十發(fā)酵經濟學

第十章發(fā)酵經濟學本章內容前言優(yōu)良菌株選育

培養(yǎng)基成本分析無菌空氣與通氣攪拌

動力費（加熱、冷卻）培養(yǎng)方式后處理成本發(fā)酵規(guī)模市場經濟信息分析及管理技術

菌株

發(fā)酵工程原理反應過程（代謝、工藝過程及控制）

后處理

發(fā)酵經濟學

發(fā)酵產品及發(fā)酵工廠設計（具體工藝、設備、效益分析）

在開發(fā)一個新的發(fā)酵產品時，應從以下幾個方面考慮(續(xù))動力費用：充分利用動力和熱量，最大限度降低單位能耗后處理：產物回收和純化過程要簡便、快速；投資額要求：對發(fā)酵及輔助設備的投資額要盡可能低，且要求設備對不同的發(fā)酵產品有一定的通用能力；廠房規(guī)劃及設計：建筑利用率高，要考慮發(fā)展余地；清潔（潔凈）生產:排放物的數(shù)量和濃度應小，這樣可減少物料的損失，降低廢水處理的開支。發(fā)酵產品成本的主要組成原材料公用設施（動力費、污水處理費）；工資及管理費；固定資產折舊費；銷售費用；其它費用?？偝杀举M用=生產成本+銷售費用+管理費用+財務費用+銷售稅金及附加盈虧平衡點產量費用(價值)固定成本可變成本總成本銷售收入除了注意高產外，還應考慮提高發(fā)

酵過程經濟效益的其他性能因素

耐熱性：在篩選菌體蛋白生產株時，國外曾選定了耐熱放線菌，這是由于：此菌可在５５℃生長，所以可節(jié)約冷卻水；該菌體蛋白富含甲硫氨酸，可用作強化蛋白添加劑；該菌菌體系由菌絲構成，簡單的過濾技術即可獲得產品。

ICI公司選定生產scp的菌株時，考慮了幾個經濟技術指標：有較高的甲醇同化效率（利用石油發(fā)酵）。增長速率快。連續(xù)培養(yǎng)中遺傳性能穩(wěn)定。菌體蛋白營養(yǎng)價值高，且不存在毒性和病原性。

Aumstrup(1977)在篩選產酶菌株時，確定了下列目標：

產酶單位高；遺傳性能穩(wěn)定；不產或少產雜酶；能充分利用培養(yǎng)基。

碳源

價格影響因素種植面積和收獲情況市場需求量貯存問題需建大容量倉庫；占用大量流動資金，影響資金周轉；變質的危害。降低培養(yǎng)基成本的主要方法篩選發(fā)酵單位數(shù)較高的培養(yǎng)基配方；選用價格較低的C、N源組分。

碳源（續(xù)）在確定培養(yǎng)基配方時，不僅要比較它們的單耗成本，而且還要考慮通風量與攪拌功率。

工業(yè)廢料的利用

優(yōu)點：以此作為廉價C源，主要意義在其社會效益顯著，保護了環(huán)境。缺點：經濟效益不如傳統(tǒng)原料高。礦物質（無機鹽）

原材料中礦物質所占比重一般較小，其中價高的為磷酸鹽，且要求是食用級的而不是肥料級的。

培養(yǎng)基用的鉀、鎂、鋅、鐵鹽，應采用它們的硫酸鹽而不是氯化物。通風攪拌

通風費與攪拌費相互關聯(lián)，最佳的通風比和攪拌轉速，應在工藝允許的范圍內，以兩者合計的動力費和設備維修費為最低來確定。在分批培養(yǎng)的不同時期，需氧量有所不同，最適通風比與攪拌轉速亦會改變，應根據(jù)工藝要求設計，使整個運轉費最低。

動力費（加熱、冷卻）

發(fā)酵生產中，需要加熱與冷卻的工序大體有：培養(yǎng)基的加熱滅菌（或者淀粉質原料的蒸煮糊化），然后冷卻到接種溫度；發(fā)酵罐及輔助設備的加熱滅菌與冷卻；發(fā)酵熱的冷卻，發(fā)酵恒溫；產物提煉與純化過程的蒸發(fā)、蒸餾、結晶、干燥等。節(jié)約冷卻水用量的辦法

采用氣升式發(fā)酵罐；選育嗜熱或耐熱的生產菌株；改變原料路線，少用烴類原料。

淀粉質原料酒精發(fā)酵中的節(jié)能問題無蒸煮發(fā)酵或低溫蒸煮發(fā)酵濃醪發(fā)酵高溫發(fā)酵蒸餾流程中的熱泵節(jié)能和汽相過塔余熱利用和廢醪沼氣發(fā)酵回收燃燒值提高平均生產能力的措施：增加接種量，X0值增大；接種時接入處于生長旺盛期的種子，可以有效地縮短tL;選育μm值較大的生產菌株或高產菌株;輔助操作所占用時間的影響，對發(fā)酵周期較短的過程影響很大；而對長周期發(fā)酵產品則影響較小。連續(xù)培養(yǎng)的主要優(yōu)點是生產能力較高，將連續(xù)培養(yǎng)與分批培養(yǎng)的生產能力相比較，得

xm—最大細胞濃度；x0—起始細胞濃度；

μm—最大比生長速率；DC—臨界稀釋速率；

Y—細胞得率系數(shù)（對限制性基質）；

一般對生長較快的菌株來說，采用連續(xù)培養(yǎng)是很有利的。以后處理成本為主的發(fā)酵不適合進行連續(xù)發(fā)酵。提取收得率是后處理中判斷工藝是否優(yōu)越的重要指標。對于同一種發(fā)酵產品，提取工藝不同時，其技術經濟指標的差異很大。

發(fā)酵規(guī)模從理論上說，規(guī)模越大越經濟。規(guī)模大小與成本的關系可用下列經驗式：