发酵范文

发酵范文（精选8篇）

发酵 第1篇

发酵工程论文发酵过程论文

生物工程技术下的发酵床养猪法

摘要: 在我国,工业式养猪的缺点逐渐显露,而“发酵床养猪法”的提出在解决养猪业环境污染、养殖效益、质量安全方面都表现出了明显的优势,受到养猪者的欢迎和行业部门的重视。因此,具有巨大的推广价值。但在应用这一技术时,也存在一些问题,影响、制约“发酵床养猪法”的应用发展,我们应该对其有一个客观的认识。

关键词: 发酵床养猪;优势;问题;制约;客观

近年来,养猪业面对的挑战日渐增多,除了猪病与市场风险外,排污与环保的压力可能是最令养猪人头痛的难题。在环保声浪日渐高涨的背景下,以厚垫料为主要特征、以“零排放”为主要卖点的“发酵床”养猪法,在强大的商业宣传攻势及各级政府部门的推动下,大有星火燎原之势。我认为,一项饲养工艺的重大变革不但需要严谨的科学论证,更需要对实际效果进行实事求是的经得起时空考验的客观评估。

发酵床技术的概括

1.1 发酵床养猪技术的原理

发酵床养猪的原理是在养猪圈舍内利用一些高效有益微生物与垫料建造发酵床,猪将排泄物直接排在发酵床上,利用生猪的拱掘习性,加上人工辅助翻耙,使猪粪、尿和垫料充分混合,通过有益发酵微生物菌落的分解发酵,使猪粪、尿有机物质得到充分的分解和转化。发酵床养猪的技术原理与农田有机肥被分解的原理基本一致,关键是垫料碳氮比与发酵微生物的选择。其技术核心在于“发,可以说,“发酵床”效率的高低决定了该养猪法经济效益的高低。

1.2 发酵床中的有益微生物

发酵床中所使用的高效有益微生物主要有芽孢杆菌属、乳酸杆菌属(厌氧型)、放线菌群(好气型)和酵母菌群(好氧型)。

1.3 发酵床养猪的注意事项

1.3.1 猪舍:一般要求猪舍呈东西走向,座北朝南,这样的圈舍采光好,利于发酵;而且南北可以敞开,适合通风良好,不臭也没蚊蝇。

1.3.2 阳光:屋顶需要设置透明亮瓦,要让阳光照进来,这个对圈底微生物发酵床菌种营养搭档伴侣和粪便秸秆发酵剂的发酵非常重要,亮瓦的多少以阳光自东向西移动时可照到猪圈全部为最佳,尽量做到阳光普照。

1.3.3 养猪密度:根据猪的大小来分,考虑猪的数目,每个猪大概1平方米左右,如果养的密度太小,微生物营养不够,发酵不好,就失去效果了,但是可以补充。密度过大绝对不行,对圈地造成很大的影响,猪的活动空间也不够,微生物吸收不了这么多猪粪,导致圈底潮湿。

1.3.4 垫料:垫料一般选择:秸秆、树叶杂草、稻谷壳粉、锯末屑、粪便,发酵床菌种之一粪便秸秆发酵剂等,有条件加入少量的米糠、酒糟等糟渣饲料发酵效果更好。其厚度一般在80cm左右,以确保发酵床有较高的温度。

1.3.5 垫料管理:正常运行的垫料,其中心部无臭味,湿度45%～50%,温度45℃左右,PH值7～8。为了保证垫料的正常发酵,应每周翻动2～3次,翻动深度30厘米以上。打散结块垫料保证通透性。每批猪出栏后将垫料彻底翻一遍。

对发酵床的客观看待

2.1 发酵床养猪技术的优点

2.1.1 减轻对环境的污染:猪粪尿可长期留存猪舍内,不向外排放,不向周围流淌,利用垫料里含有的相当活性的土壤微生生物的发酵原理,能够迅速有效的降解、消化猪的排泄物,不需要再对猪粪尿采用清扫排放,也不会形成大量的冲圈污水,从而变成没有任何废弃物排放的养猪场,真正达到养猪零排放的目的。

2.1.2 节约能源:猪粪尿与锯末垫料的混合物在微生物的作用下迅速发酵分解,产生热量,中心温度可达40～50℃或更高,表层温度长期维持在25～30℃。在零度以下的冬天,不管南方北方(北方更有优势),这个升温的优点是很具经济价值的,省了电、煤等取暖费。尤其是改善了猪的腹感温度,降低了猪舍温度变化幅度,相比其他取暖方式,更具优势。同样,在夏季,由于几乎全敞开窗户,形成了扫地风、穿堂风等类似凉亭子的效果,结合垫料管理,猪只感觉非常凉爽。

2.1.3 增加安全性:利用有益菌占位原理,增强猪只抗病力,提高了饲养效率和猪肉品质病原菌致病的基础是病原菌达到一定的浓度,由于发酵微生物等有益菌的大量繁殖,在垫床上、空气中甚至猪舍的各个角落都弥漫着有益菌,使有益菌成为优势菌群,形成阻挡病原菌的天然屏障。即使有极少量病原菌的刺激,也只能使猪只产生特异性免疫反应,从而使猪只形成坚强的保护力。

2.1.4 提高猪肉品质:猪饲养在垫料上,显得十分舒适,猪活动量较大。猪生长发育健康,几乎没有猪病发生,几乎不用抗生药物,提高了猪肉品质,生产出真正意义上的有机猪肉。

2.2 发酵床养猪技术的缺点

2.2.1 发酵床造价比较高:不适合小型用户,适合规模养殖场。

2.2.2 饲养密度与排泄物承载能力:由于猪群的排泄物全部汇集在“发酵床”上,有效单位面积的饲养密度与排泄物的承载能力呈正相关,发酵床面积太小导致功能微生物因面积不够而超负荷工作,导致发酵床降解粪便、除臭、促生长的作用就不明显或基本丧失殆尽。

2.2.3 疫病的控制问题:虽然危害养猪业的主要细菌、病毒无法在50℃的环境下长期存活,但不能带猪消毒始终是这一养猪法的缺陷,发酵床养的猪也会得病,发酵的益生菌也不可能完全抑制病毒,同时发酵床是靠木屑、米糠等粉状物吸收猪的排泄物,而猪有拱食的习惯,木屑、米糠等粉状物会因为猪拱食进入呼吸道,有造成呼吸道疾病的潜在威胁,湿度过高时会使寄生虫病危害严重。

总结

总之,任何一种技术都会存在优缺点,也有一定的应用条件,发酵床养猪技术也不例外,因此发酵床的功能作用不是万能的,办法是否总会比问题多,也不一定,关键需要从各个方面综合考虑。在推广过程中,我们根据其他怕什么不怕什么,对一些技术进行了完善改良并积极做好维护和管理工作使发酵床长期正常运转。

参考文献:

[1]向仲怀、黄君霆、夏建国,等蚕丝生物学[M].北京:中国林业出版社,2005.[2]向仲怀,家蚕遗传育种学[M].北京:中国农业出版社,1994.[3]张友洪、肖金树、周安莲,特殊性状蚕品种923·9215×952·956H的育成[J].中国蚕业,2006,27(3):37-38.[4]罗尤海、代方银、鲁成,家蚕突变型浓黑蛹的遗传分析研究[J].安徽农业科学,2006(14):3398-3400.[5]杨明观、陈玉银、江丽军,桑蚕暗化蛾突变体及其在生产上的应用前景[J].蚕桑通报,2001,32(4):19-21.[6]宋秀超、郝建伟、陈灿菊、崔艳辉,《今日畜牧兽医》,2008年第九期.[7]杜晓光,《中国动物保健》(ChinaAnimalHealth),2009年8月.[8]李玉霞,《ChinaSwineIndustry》,2009年第八期.

发酵 第2篇

左文朴1 裴建新1 庞浩

1黄志民1 黎贞崇1

韦宇拓2 黄日波1, 2

（1.广西科学院国家非粮生物质能源工程技术研究中心，广西 南宁 530003；2.微生物及植物遗传工程教育部重点实验室，广西 南宁 530005）

摘要：丙酮-丁醇发酵生产过程中产生大量废液，本研究以一株从自然环境中分离得到的酿酒酵母GXAS-BT9作为发酵菌株，利用丙酮-丁醇发酵的废液作为乙醇发酵的配浆用水，进行乙醇发酵。实验结果表明：GXAS-BT9菌株的乙醇发酵产率随着废液比例的升高而增加，即使使用100%废液作为配浆用水，玉米粉和木薯粉作为原料的的乙醇产率分别达到14.27%（v/v）和14.26%（v/v），比对照分别提高了14.7%和9.6%。本研究将丁醇发酵与乙醇发酵偶联起来，实现了水的循环利用，同时大大减少了污水的排放量。

【关键词】 丙酮-丁醇发酵 废水 乙醇发酵 偶联 中图分类号： 文献标识码：

文章编号：

Study of resuing the waste water of acetone-butanol fermentation by coupling alcoholic

fermentation Zuo Wen-pu1 Pei Jian-xin1 Pang Hao1 Huang Zhi-min1 Li Zhen-chong1 Wei Yu-tuo2

Huang Ri-bo1, 2

(1.National Engineering Research Center for Non-food Biorefinery, Guangxi Academy of Science, Nanning 530003, Guangxi;2.Key Laboratory of Microbial and Plant Genetic Engineering of Ministry of Education, Guangxi University, Nanning 530005, Guangxi)

发酵饲料制作的传统发酵工艺 第3篇

1 发酵饲料的生产工艺

1.1 菌种的制作与保存

1.1.1菌种的制作。(1)原料:把小麦进行粉碎,要求粉碎成通过40目孔筛的颗粒。(2)做坯:粉料与水1:1.2拌匀,鞣制成20×20×5 cm的饼状坯,要求坯平整,饱满。(3)加热熟制:饼坯均匀摊在锅内,高温蒸煮15 min。(4)堆积:把熟制冷却的饼坯叠放至黄蒿均匀铺垫的桌面上,8~10个饼坯叠放一处,饼坯之间留有5 cm空隙。(5)菌种培养:叠放好的饼坯周围用黄蒿铺盖,黄蒿厚度为10 cm,放置阴凉干燥处自然通风,直至饼坯干燥;或将饼坯放置于干燥无霉变的麦糠内进行自然风干,周边麦糠厚度不低于30 cm。(6)存放:风干后的饼坯即为制作成功的菌种,密闭干燥保存。

1.1.2菌种的品质判定。(1)视感:菌坯从外到内,全是灰白色即为成功,假若是灰黑色,说明菌种发酵失败。(2)手感:手感质硬粗糙,无潮湿感,粉碎的颗粒松散,干燥粗硬。如手感有黏感,证明饼坯中含有大量腐败菌,菌种培养失败。(3)嗅感:饼坯散发酵香,略有弱酸味,如发出酸腐味,腐臭、发霉味说明发酵失败,不能留作菌种使用。

1.1.3菌种的保存。应在常温下、通风阴凉干燥处防潮避光保存,不得与有毒药物同时存放。

1.1.4菌种制作的注意事项。(1)原料颗粒不宜过大过细,控制在40目以内即可。如颗粒过大松散,不易鞣制,过细饼坯质地较细不利于菌种生长。(2)加水量在40%~50%,手感挤压无水份渗出为最佳。(3)霉变腐坏的饼坯不能留作种用。(4)风干后的饼坯内外均要干燥,发现未风干的饼坯不能封存,应继续风干,直至水份散失完全。

2 饲料主粮的生产发酵

2.1 菌种的活化

2.1.1 酵头的制作。

(1)原料的混合:把培育成功的饼坯粉碎成20目左右的颗粒,与玉米粉1∶2比例进行均匀混合。(2)加水:取菌坯和玉米粉混合物20 kg与60 kg 40℃的温水均匀搅拌,倒入密闭容器中。(3)发酵:间隔20 h搅拌1次,并及时密封,夏季密闭发酵1 d即可;冬季应保持室内环境20℃进行发酵,间隔20 h搅拌1次,并及时密封,发酵10 d即可;春秋季节环境温度控制在20℃以上,间隔20 h搅拌1次,并及时密封,发酵6 d即可。(4)保存:发酵好的菌坯和玉米粉混合物即为活化的菌种,俗称酵头,密闭保存可存放6个月。

2.1.2 菌种活化的品质鉴定。

(1)视感:搅拌时产生大量气泡,并有黏稠感,玉米颗粒色泽清亮金黄。(2)嗅感:发酵初期有淡淡的酸甜香,发酵后期略有酒曲香。

2.1.3 菌种活化的注意事项。

(1)加水的比例可以适当提高,利于发酵之后酵头的保存。(2)发酵时间不宜过长,容易产生大量酸和酒精,同时饲料中的微生物代谢产物过多。(3)应严格控制发酵密闭环境,否则原料易发生霉变腐坏,酵头不宜长期保存。(4)每次培养酵头的时候可以根据季节和猪场疫情,适当加入黄芪、板兰根、生地、当归等中药进行疫病预防,降低动物疫病发生的风险,减少猪场药物的投放。

2.2 玉米的发酵工艺

2.2.1 玉米的发酵。

(1)酵头的稀释:取10 L酵头与25 L水(1:2.5)在桶内搅拌。(2)原料的混合:稀释酵头与25 kg玉米粉在塑料薄膜隔离的地面上均匀混合。(3)发酵:混合均匀后堆积,用塑料薄膜覆盖进行发酵,30℃发酵4h即可饲喂。

2.2.2 发酵玉米的品质鉴定。

(1)手感:发酵3 h后会产热,4 h后温度大概在50℃即可停止发酵。(2)嗅感:气味芳香,略有酒香。

2.2.3 玉米发酵的注意事项。

(1)酵头与玉米粉混合尽量均匀,有利于饲料的充分发酵。如混合不均匀,会影响玉米发酵质量,期间可以适当搅拌再次发酵。(2)夏季温度较高,发酵时间不宜过长,4 h即可,时间过长饲料起热过快,易产生大量酒精;冬季气温较低,在混合原料时,可以先用50℃左右温水与玉米粉混合,再与酵头混合发酵,适当延长发酵时间。(3)发酵时若产生腐败气味,证明发酵失败,该批原料不能作为饲料使用。(4)玉米发酵时应密闭发酵,如与空气大量接触会影响玉米发酵质量,会污染杂菌和有害细菌,造成物料发臭变质,不能使用。

3 小结

3.1 该工艺制曲程序简单,不用单独盖厂房,场地和设备要求十分简单,技术简便易学。

3.2 采用此工艺发酵全价饲料时,如夏天1 h,冬天5~24 h,春秋天发酵3 h;一定要压实压紧,因为全价料营养丰富,能量非常高,如果密封不严,或者饲料没有压实压紧,发酵则会产大量热量,在有氧气参与的情况下,微生物可以大量利用饲料中的碳水化合物能量,从而消耗全价料中大量的消化能。

面食的酵母发酵与化学发酵 第4篇

那么，社区店里号称老面发酵的白白胖胖的大馒头，真的是天然发酵的吗？

其实，时下很多市面上售卖的“发酵”面食，都是用食用碱、小苏打、泡打粉来发酵的，看似松软，其实并不是用天然酵母制作。我们日常购买时该如何区分并选择发酵食品呢？

一般情况下，制作馒头等面食发酵主要有两种形式：酵母发酵法，膨松剂化学发酵法。

酵母发酵法

上世纪八九十年代，家中蒸制面食，用的大多是老面发酵法，即用剩余的面团（内含野生的酵母）来催发新的面团，就是通常所说的“老面引子”。此类方法对“老面”的用量、水温、发酵时不同季节的温度等要求都很高，优点是简单便宜口味好。

使用家庭发酵法时，有时面粉在发酵的时候，会产生一些酸，让蒸好的馒头有酸味。这时很多人会选择在和面的时候加一些食用碱来中和酸味，让馒头出锅后更加松软，这是因为酸性物质与食用碱产生的二氧化碳会让馒头变得更加膨松。

另外，还有使用干酵母或专门制作的鲜酵母来发酵面食的，这类纯净酵母的发酵效果会更好。

用传统方法发酵出来的面食，白中透着微黄，有淡淡的面香味，如果酵母用量比较多，则会有一点酸味，加碱中和后，也会有碱味，捏在手里不会过于松软，面食非常紧实，吃起来也更有嚼头。

膨松剂化学发酵法

酵母发酵的不稳定性多一些，并不适合小作坊批量制作面食。因此，商家为了让馒头蓬松多孔，便使用更稳定、更便宜的化学膨松剂，利用酸性和碱性盐的反应，在蒸制过程中产生二氧化碳，从而使馒头松软。

苏打、碳酸氢铵、泡打粉、食用碱都属于化学发酵剂，而这几类物质有时候需要组合使用才能达到更好的效果。

香甜泡打粉因为发酵效果好，而且有的会加入甜蜜素等让馒头有淡淡的甜味，所以商家更喜欢用其来发酵食品，并在其中加入小苏打一类物质来组合发酵。

化学膨松剂中常会有明矾，其中含有铝元素。用含明矾的香甜泡打粉蒸制出来的馒头，看上去虚胖雪白，个头很大，实际上分量很轻，一个看上去很大的馒头一捏就成鸡蛋大小了，掰开后，内部蜂构比较大，入口即化，没有嚼头，但因为有甜蜜素的原因，不用咀嚼便能感觉到有甜味。

为何要选择酵母发酵的面食？

日常生活中，面食对人体铝摄入量的“贡献”是很高的，虽然一般不会使人体出现不良症状，但是日积月累，积存在体内的铝元素对于神经系统造成的影响会日益显现。人的脑细胞与铝元素有亲和性，在脑组织中容易出现沉积，因而会导致常年吃用化学膨松剂发酵面食的老年人出现智力降低、记忆力下降等问题，严重的还会对老年痴呆的发生起到推波助澜的作用。很多老年痴呆症患者脑中的铝含量都大大超过了正常人。若是孕妇超量摄入铝，还会影响胎儿发育。

铝在体内超标还会导致骨质疏松，也会降低身体免疫力，甚至引发不孕不育等问题。

在制作天然酵母发酵面食时，也要注意尽量不加碱或者是小苏打，避免破坏发酵食品中丰富的营养成分，例如B族维生素等。

在购买发酵面食时，要尽量选择不含铝、用传统方式发酵的合格食品。

怎么发酵面粉 第5篇

面团在一定温、湿度条件下，让酵母充分繁殖产气，促使面团膨胀的过程。当酵母菌在面团内部有氧的环境下，将淀粉转化为糖并消耗掉的时候，会释放出二氧化碳气体。这时，面团的体积就会膨大，就发了起来。

酵母的工作原理

在合适的条件下，发酵剂在面团中产生二氧化碳气体，再通过受热膨胀使得面团变得松软可口。发酵粉的.用量宜多不宜少，发酵粉是天然物质，用多了不会造成不好的结果，只会提高发酵的速度，也许还能增加更多的营养物质也说不定。所以，对于面食新手来说，宜多不宜少能保证发面的成功率。

发酵食品论文 第6篇

关键词：乳酸菌、发酵、食品工业、应用

摘要：乳酸菌发酵剂是在食品加工工业中广泛使用的一类发酵菌种，其在感官、技术、营养或健康方面的各种优势使之在食品发酵工业中的应用潜力巨大: 它可用于食品防腐、提高食品安全性, 改善食品质构和风味, 加速奶酪成熟, 可产生功能因子、去除毒副因子从而使食品具有保健功效;某些抗噬菌体发酵剂还可解决乳品工业中的噬菌体污染问题。它使人们可以更好地控制发酵过程, 为消费者提供新型健康食品, 此外还有利于食品企业的多样化生产。

正文：中国发酵食品的历史源远流长, 是中华民族食文化的象征。无论是发酵食品的种类、风味，营养价值，等等都有其独到的特色。其中发酵面食更是国民餐桌不可或缺的食品,在我国消费量很大,是几乎半数人口的主要营养来源,在我国居民生活中占重要地位。

而作为面食中的主要食物——馒头，是我国北方地区人们的主食。承担着为人们提供身体营养和能量需求的重任。因而，馒头制作质量的好坏直接影响着我国北方居民的日常生活。然而，一个馒头制作的好坏，首先取决于馒头的发酵质量。

中国传统馒头发酵剂主要有老酵头和酵子，在天然发酵剂菌群中，除主要含有酵母菌外，还含有一定数量和种类的其他微生物群，其共同发酵产生二氧化碳、乙醇、乳酸、醋酸等物质以及少量的风味辅助物质。经加碱中和后，制品产生出特有的口感和风味。其中野生乳酸菌、醋酸菌等微生物群也在面团中发生着乳酸发酵和醋酸发酵等生命代谢过程，由此而产生出乳酸、醋酸等几种有机酸。并且乙醇和有机酸之间又进一步发生酯化反应，生成一定数量的芳香类物质—酯类，还会形成极少量的醛类、酮类等化合物，它们也是重要的风味物质和风味辅助物质。

传统发酵剂发酵的馒头由于特有的口感和风味，很多中国人都喜食这种馒头，但其在馒头生产应用中存在缺陷：菌种质量不稳定，因是自行接种，除含有酵母菌和一些产风味酶的细菌和霉菌外，还含有一些有害的杂菌；制作工艺落后、培养条件不稳定；贮存过程品质变化明显等。由此导致使用时难以控制，难以应用于馒头的工业化生产。因此，缺乏优良的发酵菌种是制约我国馒头规模化生产的一个瓶颈。

乳酸菌是人体的正常菌群 ,也是食品加工和保藏的重要菌种 ,广泛应用于发酵酸乳、乳酸菌饮料、干酪、发酵豆乳、肉类、腌渍物等的加工制造。而且乳酸菌是食品工业中应用最广的微生物，发酵食品分为9类，每一类发酵食品中都有乳酸发酵食品的代表，而其他任何一种微生物的发酵食品都不能与之相比。乳酸菌是一类革兰氏阳性杆菌或球菌、不形成芽孢、不运动、过氧化氢酶阴性、对葡萄糖发酵能产生50%以上乳酸的细菌总称。

乳酸菌利用可发酵性糖产生乳酸，乳酸本身酸味柔和，不仅常作为食品的酸味剂，而且还有助消化的作用。除主要产生乳酸外，还可生成醋酸、丙酸等有机酸，它们在赋予食品以酸味的同时还可与乳酸发酵中产生的醇、醛、酮等物质相互作用，形成多种新的呈味物质；乳酸菌在代谢作用中产生多种氨基酸、维生素和酶，提高了营养价值；除乳酸菌代谢的主要产物乳酸外，乳酸发酵过程中还形成一些抑菌物质如细菌素和类细菌素，对病原菌和腐败菌有抑制作用，因而提高了产品的保存性，延长了货架期；乳酸菌产生的胞外多糖（EPS）具有增稠、稳定、乳化、保湿和胶凝作用，可以改变食品的流变特性，还能促进乳酸菌对肠道黏膜的吸附，抗肿瘤，促进免疫作用。EPS可作为食品添加剂，增加食品的质地与流变特性，增加食品的口感和风味。

除了在面食工业制作过程中乳酸菌具有重要作用外，在其他食品生产中乳酸菌同样占据着重要的地位，其中最重要的莫过于乳酸菌在牛奶发酵中的应用了。

乳酸菌可使发酵食品具有独特的风味, 它们将食物酸化, 产生乳酸味, 分解蛋白质和脂肪产生风味物质, 控制乳酸菌所产肽的活性在奶酪成熟中十分重要, 例如, 增加L.lac tis subsp.c remoris的某些肽的表达可提高奶酪的感官质量。同型发酵的乳酸菌通过丙酮酸将可利用的能源糖几乎全部转化为乳酸, 产生能量并使氧化还原平衡。此外, 丙酮酸还会导致很多其它代谢物的产生(如乙酸、乙醇、丁二酮和乙醛), 乳酸菌所产的这些挥发性物质有助于形成某些发酵食品的典型风味,如酸性面团(由乳酸/乙酸之比决定), Kefir和koumiss(乙醇), 黄油和酪乳(丁二酮)以及酸奶(乙醛)。控制发酵条件可增加某些挥发性物质的产生, 通过基因工程也可操控代谢产物。例如在酪乳中L.lac tis subsp.lac tisbiovar diac etylac tis通过丙酮酸的分解代谢可使丁二酮产量增加，而S.thermophilus可增加发酵乳制品中乙醛的产量。

此外, 将一些新的酶促活性引入乳酸菌, 可使细胞从碳源开始进行人们所期望的代谢。例如增加L.lac tis细胞中丙氨酸脱氢酶可从丙酮酸起引发同型发酵的、特殊立体构型的L-丙氨酸的产生。L-丙氨酸在食品工业中作为一种甜味剂使用, 原位产生该物质可使乳制品本身带有甜味。

人们对乳酸菌的新陈代谢有了新的认识和了解,这使我们看到了新一代发酵剂更为广阔的应用前景。功能性乳酸菌发酵剂具有保健、市场和技术优势, 通过基因工程或野生型微生物的筛选可以获得, 人们从中可以获取各种生物信息, 在基因组中寻找所需的基因, 基因簇或功能因子。尽管如此, 仍然需要进行基础性和应用性研究, 以便在现有的加工技术条件下更好的应用功能性发酵剂和获取相关定量信息。对功能性发酵剂的生物动力学进行数学分析可以了解食品环境和微生物功能性之间的关系, 还将有助于菌株筛选和加工设计。这样可对加工进行更好的控制, 提高食品安全性和质量并可减少经济损失, 同时还将有助于食品企业的多样化生产。

参考文献：

发酵罐综述 第7篇

专 业： 生物工程

班 级： 2014级

学 号： 2014021168

学生姓名： 汪裕强

任课教师： 谢 和

2015 年 5 月 22 日

摘要：本文阐述了发酵罐的结构、操作、规范及保养等，介绍了酶工程在食品加工的应用现状,并对发酵罐的作用和发展作出了展望。

关键词：发酵罐、结构、操作

引言：发酵罐是微生物工程中最重要的设备之一，一个优良的培养装置应设计为具有严密的结构，良好的液体混合性能，高的传质和传热速率，以及可靠的检测及控制仪表，才能获得最大的生产效率。

一、发酵罐的主要类型：

(1)通气机械搅拌罐

通气机械搅拌罐是许多发酵过程的首选设备，具有高传质和传热能力，理想的气液混合效果，较长的液体停留时间和较宽的操作气速。但缺点也明显，剪切力较大，损害许多剪切敏感型微生物能耗大，混合不均。因此，发扬通风搅拌罐的优势，克服其缺点是当前发酵罐研究的重点之一。通风搅拌罐改进工作主要在搅拌系统，包括搅拌器和多层搅拌系统的优化，搅拌器主要是采用新型搅拌器或改进标准搅拌器，目的是减少桨叶尾流的漩涡以便节能，或者改变反应器的流态，

使得剪切力可以均匀的分布，保护反应器中的微生物。多层搅拌系统很早就开始使用，但由于对其工作机理研究不够深人，多年来一直采用简单的经验设计方法，没有发挥其应有的优势。

(2)气升式发酵罐

气升式发酵罐有明显的优点，在生产SCP、丝状真菌、废水处理中已获得广泛应用。气升式发酵罐是应用最广泛的生物反应设备。这类反应器具有结构简单、不易染菌、溶氧效率高、能耗低等优点。 有多种类型，常见的有气升环流式、鼓泡式、空气喷射式等，生物工业已经大量应用的气升式发酵罐有气升内环流发酵罐、气液双喷射气升环流发酵罐、设有多层分布板的塔式气升发酵罐。而鼓泡罐则是最原始的通气发酵罐，当然鼓泡式反应器内没有设置导流筒，故未控制液体的主体定向流动。

(3)自吸式发酵罐

自吸式发酵罐罐体的结构自吸式发酵罐罐体的结构自吸式发酵罐罐体的结构自吸式发酵罐罐体的结构大致上与通用式发酵罐相同，主要区别在于搅拌器的形状和结构不同。自吸式发酵罐使用的是带中央吸气口的搅拌器。搅拌器由从罐底向上伸人的主轴带动，叶轮旋转时叶片不断排开周围的液体使其背形成真空，于是将罐外空气通过搅拌器中心的吸气管而吸人罐内，吸人的空气与发酵液充分混合后在叶轮末端排出，并立即通过导轮向罐壁分散，经挡板折流涌向液面，

均匀分布。空气吸人管通常用一端面轴封与叶轮连接，确保不漏气。 由于空气靠发酵液高速流动形成的真空白行吸人，气液接触十分良好，气泡分散较细，从而提高了氧在发酵液中的溶解速率。以下以机械搅拌发酵罐为例，介绍其主要结构部件及其主要功能：

二、 发酵罐的基本条件

机械搅拌发酵罐也称标准式或通用式发酵罐，它是利用机械搅拌器的作用，使空气和发酵液充分混合，并溶解在发酵液中，以保证微生物的生长繁殖所需要的氧气。为了使发酵罐发挥最大的生产效率，发酵罐必须满足几个要求：

①发酵罐必须能承受一定的压力。

②发酵罐要有适宜的径高比。

③发酵罐的搅拌通风设备能使气液成分混合，实现传质传热作用，保证微生物发酵过程中所需的溶解氧。

④发酵罐应具有足够的冷却面积。

⑤发酵罐内应尽量减少死角，避免藏污积垢，保证灭菌彻底，防止染菌。

⑥搅拌器的轴封要严密，减少泄露。

机械搅拌发酵罐的几何尺寸要求：

H/D=1.7∽4, d/D=1/2∽1/3, W/D=1/8∽1/12,

B/D=0.8∽1.0, (s/d)2 =1.5∽2.5,(s/d)3=1∽2

式中： H-发酵罐筒身高度(m);D-发酵罐内径(m);

d-搅拌器直径(m);W-挡板的高度(m); B-下搅拌桨距底部的`间距(m);s-两搅拌桨的间距(m);HL-液位高度(m)。

三、发酵罐的结构

机械搅拌通风发酵罐主要部件包括罐身，搅拌器，挡板，冷却装置，空气分布装置。轴封等。

3.1 罐体 是根据最大使用压力来设计。

(1) 首先罐体要密封，能承受一定的压力。

(2) 形状为圆柱状，两端用椭圆型或碟形封头焊接而成，这样发酵罐受力均匀，死角少，物料容易排出。

(3) 材料为不锈钢或复合不锈钢制成。

(4) 高度与直径比为1.7∽4∶1。

(5) 除此外，在罐体的上面还有一些附属设备如排气孔，接料孔等。罐设计总的原则是罐体上接孔越少越好，能合并就合并。

3.2 搅拌器

作用：将空气打碎成小的气泡。增加气液接触界面，提高氧的传质速率，同时使发酵液充分混合，发酵液中的固型物质保持选否浮状态。

结构：包括搅拌轴和搅拌叶，在搅拌轴的中央装有圆盘，圆盘上装有搅拌叶。

搅拌叶的形状：平叶式，弯叶式和箭叶式三种，叶片一般为六个，少至三个，多至八个。

一般而言，在相同搅拌功率下比较粉碎气泡的能力，平叶搅拌器大于弯叶搅拌器，弯叶搅拌器大于箭叶搅拌器，但是翻动液体的能力与以上相反。在轴上多配置几个搅拌器对发酵有好处，但是配置的数量是根据罐内液位高度，发酵液的特性和搅拌器直径等因素来决定。

3.3 挡板

作用：克服搅拌器运转时液体产生的涡流，将径向流动改为轴向流动，促使液体激烈翻动，增加溶氧速率。

全挡板条件：指在一定转速下再增加罐内挡板或其它附件时，而搅拌功率保持不变，旋涡基本消失。挡板宽度一般取0.1-0.2D，装设4-6块即可满足全挡板条件。满足全挡板条件的挡板数及宽度，可由下式计算：

(W/D)*mb=0.4

式中：W-挡板宽度(m);D-罐直径(m);mb-挡板数。

但是在实际中，罐中的挡板数一般安装四快，这主要是因为发酵罐内除挡板外，立式冷却蛇管等装置也起到了一定挡板的作用。挡板的宽度为1/8-1/12已足够满足全挡板条件。

3.4 机械消泡器

作用：将泡沫打碎。因为发酵液中的蛋白质等发泡物质量很多，在强烈的通气搅拌下会产生大量的炮沐，导致发酵液外溢和增加染菌机会。

按分布的位置分：发酵罐内的消泡器和发酵罐外的消泡器。发酵罐内的有锯齿式，梳状式及孔板式。发酵罐外的一般是利用离心力将泡沫粉碎，液体仍然返回罐内，如离心式消泡器，也可采用电极带动的碟片式离心消泡器。

按消泡器形状分：靶式消泡器，半封闭式涡轮消泡器，离心式消泡器和碟片式离心消泡器等。

3.5 连轴器及轴承

类型：鼓型和夹壳型

连接方式：大的发酵罐搅拌轴长，分2-3段，中间还装有中间轴承，用连轴器使上下搅拌轴成牢固的刚性连接，中间轴承和底轴承的水平位置应能适当调节。中型的发酵罐一般在罐底装有底轴承。小的发酵罐采用发兰将搅拌器连接。罐内轴承不能加润滑油，应采用液体润滑的塑料轴瓦，轴瓦与轴瓦之间的间隙常取轴径的0.4%-0.7%。

3.6 空气分布装置

作用：吹入空气，并使空气均匀分布。 分布装置的形式：单管式和环形管式。

单管式的管口正对罐底中央，罐口与罐底的距离越为40nm，这样空气分散效果好。环形管式的分布装置以环径为搅拌器的0.8倍较有效，罐口向下，但是这种空气分布装置空气分散效果不及单管式分布装置，同时由于喷口容易堵塞，故现在很少用这种类型的空气分布装置。

分散器：在空气分布装置下部，为不锈纲，是为了防止吹管吹入的空气直接喷击罐底，加速罐底腐蚀，起到延长罐底寿命的作用。 一般而言，喷口的直径越小，气泡直径越小，而氧的传质系数也越大。

3.7 轴封

作用：是发酵罐与转动的搅拌轴之间能够密封，防止泄露及杂菌污染。

类型：

(1)、填料函式轴封：有填料箱底，填料底承套，填料压盖等不见构成。优点：结构简单。缺点：死角多，很难彻底灭菌，容易泄露及染菌轴的磨损情况严重，功率消耗大，寿命短，耗工时多，需经常维修。

(2)、端面轴封：密封作用是靠弹性元件如弹簧的压力是垂直于轴线的动环和静环光滑表面紧密配合，并做相对运动起到密封作用。优点：清洁，密封可靠，无死角，不易发生泄露和染菌的现象，使用寿命长，功率消耗少。

3.8 换热装置

类型：

(1)、夹层式换热装置：多用于容积较小的发酵罐和种子罐。夹层的高度比静止液面高度高即可，无须进行冷却面积的设计。优点：结构简单，加工容易，罐内无冷却装置，死角少，容易进行清洁灭菌工作。缺点：传热壁较厚，冷却水流速低，降温效果差。

(2)、蛇形管换热装置：容积在5m3(50升)以上的发酵罐采用。分组分装在发酵罐内，一般分四组，六组或八组。优点：冷却水流速大，传热系数高。

(3)

3.9 连续灭菌的保温和冷却设备

保温设备：罐式保温设备和管式保温设备。

冷却设备：喷淋冷却设备，真空冷却器，板式冷却器，螺旋板冷却器等。

3.10 附属系统：

包括视镜，进料和出料口，同时还有补料口等。

四、发酵罐的操作

在进行发酵罐操作之前必需仔细阅读发酵罐操作使用说明。并熟悉管路系统的各个阀门的作用，以及熟悉控制面板上各键盘的正确使用。另外对空压机，蒸汽发生器等的使用方法做全面的了解。

A、发酵罐的灭菌操作：

1、检查相关的设备，空气压缩机，蒸汽发生器，检查水压是否正常，一般气压0.2MPa

2、开机：打开下位机的电源开关和上位机软件，显示过程参数。并进行PH电极的标定。

3、打开蒸汽发生器和空气压缩机电源。

4、开始灭菌操作：

a、启动转速：控制在200转/分

b、将5号放空阀稍微打开，将7号排水阀全部打开。

c、将1号打开，使夹套压力表示数升为0.2MPa，此时罐压慢慢上升，当罐压升到0.1MPa时，要控制1号阀，将夹套压力调整到0.14MPa左右，罐温稳定在灭菌温度120度

d、过滤器及管路的灭菌

稍微打开2号蒸汽阀，把排水阀4号打开一点，将8号隔膜阀打开，使蒸汽进入罐内。可用手触摸来判断蒸汽是否进入罐内。

e、确定灭菌时间，一般为30分钟，在此灭菌时间内应控制好灭菌温度在120度以上，如果控制不当，温度下降低于118度以下，则需重新开始计时。

f、灭菌结束后的操作

灭菌时间到，将8号隔膜阀，4号过滤器排水阀关闭，再将1号、2号蒸汽阀关闭，同时打开3号空气阀，应注意过滤器上的压力表是否在0.2MPa，

g、注意点：在灭菌结束，关闭蒸汽阀门的同时打开3号空气阀。此时需注意罐内压力要维持在0.05MPa左右，不能过高，(注意放空阀5的开度)。也不能太低，如果低于0.02MPa就不太好了。

B、发酵罐操作步骤

1、灭菌过程结束，开始冷却降温，将显示画面切换至温度控制画面，进行自动温度控制

2、设定搅拌速度

3、接种后，先按“S/E”键，再按“确认”键，开始发酵，上位机记录数据

五、操作过程中易出现的问题及处理。

1、 罐压控制问题

由于罐压是手动控制的，因此操作人员应耐心的调节阀门5，在正常情况下，进口空气压力比较稳定。阀门5的调节不会很频繁。但有时会由于电压不稳或压缩机出问题而影响进口压力，则罐压波动较大。也有可能跌下来，所以需经常留意罐压。

2、突然停电

如果遇到突然停电，操作人员首先应立即关闭阀门5和隔膜阀8。然后立即联系供电部门，给予迅速解决。否则压力跌零后，发酵操作就完了。当然，长时间断电也就另当别论了。

3、 要对过滤器放水阀门4经常开启一点，把其中的积水放掉，如果发酵周期较长时，更要注意排水。但不要常开为好，否则会影响发酵过程的通气量测定。

六、发酵罐的维护和保养

为了保证发酵罐的正常运行，用户除了必须熟悉系统的各部件结构，性能，以及管路，阀门的作用外，还应该重视系统的维护和保养。 发酵罐系统的维护和保养可以分为日常和定期两种方式，二者缺一不可。

1、 发酵罐罐体的维护，清洗和保养。

发酵罐罐体是直接与物料接触的场所，其表面光洁度的程度，以及内部构件的清洁度是被免染菌的主要因素。所以在每次发酵结束

后，必须把顶盖连同搅拌一起垂直向上拆卸下来，把所有电极取下来，放在安全的地方。用中性洗涤剂洗刷罐体及内部构件。(空气分布器清洗见无菌空气系统的维护)。在清洗的同时，应对罐及出口阀的一些O型密封圈进行检查，如发现永久变形，老化，有划伤等现象，需及时更换。

在清洗完毕，重新安装后，应对其外表面及罐架等用干净抹布擦干净，保证在待用的状态。

如果发酵罐将长期不使用时，则取下所有的电极，按要求规定存放，然后把罐内的存水及所有管路的存水放光，关闭阀门，用防尘布保护发酵罐。

2、 搅拌系统的维护

搅拌系统包括搅拌轴、搅拌器、机械密封、轴承、联轴器和电机等。由于是转动部件，而且往往是变速转动部件，周期也很长。所以在日常运转中应经常注意轴的运转情况，电机的发热情况以及异常噪声的发生，经常检查有关的螺栓是否松动。

每年要定期检查机械密封的磨损情况。如有必要可更换动环，以保证机械密封的正常运转，避免不必要的染菌可能。

如果采用双端面机械密封时，要经常注意无菌水液面的变化，如果发生液面下降，说明密封泄漏，应在发酵结束后立即处理。

每年定期检查电机的碳刷磨损情况，以及轴承的转动情况。

3、 无菌空气系统的维护

无菌空气系统包括空气压缩机、粗过滤器、精过滤器、隔膜伐和空气分布器。

(1) 在日常维护中需注意空气压缩机的运转情况，在发酵过程

中应每天对贮气罐的放水伐排放两次。

(2) 过滤器的维护和保养：首先在灭菌过程中要注意过滤器的

灭菌温度宜控制在125℃以下。因为过滤器材质在太高温度下，其粘结剂会产生脱落而使过滤器失效。其次，过滤器在使用一段时间后，其滤芯的微孔会逐渐堵塞，导致阻力增大，从而影响通气量。因此在使用一年后，最好更换滤芯。

(3) 每次发酵结束，需对空气分布器进行清洗。如果发酵液的

性质与水相似，可在罐内加水，然后通压缩空气进行清洗。如果发酵液较粘稠，或含有细小颗粒，则最好把空气分布器拆下，然后把堵头拧下，用水冲洗。同时保证小孔通气畅通。

4、 蒸汽系统的维护和保养

蒸汽系统包括蒸汽发生器，蒸汽过滤器和蒸汽管路阀门等。在使用过程中要经常注意保证蒸汽压力的恒定和蒸汽的情况。

(1) 蒸汽发生器的维护和保养

在使用前应仔细阅读该产品的使用说明书。根据发酵罐灭菌温度的需要，通常控制其下限为以保证灭菌压力较为平稳。

由于蒸汽发生器的气包不是不锈钢的，因此在每次使用前最好将存水放掉，并冲洗干净，然后再使用。同时注意进水情况，即注意水

箱的工作情况，因为有时会发生浮球卡住的情况，应及时处理。

(2) 蒸汽过滤器的滤芯同样在使用一段时间后会堵塞，通常每

年要更换一次。

在操作中注意开放蒸汽阀门时不要立即全开，这样会冲击蒸汽过滤器滤芯，严重时会把滤芯冲断或泄露而使其失效。

5、 控制系统的维护与保养

控制系统包括电极，控制器，执行机构和上位机等。其日常维护特别重要。

(1) 首先应保持工作环境的清洁与干燥，控制箱和一些电器接口

不能受潮。尤其在清洗过程中要特别注意。同时要求操作场所的温度不宜太冷和太热，通常能保持在20℃至30℃之间为宜。

(2) 定期(宜三个月)进行检查维修。检查控制箱内器件的开关，

按钮，固定螺丝有否松动，箱内积尘情况，注意的是在检查时应断电状态下进行。

七、发酵罐的应用现状

国内上海、江门、周口等地已建造用于酵母、味精工业生产和废水处理的气升式罐。对于糖蜜、水解糖、蔗糖等固形物含量少的培养基，采用气升式发酵罐更有利。这种发酵罐的最适高径比是4～6，限制高度为22～24m。虽然它对无菌空气消耗量比较大，但总能量消

耗还是比机械搅拌式发酵罐低。在同样的能耗下，其氧传递能力比机械搅拌发酵罐要高得多，因此，在大规模生产单细胞蛋白时备受重视。现已有直径7～13m，高60m、容量达1500m?的大型气升式发酵罐，用于生产单细胞蛋白，年产量达7万吨。

八、对发酵罐的展望

目前，用于通风发酵的发酵罐类型有多种多样并且各自有其优势和存在问题。在发酵罐设计和改造过程中如何将各种发酵罐的优势结合起来。在构造原理上强化其溶氧过程和降低发酵的能耗是一个值得研究和探讨的问题。生产实践表明，用由喷嘴、混合管和循环管组成的射流混合器来强化机械搅拌通风发酵罐的第一次气体分散，使搅拌器的层数减少是机械搅拌通风发酵罐提高溶氧效果、降低能耗的一种有效办法。

生猪发酵床菌种发酵效果比较研究 第8篇

1 材料与方法

1.1 垫料与菌种

木屑来自新罗区木器厂，稻壳来自新罗区嘉丰米业公司，基本理化性状见表1;猪粪采自大池某养猪场，pH 7.85，盐分1.75%，含水量72.5%;腐熟猪粪堆肥采自龙岩有机肥厂;接种菌剂由福建洛东公司提供。

1.2自制菌剂制备

1) 接种水制备:10 L自来水中加入100 g可溶性淀粉和100 g蛋白胨, 再分别加CaCl2溶液 (27.5 g无水氯化钙溶于1 L水中) 、FeC13溶液 (0.25 g FeC13.6H2O溶于1 L水中) 、MgSO4溶液 (22.5 g MgSO4.7H2O溶于1 L水中) 和磷酸缓冲溶液 (8.59 g KH2PO4、21.759 g K2HPO4、33.4 g Na2HPO4和1.7 g NaC1溶于1 L水中) 各10 mL, 搅拌均匀, 调节pH为7.2, 连续曝气8 h以上, 即为接种水。

2) 菌剂制备:取腐熟猪粪堆肥100 g于接种水中, 用充气泵不间断鼓气, 每天搅拌2～3次, 48 h后, 用双层棉纱布过滤, 滤液即为自制菌剂。

1.3试验接种方法

将木屑垫料和混合垫料 (木屑:稻壳为1:l) 分别装入直径60 cm、高100 cm的干净塑料桶中, 装入深度为20 cm, 用手轻轻压平。试验设5组，其中：试验Ⅰ组接种自制菌;试验Ⅱ组接种洛东发酵菌;试验Ⅲ组接种自制菌+洛东发酵菌(1:1);试验Ⅳ组接种自制菌+洛东发酵菌(1:2);试验Ⅴ组接种自制菌+洛东发酵菌(1:3)。称取占垫料质量20%的新鲜猪粪于垫料中，按15%(V/V)接种微生物菌剂，喷洒到有机垫料中，充分搅拌均匀后，采用重量法调节水分，使其保持在60%～70%，每天搅拌数次。对照组未接种菌剂。

1.4 温度测定

分别于5、10、15、20、25 h在垫料30 cm深处量取温度，每次测温同时调节垫料水分。

2 结果

从图1分析可知，试验Ⅲ组发酵效果较为理想，在接菌25 h后发酵温度均维持在50～60℃，其余试验组发酵温度上升至40～50℃后，维持时间较短即出现下降。对照组发酵温度上升较慢，在接菌35 h后发酵温度达40～50℃，且持续时间较短，40 h后发酵温度就开始下降。

3 分析与讨论

(z:试验Ⅰ组;f:试验Ⅱ组;z1+f1:试验Ⅲ组;z1+f2:试验Ⅳ组;z2+f1:试验Ⅴ组)

在制作微生态发酵床垫料时，经过发酵周期中的启动期[2]、延滞期，进入对数生长期，伴随对数生长期微生物的旺盛生长过程，发酵物料也产生了大量热量，物料温度开始上升，一般可以升到50～60℃。温度超过60℃时，一些菌群特别是有害细菌在高温、酸性环境以及有益细菌如乳酸菌所产生的生物抗菌因子如乳酸链球菌素、过氧化氢、嗜酸菌素等作用下，大量或全部死亡。而有益细菌由于相对耐受高温，且后期人工的持续添加得以巩固。因此发酵床的温度是发酵是否有效的衡量标准，洛东商品化发酵菌的优化即是依据该方法。但是商业化的发酵菌成本高，对抗生素及抗菌药物高度敏感，发酵失败的例子也较多[3]。为了寻找一个更好的发酵菌种[4,5,6]，本研究采取自制发酵菌加商业菌的混合模式[7]，以期经济、高效地解决当前发酵床使用过程中的根本缺陷。试验结果表明，从发酵温度分析，自制菌与洛东发酵菌按1:1添加的组合发酵模式，其垫料温度能够相对恒定并维持在55～60℃，这种相对恒定的温度，能够很好地杀灭有害菌，同时发酵菌自身又不会受到影响，因此发酵效果优于单一洛东发酵菌。而使用单一的发酵菌，由于对药物的敏感性，在发酵时不得不加大发酵菌的添加量，大大增加养殖成本，同时发酵床的温度不稳定，发酵的效果也不好。此外，1:1组合菌发酵模式因为一部分菌是自制菌，可以大大降低成本，还可以减少因为药物的敏感性而导致的发酵失效可能，具有广泛的推广应用前景。

参考文献

[1]王建华, 彭君, 朱建明.新型发酵床养猪技术介绍[J].畜牧业, 2005, 10 (8) :21-25.

[2]Groenestein C M, Van Faassen H G.VolatiliZation of Am-monia, Nitrous Oxideand Nitrie Oxidein deep-litter Sys-tems for Fattening Pigs[J].agric Engng Res, 1996, 65:269-274.

[3]洪奇华, 陈安国.猪采食行为与饲喂设备的研究进展[J].养猪, 2003 (2) :36-39.

[4]汪开英, 苗香雯, 崔绍荣.猪舍环境温湿度对育成猪的生理及生产指标的影响[J].农业工程学报, 2002, 18 (l) :99-103.

[5]陈清明, 王连纯.现代养猪生产[M].北京:中国农业出版社, 1997.

[6]吴金英, 李勇, 杨前平, 等.影响养猪的小环境因素及其调控设备选型配置[J].湖北农业科学, 2004 (2) :89-91.