1.发酵工程的发展前景论文
发酵工程的前景 2007-08-14 10:36:17 本文已公布到博客频道校园·教育分类 关于发酵工程的个人观点: 1 该学科前途无量,需要发展:发酵工程作为最早从事微生物学的研究领域,在过去的3个世纪中为人类的生活、生存、社会的发展作出了重大的贡献。
但这些都是过去的成就。发酵工程与现在的生物工程(基因工程)相比,是处于劣势,因为其是个老学科,在很多人看来,其没有什么大的学问,通过一些操作过程的控制和菌种的筛选难以达到基因工程那样迅捷的效果。
但目前发酵工程不断在发展自己,不断整合其他学科的优点来发展自己:1 上游方面:在菌种选育方面与基因工程相结合,从源头上来发展自己的优势。但这一方面存在很大的问题,因为搞基因的人对发酵不很熟悉,使得许多基因工程菌难以发酵生产产品,而且基因工程菌发酵的乙酸问题到现在还没有解决;另一方面,基因工程领域的专家对发酵工业具有很大应用价值的菌种还没有做深入研究(我指的是国内情况),国内还没有哪个基因中心对工业微生物进行基因测序,据我知道,华中农业大学已经在农业微生物方面已经与基因中心在进行农业微生物的测序工作,而工业微生物还没有第一个吃螃蟹的人,主要是因为工业微生物这个菌种生产上不行了,换个就是了,舍不得花钱。
当然哦,测序的费用也很大,需要基因工程进一步提高技术降低测序成本。2工艺方面: 在过程控制中,与微生物学、微生物生理学、计算机工程、控制工程、化工工程等学科相结合,将过程操作变数与微生物生理状态结合起来。
基于微生物反应原理的培养基组成优化;基于微生物代谢特性的分阶段培养策略;基于代谢通量分析的发酵优化策略。等等策略的利用,华东理工大学的多尺度控制策略(叶勤教授等)就是将化工领域的策略运用到微生物学领域的典型范例,并取得很大的成就(华北制药等等)。
3 下游方面:也是我个人认为最薄弱、最需要发展的方面。从我所知道的情况,目前我们很多产品都能通过发酵工程发酵生产出来,但我们没有办法将其从发酵液中拿出来,这是我们发酵工程最需要解决的问题。
为什么会出现这样的问题呢?因为搞发酵工程的人大多是搞微生物学或者食品方向的,缺乏化学工程的学术背景,而发酵产品提取需要化工背景的人来做,但我们国家化学工程方面的人不屑于做这些事情,一方面是发酵工程方面的人搞不定产品的提取,一方面是化工背景的人不屑于做这样的事情,才导致我们国家很多发酵产品虽然能发酵出来,但不能提出出来进入市场。 2 该学科在积极拓展自己的领域:最明显的例子是交叉学科的出现,如发酵工程与环境工程的交叉形成了环境生物技术,与化工交叉的生物化工,与纺织工业交叉的纺织生物工程等的等。
2.发酵工程论文怎么写
为温室供能用沼气发酵方法及发酵系统摘要:介绍了一种能够为温室供能用的沼气发酵方法及发酵系统的专利技术。
发酵系统具体由生物酸化积肥装置、缓冲调节池、高效沼气发生装置、出水沉淀池、出水暂存池和沼气缓存装置等依次经管道和阀门连接组成。发酵方法具体步骤包括生物酸化积肥装置的启动和原料的生物酸化储存,高效沼气发生装置的启动、沼气生产供应、休停和再启动等。
该技术与传统沼气技术相比,具有一定的优势能够根据温室生产实际,及时把分散在全年产生的种植业有机废弃物投加到产酸积肥池中,然后根据温室供能需求,随时通过发酵系统生产沼气。发酵残渣根据生产需要分批取出用于温室有机肥。
该技术实现了可以根据温室需求对沼气发酵灵活调节的要求。 关键词:沼气;温室;供能;可调控性 1.引言 温室是现代农业工程中重要的技术主题,温室的发展使传统露天农业转化为保护条件下的可控制农业[1]。
目前国际上,温室已经广泛应用于花卉、蔬菜栽培[2]。温室栽培的最大优势是通过温室环境的控制,满足作物的最佳生活条件,抵抗自然灾害等,从而获取最大的生产效益。
在温室管理中,温室冬季加温、补光和二氧化碳施肥是重要的环境调控措施[3]。这些调控过程都需要能源的消耗,目前的能源消耗以一次化石能源煤和二次能源柴油、电力[4]为主。
这些能源的大量消耗一方面加重了全社会的能源供给负担,另一方面也大幅度提高产品的生产成本。受能源价格影响,许多温室不得不放弃温室的冬季加温、补光和二氧化碳施肥,这样不仅不能充分发挥温室的应有功能,甚至会造成温室管理的失败。
在温室管理中,每年会产生大量的种植业有机废弃物。目前,这些被随意堆放的废弃物,造成了严重的农业面源污染[3,4]。
然而,这些有机废弃物本身富含大量有机质,是非常好的沼气生产原料。如果能用温室生产管理过程中产生的有机废弃物来生产沼气,从而替代煤、石油、电力等不可再生能源用于温室供能,不仅可以降低温室供能成本,同时废弃物中的营养物质又可以循环利用,减少废弃物排放,改善农业环境。
但是,迄今为止没有沼气在温室供能领域应用的成功案例。 2.传统沼气技术与温室供能需求的背离 沼气发酵技术可以分为两类,即传统沼气发酵技术和水溶性有机物高效沼气发酵技术[5, 6]。
这两类技术应用于温室沼气供应都存在诸多技术难点。具体分析如下: 传统的沼气发酵技术,利用复杂性有机质发酵沼气,沼气产生具有非常大的周期性,往往开始投料时产气慢,中间产气旺盛,而且一旦沼气发酵系统启动,是否产沼气和产生多少沼气,要受原料特性和发酵规律的内在约束,很难调节。
而温室用能表现在取暖、二氧化碳施肥等方面,这些能源需求往往受天气的控制,而天气又变化无常。因此,往往是要气时没有气,不要气时产气,如果满足需求将要建立庞大的储气装置,这在投资和占地上是不允许的。
如果根据长期天气预报进行计划式投料,在理论上可行,但在实践上是难操作的。一方面,长期天气预报目前的准确性较差,另一方面,关于复杂有机质的产气规律不可能准确预测。
同时,温室产生有机废弃物是分散在全年的各个时段,所产生的废弃物大多易腐烂,很难储存。因此传统的沼气技术基本不能适应温室供能需求。
水溶性有机物高效沼气发酵技术,利用可溶解的简单微生物进行沼气发酵,采用高效反应器可以实现较高的效率[7,8]。一是可溶性有机质非常容易反应,沼气的产生量在反应器负荷允许的范围内,基本决定于短期内的进料量,即进料多产气量大,进料少产气量小,停止进料短期即停止产气。
二是成熟反应器中的沼气发酵厌氧微生物具有非常强的耐饥饿性,在长期不进料的情况下,反应器内的微生物能够长期耐受,而且再启动时可以迅速恢复正常高效产气。水溶性有机物高效沼气发酵技术的以上两点技术特征均符合温室需能波动性的要求。
但是,如果单独为了温室供能需要而刻意外购水溶性有机物作为发酵原料生产沼气,不仅成本上与化石能源不具竞争优势,而且也达不到生物质废弃物资源就地利用、开展循环经济和环境建设的目的。因此,水溶性有机物高效沼气发酵技术也不适合温室供能需求。
3.技术内容 本文提供一种可以根据温室生产实际,把分散在全年产生的种植业有机废弃物投加到发酵系统中,然后根据温室供能需求,随时通过发酵系统生产沼气,能够为温室提供可用的沼气发酵系统及发酵方法。其中,发酵系统由生物酸化积肥装置、缓冲调节池、高效沼气发生装置、出水沉淀池、出水暂存池和沼气缓存装置依次经管道和阀门连接组成。
其结构如图1所示。其中,生物酸化积肥装置和缓冲池设置主控制阀,缓冲池与高效沼气发生装置之间设置泵, 高效沼气发生装置、出水沉淀池出水暂存池之间通过水的重力自流完成连接, 出水暂存池同时与缓冲调节池和生物酸化积肥装置相连, 中间依次设泵和配水器,高效沼气发生装置联接沼气缓存装置。
为了保证沼气发酵能够满足温室供能需求,以上发酵系统按如下步骤管理 第一、进行生物酸化积肥装置的启动和原料生物酸化储存,具体方法如下 (。
3.速求有关发酵工程在食品工业中应用的论文
发酵工程是生物技术的重要组成部分,是利用微生物的特殊功能生产激光技术在食品包装中的运用 ---------------------------------------------------------------------- 食品包装在包装行业里的要求是最高的,也是与人们的日常生活息息相关的,所以一直以来都受到人们的高度关注。
随着生活水平的不断提高,在人们消费能力不断增长的同时,对于包装的要求也在不断的强化着。其实食品的包装对食品的销量有着不可忽视的作用,毕竟人人都喜欢看上去漂亮,使用方便的东西。
在消费品工业领域,包装一直是被特别关注的一个重要方面,尤其是食品安全更是食品包装的重中之重。
但是在重视食品安全以及包装精美的外表的同时,人们往往忽略了很多细节问题,例如忽视了人们在打开食物包装时的感受。以目前最常用的封口式包装来说,常会出现问题,有些时候甚至会造成一些小伤害,比如:在打开花生或沙拉酱包装时,包装内容物很容易溢出,尤其是一些封口过紧或设计不合理的包装最容易出现这种状况。
还有因为疏忽漏做了撕开线,或用机械方法做出的撕开线通常要用很大的力气才能撕开,于是在打开某些食品包装时很难控制力度。 目前先进的激光技术给了我们解决问题的方案,激光系统能够做到选择软包装中某个单独薄膜层进行划线。
这样做就实现了软包装的完美易撕开效果,并且能够保持薄膜的完整性,使得外层薄膜完好不受损,从而使得我们能够有效防止包装内商品的见光和受潮等问题的出现。 其次如今先进的激光系统完全能够随意的按自由组合方式划线,例如目前很多零食包装所采用的,以按照包装上印刷图案的轮廓来划线的设计风格,这样的划线方式正是激光划线系统的优势所在。
还有当包装带需要有孔时,激光系统可对包装做"通风保鲜"打孔,这是目前世界上最为领先的技术,通过打孔能增加包装内商品的保鲜期,或迎合产品经微波炉加热后对食品包装所产生的压力。现在,激光打孔线已经能够达到沿虚线撕开整个包装的效果。
与螺旋刀或冲压机等机械工具不同,激光工作无须直接接触,只有极小的磨损和切割就可以提供最佳的加工方式。 激光划线技术的应用 激光划线是一种在多层复合包装材料上使用激光来实现"易撕开"效果的技术。
传统工具容易将线划的太深,导致产品包装的复合层受到损坏;或者划线太浅,使得消费者需要花很大的力气来撕开包装。这里我想每个人都或多或少对打开那些"固若金汤"的食品包装而恼火的经历吧! 激光划线技术是一种更先进、灵活的技术,激光划线技术将激光能量集中在需要划线的薄膜层上,而不损坏整个薄膜。
因为,复合膜例如PET、PP或PE,它们都具有不同的吸收和发射二氧化碳激光波长的特性,所以当一层薄膜吸收激光能量而消失后,其他的材料薄膜层则100%的保持完好受不到任何影响。另一方面,铝箔层或着其他镀上金属层的薄膜,则成为了阻挡激光通向其它材料层的屏障。
所以这些材料的特性可以使得激光技术能在包装材料上进行精确的定位、划线。同时,撕开线通过人的人眼清晰可见,于是撕开包装对消费者来说就显得轻而易举了。
此为,值得注意的是,激光划线技术对于食品包装来说是非接触式的且无磨损的过程,所以也保证了包装内的商品不会因为包装过程而受到损坏,确保了商品的稳定性与可靠性。 激光打孔技术的应用 众所周知,易腐食品的质量和保存期取决于产品包装中空气循环和包装内湿度的平衡。
因此,为了达到包装具有足够的小孔,使用激光技术打孔成为了易腐食品的首选。 以目前在激光划线及激光打孔技术领域拥有领先地位的ROFIN公司为例:ROFIN公司的加工设备可以使用高脉冲的而二氧化碳激光对包装材料的各个薄膜层进行打孔作业,通过ROFIN公司的特殊技术,每个小孔周围都具有熔融,能够有效的阻止小孔的扩大并避免了对包装完整性的破坏,并能够同时拥有良好的透气、保湿效果。
目前先进的激光设备可以更具产品的产量或工艺要求来提供各种解决方案,可以提供分光器配合多个聚焦头来控制打孔的方向,通过使用多角棱镜将光速分配到多个聚焦头上来实现高速走卷。现在,最佳的软包装气候管理包装的孔径在60到300微米之间,小孔的排列可以更具实际的需要来自行改变,并且可以与印刷同步进行。
激光打孔技术也适用于存在压力变化的包装,如需要通过微波加热的食品包装等等。而对于一些比较坚硬的包装材料,如PE/PE复合材料,激光打孔技术可以做出每1厘米内包含5-50个小孔的打孔线,完全可以达到沿虚线撕开包装的效果。
食品包装采用激光划线技术的优点 ●只对选中的薄膜层划线,其它薄膜层不受影响 ●可以自由选择划线的形状 ●生产过程中损耗少,可靠性高 食品包装采用激光打孔技术的优点 ●对孔的尺寸和孔的数量可以精确控制 ●可以打出细孔且细孔的边缘防断裂 ●可用高密度的小孔制作出沿虚线撕下的包装 ●生产过程中损耗小,可靠性高食品发酵工程 随着人们消费能力的提高,对于消费品的质量提出了更好的要求,人性化的食品包装更容易使客户接受,对于提高产品的销售情况也起着一定的作用。如今食品包装领域的激光技术已经相当的成熟,。
4.求生物制药或发酵方面的论文
现代生物技术制药工业始于1971年,现已创造出35个重要治疗药物,全球大约有2500多家公司,主要产品有重组蛋白质药品、重组疫苗和诊断、治疗用的单克隆机体三大类。我国自80年代开始进行现代生物技术药品的研究和开发,到1998年7月底,我国已有近200多个现代生物技术制药企业,已有14种现代生物技术药品和疫苗投产,已经批准进入临床的有近10种药,正在进行临床前研究的有10多种。在采用现代生物技术改造传统生物技术制药产业方面已取得初步成果。但我国生物技术诊断试剂、酶工程、动植物细胞工程医药产品、现代生物技术支撑技术、后处理技术和制剂技术等方面与国外还存在差距。其中不重视中试放大过程是影响我国生物技术产业化发展的一个很重要的原因。
1国外现代生物技术产业发展的现状
自七十年代初成功地实现了基因的体外重组和克隆以来,以DNA重组技术为核心的现代生物技术,以前所未有的速度,蓬勃发展。而现代生物技术自诞生之日起,就在医药领域中显示了巨大生命力,并很快在医药工业中形成了一支新的产业。
自1971年Cetus公司成立至今,现代生物技术制药工业已走完了二十五年的路程,创造出35个重要的治疗药物,目前已在治疗癌症、多发性硬化症、贫血、发育不良,糖尿病、肝炎、心力衰竭、血友病、囊性纤维变性和一些罕见的遗传性疾病中取得良好效果。在医药工业中,传统生物技术(包括近代生物技术)已为人类提供了许多重要药品,在保障人类生命健康和推动社会进步中发挥了巨大作用;现代生物技术以其特有的高新技术又为人类提供了传统生物技术难以获得的极微量的珍贵药品。由于这一系列现代生物技术新型药物的出现,使过去无法治疗的疑难疾病得到了治疗。同时,应用现代生物技术DNA重组,细胞融合以及细胞大规模培养等现代生物技术发展和提高传统生物技术的生产水平,为抗生素、氨基酸、维生素以及基体激素等药品的生产,构建了高产新菌株,创造新工艺,提高生产能力,降低生产成本,促进生产发展。
现代生物技术制药公司,最早创办在美国加州和麻省的一些大学中,现在全球大约有2500多家,其中美国拥有大约1200多家,其余主要分布在欧洲、日本等发达国家,值得注意的是近年来,亚太地区一些国家如新加坡、南韩、印度等也非常重视,产品的研究和开发也十分活跃。
目前已经上市的现代生物技术药品,一般分为三大类,即重组蛋白质药品,重组疫苗和诊断或治疗用的单克隆抗体。据美国药物研究和制药工业协会(PhRMA)生物技术组织1996年的报告,1995年十六种重要现代生物技术药品的销售额超过68亿美元;另有284种现代生物技术药品和62种现代生物技术疫苗在开发中。
最近据Lehman Brother公司分析人员预测,到2000年在药品市场上将有100种现代生物技术药品,总销售额可能超过200亿美元。
综观国外现代生物技术制药工业的发展道路,是很不平坦的。例如97年在美国1200多家生物技术公司真正盈利的公司仅10家,其他公司大部份依靠来自社会上的风险投资基金,上市股票和大型有实力的制药公司建立伙伴关系,或建立研究开发战略联盟,或合资经营等等来维持其研究开发费用。但从发展的前景上看是无量的,而且目前已从投资风险期,进入了投资收获期。
2我国现代生物技术医药产业发展的现状
2.1现代生物技术医药产业化进程:我国自80年代开始进行现代生物技术药品的研究和开发,虽然起步较晚,基础较差,但一开始就受到党和国家的高度重视,并列为“863”计划和国家重点攻关项目的主要内容,经过十多年的努力,特别是近五年来,现代生物技术医药产业有了突破性的进展,到1998年7月底我国已有十四种现代生物技术药品和疫苗投入生产,据初步统计,1997年的工业总产值约20亿(包括采用现代生物技术改造传统生物技术后新增加的产值在内)。
目前我国己有近200多个现代生物技术制药企业,其中约30家生产企业已具有不同规模的生产能力,陆续投入生产。因此,可以说我国现代生物技术制药产业化已经开始。
现在已批准投产的药物和疫苗包括:1.人干扰素a1b(口服);2.基因工程人干扰素a1b(赛球金);3.重组人干扰素a2a(因特芬);4.重组人干扰素a2b;5.重组人干扰素γ;6.重组人白介素-2;7.重组人红细胞生成素;8.重组人粒细胞集落刺激因子;9.基因工程链激酶;10.碱性成纤维细胞生长因子;11.重组人粒细胞巨噬细胞集落刺
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