維信公司曾經宣布其纖維素酶生產成本已比當初降低了12倍,現在該公司又取得了重大進展,纖維素酶生產成本已比最初降低了20倍,生產lL燃料級乙醇所需纖維素酶的成本已低于6.6美分。這極大地推進了燃料乙醇的商業化進程。4發酵工藝

由于農作物秸稈的相當部分由半纖維素構成,其水解產物為以木糖為主的五碳糖,還有相當量的阿拉伯糖生成(可占五碳糖的10%～20%),故五碳糖的發酵效率是決定過程經濟性的重要因素。木糖的存在對纖維素酶水解起抑制作用,將木糖及時轉化為酒精對玉米秸稈的高效率酒精發酵是非常重要的。目前人們研究最多且最有工業應用前景的木糖發酵產乙醇的微生物有3種酵母菌種,即管囊酵母、樹干畢赤酵母和體哈塔假絲酵母,主要的發酵方法有以下幾種。

4.1直接發酵法

直接發酵法是基于纖維分解細菌直接發酵纖維素生產乙醇,不需要經過酸水解或酶水解前處理過程。一般利用混合菌直接發酵,例如熱纖梭菌(ClostridiumthermoceUum)能分解纖維素,但乙醇產率較低(50%),熱硫化氫梭菌(Col-stridiumthermohydz)不能利用纖維素,但乙醇產率相當高,如果進行混合發酵,產率可達70%。呂福英介紹了熱纖梭菌的生理生化特性及發酵生產的研究進展,并對熱纖梭菌發酵生產乙醇的因素以及乙醇等發酵產物對熱纖梭菌的抑制作用作了概述。但熱纖梭菌產生乙醇也存在以下問題:發酵不完全、發酵速度慢、終產物乙醇和有機酸對細胞有相當大的毒性,需要進一步改進。4.2間接發酵法

間接發酵是目前研究最多的一種方法。使用纖維素酶水解纖維素,收集酶解后的糖液作為酵母發酵的碳源,先用纖維素酶水解纖維素,酶解后的糖液作為發酵碳源。但是受末端產物抑制,低細胞濃度以及底物基質抑制作用影響乙醇產量。因此可采取的方法有:減壓發酵法和阿爾法-拉伐公司的Bi-otile法,還可以通過篩選在高糖濃度下存活并能利用高糖的微生物突變菌株來克服基質抑制。4.3同步糖化發酵法(SSF法)

這種方法的原理和間接發酵法相同,是為了克服反饋抑制作用,由Gauss等提出的在同一反應器中糖化和發酵同步進行。這樣纖維素酶對纖維素的酶水解和發酵糖化過程在同一裝置內連續進行。水解產物葡萄糖由于菌體的不斷發酵而被利用,消除了葡萄糖因基質濃度對纖維素酶的反饋抑制作用。在工藝上采用一步發酵法,簡化了設備,節約了總生產時間,提高了生產效率。當然也存在一些抑制因素,如木糖的抑制作用,糖化和發酵溫度不協調。張繼泉在這方面進行了大量的實驗研究,并取得了一定的進展。4.4固定化細胞發酵

固定化細胞發酵能使發酵罐內細胞濃度提高,細胞可連續使用,使最終發酵液酒精濃度得以提高。常用的固定化載體有海藻酸鈉、卡拉膠、多孔玻璃等。固定化細胞的新動向是混合固定細胞發酵,如酵母與纖維二糖酶一起固定化。將纖維二糖基質轉化成乙醇,被看作是玉米秸稈生產乙醇的重要方法。5結論與展望

今后,玉米秸稈生產酒精的研究方向將主要集中在以下幾個方面。5.1預處理方法

單純的物理法和化學法不足以破壞纖維素晶體結構以及去除半纖維素和木質素,應綜合運用物理法與化學法,一步完成預處理和水解2個階段,有效提高纖維素的水解率。5.2糖化工藝

發酵過程的酒精產率受許多因素影響,其中主要是水解效率和單糖產量。比較而言,酶水解較酸水解有較大的優越性,將成為今后糖化工藝的主要發展方向。

第三篇：工藝小結

軋鋼車間工藝小結

按照上月工藝組攻關工作會議計劃要求，本月我車間主要從以下幾個方面工作進行了挖潛及其攻關，并取得了顯著成果。

一、工藝技術方面：

首先中軋機組3-1改孔型在5月19日進行了試用。該孔型共軋制7個班次，單槽平均軋制量達到2400噸，與原先改進前單槽軋制2300噸有所提高。其次，改后孔型對料形控制較為穩定，軋件咬入較為理想，且無明顯扭轉現象，這對于4V軋機的進口導衛夾板的磨損起到了一定的減輕作用，原來每個班要換用2對滑動導衛，現在達到2個班次用3對導衛夾板，節約了成本消耗。另外對軋制φ25的圓鋼規圓孔型以及其它相關孔型進行了完善，并傳真給了相關單位，請予修改和審核。

此外，工藝管理方面，車間主要是圍繞提高成材率這個中心議題展開工作的。

1、車間開展了換品種后的千支無軋廢，一次過鋼率競賽，以板報的形式公布于眾，此舉主要是可加強各班組尤其是軋鋼班在換軋機時的責任心，對軋機及其導衛安裝、檢測更細心到位，大大提高了換輥質量，同時如果達到一次過鋼即可以減少各種廢品，也節約了故障時間，增加了產量，提高了成材率。

2、經濟、技術指標競賽臺，此活動主要是對于各班組在生產中出現的軋廢、檢廢、90方回爐鋼、成材率、產量五個方面進行考核，同時也是以上黑板的形式開展。對個方面做得較好的班組進行嘉獎。通過以上兩個競賽活動使各生產班組產生了競爭意識，起到了較為積極的作用，在一定程度上提高了成材率。

另外對軋機澆水管的閥門進行了改進，從3H到13H軋機均改為快捷閥門開關控制，加強了水量的控制，500軋機進口板梁的固定比由原來的盲孔改為現在的通孔螺栓固定，加強了固定作用。

二、軋機裝配方面：

對換下來的軋機預裝工在拆裝時對軋機軸承以及其它零部件都經過了認真檢查，尤其是近期又出現了燒損軋機軸承現象，所以下一步要求預裝人員用經驗來判斷軸承是否可以再次使用，如可以，也需備用軋機來保證生產。

在線使用軋機彈跳嚴重的惡軋機要進行登記，在拆裝時以便檢查液壓平衡缸是否完好，有問題及時處理。

三、導衛修復：

1、本月車間共修復夾板33付，每付價格為1920元，合計63360元 2、550軋機橫梁的修復

車間將已報廢的梯形橫梁割掉衛板，砂磨后修復2支，每支3960元節約7920元

3、修復55系列導輥302個，原價180元/個，修復價18元/個，節約180X302-18X302=48924元

4、修復55系列導衛付32付，原價360元/付，現用焊條焊接后砂磨，其費用為960元，可節約費用360X32-960=10560元。

以上工作使車間在工藝技術、以及管理等方面都取得一些效果，促進了車間的生產，尤其是大大提高了車間的成材率達到96.05%，超額完成廠部指標95.7%。

6月份還有許多工作要完善，要以本月的攻關會議精神為依據和指南進一步改進措施，完善不足。

軋鋼車間 2006-5-27

第四篇：微生物發酵制藥-總體工藝過程流程（定稿）

微生物發酵制藥-----總體工藝過程流程

工業微生物技術是可持續發展的一個重要支撐，是解決資源危機、生態環境危機和改造傳統產業的根本技術依托。工業微生物的發展使現代生物技術滲透到包括醫藥、農業、能源、化工、環保等幾乎所有的工業領域，并扮演著重要角色。歐美日等國已不同程度地制定了今后幾十年內用生物過程取代化學過程的戰略計劃，可以看出工業微生物技術在未來社會發展過程中重要地位。

微生物制藥技術是工業微生物技術的最主要組成部分。微生物藥物的利用是從人們熟知的抗生素開始的，抗生素一般定義為：是一種在低濃度下有選擇地抑制或影響其他生物機能的微生物產物及其衍生物。(有人曾建議將動植物來源的具有同樣生理活性的這類物質如魚素、蒜素、黃連素等也歸于抗生素的范疇，但多數學者認為傳統概念的抗生素仍應只限于微生物的次級代謝產物。)近年來，由于基礎生命科學的發展和各種新的生物技術的應用，報道的微生物產生的除了抗感染、抗腫瘤以外的其他生物活性物質日益增多，如特異性的酶抑制劑、免疫調節劑、受體拮抗劑和抗氧化劑等，其活性已超出了抑制某些微生物生命活動的范圍。但這些物質均為微生物次級代謝產物，其在生物合成機制、篩選研究程序及生產工藝等方面和抗生素都有共同的特點，但把它們通稱為抗生素顯然是不恰當的，于是不少學者就把微生物產生的這些具有生理活性（或稱藥理活性）的次級代謝產物統稱為微生物藥物。

微生物藥物的生產技術就是微生物制藥技術。可以認為包括五個方面的內容：

第一方面 菌種的獲得

根據資料直接向有科研單位、高等院校、工廠或菌種保藏部門索取或購買；從大自然中分離篩選新的微生物菌種。

1.分離思路：新菌種的分離是要從混雜的各類微生物中依照生產的要求、菌種的特性，采用各種篩選方法，快速、準確地把所需要的菌種挑選出來。實驗室或生產用菌種若不慎污染了雜菌，也必須重新進行分離純化。具體分離操作從以下幾個方面展開。2.定方案：首先要查閱資料，了解所需菌種的生長培養特性。3.采樣：有針對性地采集樣品。

4.增殖：人為地通過控制養分或培條件，使所需菌種增殖培養后，在數量上占優勢。5.分離：利用分離技術得到純種。

6.發酵性能測定：進行生產性能測定。這些特性包括形態、培養特征、營養要求、生理生化特性、發酵周期、產品品種和產量、耐受最高溫度、生長和發酵最適溫度、最適pH值、提取工藝等。

第二方面 高產菌株的選育

工業上生產用菌株都是經過選育過的。工業菌種的育種是運用遺傳學原理和技術對某個用于特定生物技術目的的菌株進行的多方位的改造。通過改造，可使現存的優良性狀強化，或去除不良性質或增加新的性狀。

工業菌種育種的方法：誘變、基因轉移、基因重組。

育種過程包括下列3個步驟：(1)在不影響菌種活力的前提下，有益基因型的引入。(2)希望基因型的選出。(3)改良菌種的評價(包括實驗規模和工業生產規模)。

選擇育種方法時需綜合考慮的因素(1)待改良性狀的本質及與發酵工藝的關系(例如分批或者連續發酵試驗)；(2)對這一特定菌種的遺傳和生物化學方面認識的明了程度；(3)經濟費用。如果對特定菌種的基本性狀及其工藝知曉甚少，則多半采用隨機誘變、篩選及選育等技術；如果對其遺傳及生物化學方面的性狀已有較深的認識，則可選擇基因重組等手段進行定向育種。

工業菌種具體改良思路：(1)解除或繞過代謝途徑中的限速步驟（通過增加特定基因的拷貝數或增加相應基因的表達能力來提高限速酶的含量；在代謝途徑中引伸出新的代謝步驟，由此提供一個旁路代謝途徑。）(2)增加前體物的濃度。(3)改變代謝途徑，減少無用副產品的生成以及提高菌種對高濃度的有潛在毒性的底物、前體或產品的耐受力。(4)抑制或消除產品分解酶。(5)改進菌種外泌產品的能力。(6)消除代謝產品的反饋抑制。如誘導代謝產品的結構類似物抗性。

第三部分 菌種保藏技術 轉接培養或斜面傳代保藏； 超低溫或在液氮中冷凍保藏；

土壤或陶瓷珠等載體干燥保藏。第四部分 發酵工藝條件的確定 微生物的營養來源

能源，自養菌：光；氫，硫胺；亞硝酸鹽，亞鐵鹽。異養菌：碳水化合物等有機物，石油天然氣和石油化工產品，如醋酸。

碳源，碳酸氣；淀粉水解糖，糖蜜、亞硫酸鹽紙漿廢液等，石油、正構石蠟，天然氣，醋酸、甲醇、乙醇等石油化工產品

氮源，豆餅或蠶蛹水解液，味精廢液，玉米漿，酒糟水等有機氮，尿素，硫酸銨，氨水，硝酸鹽等無機氮，氣態氮

無機鹽，磷酸鹽，鉀鹽，鎂鹽，鈣鹽等其他礦鹽，鐵、錳、鈷等微量元素等 特殊生長因子，硫胺素、生物素、對氨基苯甲酸、肌醇等

培養基的確定

（1）首先必須做好調查研究工作，了解菌種的來源、生活習慣、生理生化特性和一般的營養要求。工業生產主要應用細菌、放線菌、酵母菌和霉菌四大類微生物。它們對營養的要求既有共性，也有各自的特性，應根據不同類型微生物的生理特性考慮培養基的組成。（2）其次，對生產菌種的培養條件，生物合成的代謝途徑，代謝產物的化學性質、分子結構、一般提取方法和產品質量要求等也需要有所了解，以便在選擇培養基時做到心中有數。（3）最好先選擇一種較好的化學合成培養基做基礎，開始時先做一些搖瓶實驗;然后進一步做小型發酵罐培養，摸索菌種對各種主要碳源和氮源的利用情況和產生代謝產物的能力。注意培養過程中的pH變化，觀察適合于菌種生長繁殖和適合于代謝產物形成的兩種不同pH，不斷調整配比來適應上述各種情況。

（4）注意每次只限一個變動條件。有了初步結果以后，先確定一個培養基配比。其次再確定各種重要的金屬和非金屬離子對發酵的影響，即對各種無機元素的營養要求，試驗其最高、最低和最適用量。在合成培養基上得出一定結果后，再做復合培養基試驗。最后試驗各種發酵條件和培養基的關系。培養基內pH可由添加碳酸鈣來調節，其他如硝酸鈉、硫酸銨也可用來調節。

（5）有些發酵產物，如抗生素等，除了配制培養基以外，還要通過中間補料法，一面對碳及氮的代謝予以適當的控制，一面間歇添加各種養料和前體類物質，引導發酵走向合成產物的途徑。

(6)根據經濟效益選擇培并基原料 考慮經濟節約，盡量少用或不用主糧，努力節約用糧，或以其他原料代糧。糖類是主要的碳源。碳源的代用品主要是尋找植物淀粉、纖維水解物，以廢糖蜜代替淀粉、糊精和葡萄糖，以工業葡萄糖代替食用葡萄糖；石油作為碳源的微生物發酵也可以生產以糧食為碳源的發酵產品。有機氮源的節約和代替主要為減少或代替黃豆餅粉、花生餅粉、食用蛋白胨和酵母粉等含有豐富蛋白質的原料為目標，代用的原料可以是棉籽餅粉、玉米漿、蠶蛹粉、雜魚粉、黃漿水或麩汁、飼料酵母、石油酵母、骨膠、菌體、酒糟，以及各種食品工業下腳料等。這些代用品大多蛋白質含量豐富，價格低廉，便于就地取材，方便運輸。

培養工藝的確定：

培養條件：溫度、pH值、氧、種齡、接種量、溫度

工業微生物的培養法分為靜置培養和通氣培養兩大類型。

靜置培養法即將培養基盛于發酵容器中，在接種后，不通空氣進行發酵，又稱為厭氧性發酵。通氣培養法的生產菌種以需氧菌和兼性需氧菌居多，它們生長的環境必須供給空氣，以維持一定的溶解氧水平，使菌體迅速生長和發酵，又稱為好氣性發酵。

在靜置和通氣培養兩類方法中又可分為液體培養和固體培養兩大類型，其中每一類型又有表面培養與深層培養之分。

關于液體深層培養：

用液體深層發酵罐從罐底部通氣，送入的空氣由攪拌槳葉分散成微小氣泡以促進氧的溶解。這種由罐底部通氣攪拌的培養方法，相對于由氣液界面靠自然擴散使氧溶解的表面培養法來講，稱為深層培養法。特點是容易按照生產菌種對于代謝的營養要求以及不同生理時期的通氣、攪拌、溫度、與培養基中氫離子濃度等條件，選擇最佳培養條件。

深層培養基本操作的3個控制點

①滅菌：發酵工業要求純培養，因此在發酵開始前必須對培養基進行加熱滅菌。所以發酵罐具有蒸汽夾套，以便將培養基和發酵罐進行加熱滅菌，或者將培養基由連續加熱滅菌器滅菌，并連續地輸送于發酵罐內。②溫度控制：培養基滅菌后，冷卻至培養溫度進行發酵，由于隨著微生物的增殖和發酵會發熱、攪拌產熱等，所以為維持溫度恒定，須在夾套中以冷卻水循環流過。③通氣、攪拌：空氣進入發酵罐前先經空氣過濾器除去雜菌，制成無菌空氣，而后由罐底部進人，再通過攪拌將空氣分散成微小氣泡。為了延長氣泡滯留時間，可在罐內裝擋板產生渦流。攪拌的目的除了溶解氧之外，可使培養液中微生物均勻地分散在發酵罐內，促進熱傳遞，以及為調節pH而使加入的酸和堿均勻分散等。

第五部分 發酵產物的分離提取 提取方法： 過濾 離心與沉降 細胞破碎 萃取

吸附與離子交換 色譜分離

沉析（鹽析、有機溶劑沉析、等電點等）膜分離 結晶 干燥

分離提取過程的幾個注意的問題： 水質

熱源去除（石棉板吸濾、活性碳吸附、過離子交換柱）溶劑回收 廢物處理 生物安全性

第五篇：工藝課程小結

數控加工工藝課程設計總結

我們這次所做的課程設計是由6個可選的大題目中選出的一個，該零件屬于軸類零件，由圓柱面、順逆圓弧面和螺紋等幾部分組成，是數控加工可選擇的內容。在數控加工工藝課程設計指導書對加工內容的選擇做了要求，其中適宜內容為：普通機床無法加工的內容宜作為優選內容；普通機床難加工、質量難以保證的內容作為重點選擇內容；普通機床加工效率低、工人勞動強度大，在數控機床還有加工能力充裕時進行選擇。我們小組針對適宜內容中所說的一二兩條，再根據自身的情況選擇了第三個零件圖來進行課程設計。

因為我們小組所選擇的第四個圖形未做特殊的表面粗糙度要求，而一般零件取表面精度為七級精度，所以我們決定使用中等精度數控CJK6140機床即可保證零件的加工要求。毛壞的選擇也很重要，零件村料的工藝特性和力學性能大致決定了毛坯的種類。零件的結構形狀與外形尺寸也是重 要因素。大型且結構簡單的零件毛坯多用砂型鑄造或自由鍛；軸類零件的毛坯，若臺階直徑相差不大，可用棒料；若各臺階尺寸相差較大，則宜選擇鍛件。但是根據我們現在的實際情況是做課程設計及現在的我們自身所具備的條件（因為能否上數控機車實驗尚未可知），且為符合加工要求，毛坯?35×115mm的熱扎45#圓鋼是最好的選擇。數控加工前先在普床上完成外圓的準備加工：先使之獲得?35mm的外圓。

接下來就是確定基準與夾具了。因為數控加工對所選用的夾具有兩個基本要求：一是保證其主要定位方向與機床的坐標方向相對固定；二是要便于協調零件與坐標系的尺寸對應關系。工件的裝卸也要快速、方便、可靠，這幾點跟普通車床也是基本一樣的，不過數控車床是為了減少停機時間。所以我們加工這個輪盤類外輪廓時，為保證一次安裝加工出全部外輪廓，需設一圓錐心軸裝置，用三爪卡盤夾持心軸左端，心軸右端留有中心孔并用尾座頂尖頂緊以提高工藝系統的剛性。

由于數控機床具有孔加工固定循環功能，使得孔加工動作比較容易實現。因此，確定孔加工路線時重點要考慮孔定位的問題。確定進給路線的原則是，應能保證零件的加工精主和表面粗糙度要求，應使走刀路線最短，減少刀具空行程時間，還應充分考慮所確定的工步順序，安排進給路線。零件加工路線原則是由粗到精,由內到外，基面先行的加工原則。在一次裝夾中盡可能加工出較多的工件表面。結合本零件的結構特征，可先加工內孔各表面，然后加工外輪廓。而CAK6140車床具有粗車循環及螺紋循環的自動加工功能，加工時能按程序去自動完成循環。

在編寫程序中一些基本的指令代碼是不可或缺的。數控程序所用的代碼，主要有準備功能G代碼、輔助功能代碼、進給功能F代碼、主軸速度功能S代碼和刀具功能T代碼。因為本次選來做課程設計的這個零件在數控機床上加工是分兩次裝夾的，所以程序的編寫在兩端時也是不一樣的，不是用單純的循環指令。

在本次設計中，個人認為在數控工藝設計的過程中，對工藝措施的選擇與加工路線制定還是比較成功的，但還存在的未解決的問題:，如設計進度與質量不能達到較好的水平、設計方法不是很如人意、沒有一個學習這門課很系統的人來指導。

這次課程設計讓我們對以往學習過的知識進行了再學習和鞏固。其中涉及到多門專業課。如《機械制造》、《數控工藝》、《數控編程》等。通過這次課程設計我們真正學會了自主學習，獨立完成作業，如何學會與自己的團隊做好協調。因為課程設計具有實踐性、綜合性、探索性、應用性等特點。本次選題的目的是數控專業教學體系中構成數控技術專業知識及專業技能的重要組成部分，是運用數控機床實際操

作的一次綜合練習。隨著課程設計的逐漸完成，使我對《數控加工工藝》這門課程以及對數控加工技術都有了更深入的理解和掌握。在這段時間里，我們這個小組，就是新建的團隊，每個人都是一樣，盡著自己最大的努力學習，來學習和創新。為了解決技術上的問題，我也不斷地去翻閱所學的專業書籍和各種相關 的資料。這使我真正體會到了很多，也感受到了很多，當然更重要的是學習到了以前書本上沒學到的知識。

通過這次課程設計,我覺得自己要對刀具的切削用量等方面的計算多下功夫學習,這些方面的知識對我們以前從事的專業工作都有很大用處。這次課程設計讓我們在設計工藝規程和編寫加工程序的時候大腦中形成了一種可以快速反應的模式，我想這也是一種收獲，是在對我們一周在課設上所花時間的回報。因為這種模式將讓我更好地學習以后的課程，將其他專業課程系統的組合在一起。

在這次課設中，對加工程序的編寫是最讓人感到棘手的，因為對數控加工程序指令不是很熟悉，在編寫上也費了不少的功夫，雖然編寫程序這一塊占用了整個時間的相當一部分，但我依然感到欣喜，因為現在的我已經掌握了基本程序的編寫，而且對一些特殊指令也可以應用到實例中了。我想如要加快編程速度，除了對各編程指令的熟練掌握之外，還需要你掌握零件工藝方面的知識。對于夾具的選擇、切削參數的設定我們必須十分清楚。在上機操作時，我們只有不斷地練習各個功能指令的作用，才能在編程時得心應手。

這次數控加工工藝課程設計的指導書是由我們的工藝老師，劉先梅老師執筆的，無疑指導書在我們這次設計中起了很大的作用，它指導我們按什么的步驟去完成這個設計。其實在對指導書的閱讀過程中也是一種學習，一些關于加工工藝上的問題和所要注意的事項，使我們大家在做課程設計時思路更加清晰，不會走太多彎路。

通過這次課程設計，我的第一感受就是團隊精神的重要性。當第一天開始課程設計要分組的時候，老師就給我們大家心里埋下了一股高昂的基調。在這讓人覺得枯燥又充實的幾天中，我們大家都按照自己所分工所要做的事性在埋頭苦干，給人的感覺好像回到了高中時代將面臨高考時候，以現在的身份看那時，假以那時的身份又想到現在，讓人心潮澎湃，激情更加高漲。以往做一件事情的時候，個人可能都會有精神分散的情況，而當一個人真正面對一件難做而又不得不做的事情時，覺得拿下它就是一種勝利，這是對自己的一種最起碼的要求，精神集中也是對你在做的一件事情負責，對自己負責。這是我們在以后的工作中，應該具備的一種本質，現在學會或者說是養成是非常有必要的。不管怎么說，這次課設是帶給了我們很大的收獲的，在將臨畢業的時候，我想我會繼續以高昴的心態去面對下一次的畢業設計，去面對將要走上的社會中的工作崗位帶給我的無限挑戰。