发酵工艺

发酵工艺是利用微生物转化有机物质的过程，常用于生产食品、饮料、药品、化妆品、生物燃料等方面。在发酵过程中，微生物通过代谢作用将有机物质转化为新的化学物质，从而达到生产所需物质的目的。其主要工艺流程包括原料选择、接种菌株、控制温度、pH值和氧气含量、培养时间、分离纯化等步骤。发酵工艺的成功应用在诸多领域中已成为当今生产技术不可或缺的一个环节。

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发酵的工艺流程是什么

1、发酵生产流程三个阶段：

上游、中游和下游。

（1）先进行高性能生产菌株的选育；

（2）然后在人工或计算机控制的生化反应器中进行大规模培养，生产目的代谢产物；

（3）最后收集目的产物并进行分离纯化，最终获得所需要的产品。

2、现代意义上的发酵工程是一个由多学科交叉、融合而形成的技术性和应用性较强的开放性的学科。发酵工程经历了“农产手工加工——近代发酵工程——现代发酵工程”三个发展阶段。

1、手工加工

发酵工程发源于家庭或作坊式的发酵制作（农产手工加工），后来借鉴于化学工程实现了工业化生产（近代发酵工程），最后返璞归真以微生物生命活动为中心研究、设计和指导工业发酵生产（现代发酵工程），跨入生物工程的行列。

2、近代发酵

原始的手工作坊式的发酵制作凭借祖先传下来的技巧和经验生产发酵产品，体力劳动繁重，生产规模受到，难以实现工业化的生产。

于是，发酵界的前人首先求教于化学和化学工程，向农业化学和化学工程学习，对发酵生产工艺进行了规范，用泵和管道等输送方式替代了肩挑手提的人力搬运，以机器生产代替了手工操作，把作坊式的发酵生产成功地推上了工业化生产的水平。发酵生产与化学和化学工程的结合促成了发酵生产的第一次飞跃。

3、现代发酵

通过发酵工业化生产的几十年实践，人们逐步认识到发酵工业过程是一个随着时间变化的（时变的）、非线性的、多变量输入和输出的动态的生物学过程，按照化学工程的模式来处理发酵工业生产（特别是大规模生产）的问题，往往难以收到预期的效果。

从化学工程的角度来看，发酵罐也就是生产原料发酵的反应器，发酵罐中培养的微生物细胞只是一种催化剂，按化学工程的正统思维，微生物当然难以发挥其生命特有的生产潜力。于是，追溯到作坊式的发酵生产技术的生物学内核（微生物），返璞归真而对发酵工程的属性有了新的认识。发酵工程的生物学属性的认定，使发酵工程的发展有了明确的方向，发酵工程进入了生物工程的范畴。

发酵工程的工艺过程

1、菌种制备    菌种是发酵工业之母，没有菌种，就谈不上微生物发酵。菌种一般分保藏菌种、摇瓶（茄子瓶等）菌种和种子罐菌种。保藏菌种是发酵生产的备用菌种，一般放在低温干燥状态下保存。保藏菌种进入生产接种之前，首先接入斜面进行活化，使菌种从休眠状态转为正常代谢状态。用于活化的培养基一般营养丰富、易于吸收，有利于菌种的生长繁殖。活化后的菌种再进行扩大，将其接人摇瓶（茄子瓶等）中进行培养，此时所用的培养基 比保藏菌种用培养基更粗放，更经济。摇瓶种子进一步扩大，接人种子罐进行培养。种子罐培养基比较接近发酵罐所用培养基成分，目的是让菌种进一步适应发酵培养基的环境。种子罐种子培养好以后可适时进行大罐（通风 曲室）接种。 2、原料处理    发酵原料来源丰富，成分粗放，状态不一，通常不能直接为微生物所利用，因而要进行预处理，才能作为微生物发酵用的培养基的成分。发酵原料一般要经过筛选、粉碎、蒸煮或水解后，再加上其他有关物质配制成发酵培养基。 3、接种培养    发酵培养基配制好以后，进行灭菌。待其冷却后，适时进行接种。接种要保证在无菌条件下进行，以防污染。无菌接种是发酵成败的关键。 4、发酵控制    菌种接好后，提供必要的生长条件，菌体开始生长繁殖，进行新陈代谢，发酵累积代谢产物。必要的生产条件包括培养温度、氧气需求、pH指标、营养成分补充和泡沫消除等。所有这些条件要经常观察、记录、分析、改进，以保证发酵生产正常进行。在发酵过程中，还要经常观察菌体的形态变化，测定代谢产物的积累情况，以决定放罐的最佳时间，进行收获。5、产品提取    发酵过程一旦完成，及时进行产品提取。根据不同的产品，采取不同的方法进行分离纯化，以求获得最高的产量和最好的质量。提取的方法一般有物理法（如过滤、离心、干燥等）、化学法（吸附、蒸馏、层析、离子交换等）和生物法等。 

沼气发酵工艺有哪些类型？

对于沼气发酵工艺，从不同角度有不同的分类方法。一般从投料方式、发酵温度、发酵阶段、发酵级差、料液流动方式等角度，可作如下分类：

（1）以投料方式划分

根据沼气发酵过程中的投料方式不同，可将发酵工艺分为连续发酵、半连续发酵和批量发酵三种工艺。

①连续发酵工艺。沼气池发酵启动后，根据设计时预定的处理量，连续不断地或每天定量地加入新的发酵原料，同时排走相同数量的发酵料液，使发酵过程连续进行下去。发酵装置不发生意外情况或不检修时，均不进行大出料。采用这种发酵工艺，沼气池内料液的数量和质量基本保持稳定状态，因此产气量也很均衡。连续发酵工艺适用于大型的沼气发酵系统，要求有充分的物料保证，发酵装置结构和发酵系统比较复杂，造价高。

②半连续发酵工艺。沼气发酵装置发酵启动初始，一次性投入较多的原料（一般占整个发酵周期投料总固体量的1/4～1/2），经过一段时间，开始正常发酵产气，随后产气逐渐下降，此时就需要每天或定期加入新物料，以维持正常发酵产气，这种工艺就称为半连续沼气发酵。

我国农村的沼气池大多属于半连续发酵。其中的“三结合”沼气池，就是将猪圈、厕所里的粪便随时流入沼气池，在粪便不足的情况下，可定期加入铡碎并堆沤后的秸秆等纤维素原料，起到补充碳源的作用。这种工艺的优点是比较容易做到均衡产气和计划用气，能与农业生产用肥紧密结合，适宜处理粪便和秸秆等混合原料。

③批量发酵工艺。发酵原料成批量地一次投入沼气池，待其发酵完后，将残留物全部取出，又成批地换上新料，开始第二个发酵周期，如此循环往复。这种工艺的优点是投料启动成功后，不再需要进行管理，简单省事，其缺点是产气分布不均衡，高峰期产气量高，其后产气量低，因此所产沼气适用性较差。

（2）以发酵温度划分

沼气发酵的温度范围一般在10～60℃，温度对沼气发酵的影响很大，温度升高，产气率也随之提高，通常以沼气发酵温度区分为：高温发酵、中温发酵和常温发酵工艺。

①高温发酵工艺。高温发酵工艺指发酵料液温度维持在46～60℃。该工艺的特点是微生物生长活跃，有机物分解速度快，产气率高，滞留时间短。采用高温发酵可以有效地杀灭各种致病菌和寄生虫卵，具有较好的卫生效果。从除害灭病和发酵剩余物肥料利用的角度看，选用高温发酵是较为实用的，但要维持消化器的高温运行，能量消耗较大。

②中温发酵工艺。中温发酵工艺适宜温度为28～38℃，与高温发酵相比，这种工艺产气率要低一些，但维持中温发酵的能耗较少，沼气发酵能总体维持在一个较高的水平，产气速度比较快，料液基本不结壳，可保证常年稳定运行。工程中常采用近中温发酵工艺，其发酵料液温度为25～30℃。这种工艺因料液温度稳定，产气量也比较均衡。

③常温发酵工艺。常温发酵工艺指在自然温度下进行沼气发酵，不需要对发酵料液温度进行控制，发酵温度受气温影响而变化，我国农村户用沼气池基本上采用这种工艺。其特点是发酵料液的温度随气温、地温的变化而变化，其缺点是同样投料条件下，一年四季产气率相差较大。南方农村沼气池在地下，还可以维持用气量，北方的沼气池则需采取保温措施，才可确保沼气池安全越冬，维持正常产气。

（3）以发酵阶段划分

根据沼气发酵分为“水解—产酸—产甲烷”三个阶段理论，以沼气发酵不同阶段，可将发酵工艺划分为单相发酵工艺和两相（步）发酵工艺。

①单相发酵工艺。将沼气发酵原料投入到一个装置中，使沼气发酵的产酸和产甲烷阶段合二为一，在同一装置中自行调节完成。

②两相发酵工艺。两相发酵也称两步发酵，或两步厌氧消化。该工艺是根据沼气发酵三个阶段的理论，把原料的水解、产酸阶段和产甲烷阶段分别安排在两个不同的消化器中进行。

（4）按发酵级差划分

①单级沼气发酵工艺。产酸发酵和产甲烷发酵在同一个沼气发酵装置中进行，而不将发酵物再排入第二个沼气发酵装置中继续发酵。这种工艺流程的装置结构比较简单，管理比较方便，因而修建和日常管理费用相对来说，比较低廉。

②多级沼气发酵工艺。多个沼气发酵装置串联而成，进行多级发酵。第一级发酵装置主要是发酵产气，产气量可占总产气量的50%左右，而未被充分消化的物料进入第二级消化装置，使残余的有机物质继续彻底分解，这既有利于物料的充分利用和彻底处理废物中的有机物，也在一定程度上能够缓解用气和用肥的矛盾。

（5）按发酵浓度划分

①湿发酵工艺。发酵料液的干物质浓度控制在10%以下，在发酵启动时，加入大量的水。发酵液如用作肥料，存在运输、贮存或施用不方便的问题。

②干发酵工艺。干发酵又称固体发酵，发酵原料的总固体浓度控制在20%以上，干发酵运行能耗低，用水量少，没有二次污染，但是干发酵存在出料难的问题，不适合户用沼气采用。

酒精发酵方式主要有哪几种工艺

1、间歇式发酵法：间歇式发酵法就是指全部发酵过程始终在一个发酵罐中进行。由于发酵罐容量和工艺操作不同，在间歇发酵工艺中，又可分为一次加满法、分次添加法 、连续添加法和分割主发酵醪法 。

2、半连续发酵法：半连续发酵是指在主发酵阶段采用连续发酵，而后发酵则采用间歇发酵的方式。

3、连续发酵连续发酵工艺：由于具体操作方法的不同，连续发酵工艺可分为循环连续发酵法、多级连续发酵法、双流糖化和连续发酵

发酵工艺的原理和作用

发酵工艺是一种利用微生物（如细菌、酵母菌、霉菌等）来完成物质转化的技术。它具有高效、环保、可控等优点，被广泛应用于食品、饮料、医药、化工等领域。发酵工艺的原理和作用主要包括以下几个方面。

一、发酵原理

发酵过程是一种生物化学反应，它主要依靠微生物的代谢活动来完成物质的转化。在发酵过程中，微生物通过代谢产生能量，并利用外界提供的营养物质进行生长和繁殖。微生物在代谢活动中会产生多种酶，这些酶能够将底物分解成更简单的物质，同时还能生成各种代谢产物。这些代谢产物具有多种功能，可能是食品、药品、化学品等。

二、发酵作用

促进营养素的吸收：发酵过程中，微生物会分解底物，生成多种代谢产物，其中包括多种维生素、氨基酸、有机酸等营养素。这些营养素更容易被人体吸收，从而提高了食品的营养价值。

改善口感和风味：在发酵过程中，微生物会产生多种酸、酯、醇等物质，这些物质使得食品的口感和风味更加丰富，更加具有特色。

增强保质期：在发酵过程中，微生物会产生多种抑制细菌和霉菌生长的物质，从而延长了食品的保质期。

生产高价值化合物：通过发酵工艺，可以生产多种高价值化合物，如抗生素、维生素、氨基酸等。

三、发酵工艺

发酵工艺的具体步骤包括菌种培养、底物处理、发酵过程控制和代谢产物提取等。其中，菌种培养是一个关键的环节，良好的菌种培养能够保证发酵过程的顺利进行。底物处理是将原料加工成适合微生物生长的形态，并提供必要的营养物质。发酵过程控制是通过调整温度、pH、氧气含量等条件来控制微生物的生长和代谢活动。代谢产物提取是将发酵过程中生成的代谢产物从发酵液中提取出来，进行后续的加工和处理。

综上所述，发酵工艺是一种利用微生物完成物质转化的技术。发酵工艺的原理和作用主要包括利用微生物的代谢活动完成物质的转化，促进营养素的吸收、改善口感和风味、增强保质期和生产高价值化合物等作用。发酵工艺的具体步骤包括菌种培养、底物处理、发酵过程控制和代谢产物提取等。

面包发酵工艺有哪些？

制造面包可以分一次发酵法（直接面团法）和二次发酵法（酵面和面团法）。

二次发酵法生产的面包，与一次发酵法的比较，具有体积大、柔软、气泡细密、风味好、变陈速度慢、酵母用量低等优点，但所需设备、厂房、劳动力较多，生产周期也较长。二次发酵法的工艺流程为:原材料处理、第一次调制（酵面调制）、第一次发酵、第二次调制（面团调制）、切块、搓团、中间醒发、成型、最终醒发、焙烤、冷却、包装。经成型并经最终醒发后的面团（面包坯）送入烤炉中焙烤。现代大型烤炉多为传送带隧道式或叠片隧道式。烤炉分成几段，可以控制在不同的温湿度

酒精发酵方式主要有哪几种工艺

根据发酵醪注入发酵罐的方式不同,可以将酒精发酵的方式分为间歇式、半连续式和连续式三种.

(一)间歇式发酵法

间歇式发酵法就是指全部发酵过程始终在一个发酵罐中进行.由于发酵罐容量和工艺操作不同,在间歇发酵工艺中,又可分为如下几种方法：

1．一次加满法 此法是将粉浆或糖化醪冷却到27-30℃后,接入糖化醪量10％的酒母,混合均匀后,经60～72小时发酵,即成熟.

2．分次添加法 生产时,先打入发酵罐容积三分之一糖化醪,接种发酵,隔2—3小时后,加第二次糖化醪,再隔2—3小时,加第三次糖化醪.如此,直至加到发酵罐容积的90％为止.从第一次加糖化醪直至加满发酵罐为止,其总时间不应超过l0小时.

3．连续添加法 此法适用于采用连续蒸煮、连续糖化的酒精生产工厂.先将一定量的酒母打入发酵罐,然后流加.一般从接种酵母后,应于6-8小时内将罐装满.

4．分割主发酵醪法 此法适用于卫生管理较好的酒精工厂,其无菌要求较高.将处于旺盛主发酵阶段的发酵醪分出1/3—1/2至第二罐,然后两罐同时补加新鲜糖化醪至满,继续发酵.

(二)半连续发酵法

半连续发酵是指在主发酵阶段采用连续发酵,而后发酵则采用间歇发酵的方式.在半连续发酵中,由于醪液的流加方式不同,又可分为两种：

一种是将一组数个发酵罐连接起来,使前三个罐保持连续发酵状态.第三罐满后,流入第四罐.第四罐施加满后,则由第三罐改流至第五罐,依次类推.第四、五罐发酵结束后,送去蒸馏.洗刷罐体后再重复以上操作.

第二种方法是由7—8个罐组成一组罐,各罐用管道从上部通入下-罐底部相串连.第一只罐加入1/3体积的酒母发酵,随后在保持主发酵状态下,流加糖化醪.满罐后,流入第二罐,第二罐醪液加至1/3容积时,糖化醪转流加至第二罐.第二罐加满后,流入第三罐,然后重复第二罐操作,直至末罐.最后从首罐至末罐逐个将发酵成熟醪蒸馏.

（三）连续发酵

1、连续发酵工艺 由于具体操作方法的不同,连续发酵工艺可分为如下三种：

(1)循环连续发酵法

(2)多级连续发酵法

(3)双流糖化和连续发酵

2、连续发酵的优点

(1)提高了设备利用率

(2)提高了淀粉利用率

(3)省去了酒母工段

(4)便于实现自动化

发酵工程的发酵生产流程三个阶段

发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵和提炼（包括废水处理）等三个阶段，这三个阶段都有各自的工程学问题，一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和下游工程。

发酵工程的三个阶段均分别有它们各自的工艺原理和设备及过程控制原理，它们一起构成发酵工程原理。

千百年，特别是最近几十年的发酵工业生产的实践证明:微生物是发酵工程的灵魂。近年来，对于发酵工程的生物学属性的认识愈益明朗化，发酵工程正在走近科学。

从生物学的角度重新审视发酵工程，发现发酵工程最基本的原理是其生物学原理，而前述的发酵工程原理均必须建立在发酵工程的生物学原理的基础上。因此，发酵工程的生物学原理是发酵工程最基本的原理，并且可以把它简称为“发酵原理”。

工业生产上通过“工业发酵”来加工或制作产品，其对应的加工或制作工艺被称为“发酵工艺”。

为实现工业化生产，就必须解决实现这些工艺（发酵工艺）的工业生产环境、设备和过程控制的工程学的问题，因此，就有了“发酵工程”。

啤酒发酵工艺

1．传统啤酒发酵工艺（1）主发酵

又称前发酵，是发酵的主要阶段，也是酵母活性期，麦汁中的可发酵性糖绝大部分在此期间发酵，酵母的一些主要代谢产物也是在此期内产生的。发酵方法分两类，即上面发酵法和下面发酵法。我国主要采用后种方法。下面重点介绍下面啤酒发酵法。加酒花后的澄清汁冷却至6.5～8.0℃，接种酵母，主发酵正式开始。酵母对以麦芽糖为主的麦汁进行发酵，产生乙醇和CO2，这是发酵的主要生化反应。主要步骤如下：①用直接添加法添加酵母

在密闭酵母添加器内将回收的酵母按需要量与麦汁混匀（约1:1），用压缩空气或泵送入添加槽内，适当通风数分钟。②酵母添加量

添加量常按泥状酵母对麦汁体积百分率计算，一般为0.5％～0.65％，通常接种后细胞浓度为800万～1200万个/ml。接种量应根据酵母新鲜度，稀稠度，酵母使用代数、发酵温度、麦汁浓度以及添加方法等适当调节。若麦汁浓度高，酵母使用代数多，接种温度及酵母浓度低，则接种量应稍大，反之则少。③发酵第一阶段

又称低泡期。接种后15～20小时，池的四周出现白沫，并向中间扩展，直至全液面，这是发酵的开始。而后泡沫逐渐培厚，此阶段维持2.5～3天，每天温度上升0.9～1℃，糖度平均每24小时降1°Bx。④发酵第二阶段

又称高泡期。为发酵的最旺盛期，泡沫特别丰厚，可高达25～30cm。由于麦汁中酒花树脂等被氧化，泡沫逐渐变为棕。此阶段2～3天，每天降糖1～1.5％。⑤发酵第三阶段

又称落泡期。高泡期过后，酵母增殖停止、温度开始下降，降糖速度变慢，泡沫颜色加深并逐步形成由泡沫、蛋白质及多酚类氧化物等物质组成的泡盖，厚度2～5cm。此阶段2天，每天降糖0.5％～0.8％。当12度酒糖度降至3.8～4°Bx时，即可下酒进入后发酵。（2）后发酵后发酵又称贮酒，其目的是完成残糖的最后发酵，增加啤酒的稳定性，饱充CO2，充分沉淀蛋白质，澄清酒液；清除双乙酰、醛类及H2S等嫩酒味，促进成熟；尽可能使酒液处于还原状态，降低氧含量。下面介绍下面啤酒发酵法的后发酵。①下酒

将主酵嫩酒送至后酵罐称为下酒。下酒时，应避免吸氧过多，为此先将贮酒罐充满无菌水，在用CO2将无菌水顶出，当CO2充满时再由贮酒桶底部进酒液。此外，要求尽量一次满罐，留空隙10～15cm，以防止空气进入酒液。如果酒液被CO2饱和，由于有CO2溢出，氧则难溶于酒液中。否则啤酒中存在过多的溶解氧易引起氧化混浊，并产生氧化味。②管理

下酒后，先开口发酵，以防CO2过多，酒沫涌出，2～3天后封罐。下酒初期室温2.8～3.2℃，若是外销酒，一个月后逐渐降至0～1℃。温度前高后低目的在于先使残糖发酵，随后澄清。注意不能将不同酒龄的酒液共存一室，否则温度要求互相矛盾，无法控制室温。一般老工艺12°Bx外销酒贮酒时间为60～90天，内销酒为35～40天。贮酒期间，用烧杯取样观察，通常7～14天罐内酵母下沉。若长期酒液不清，应镜检。若是酵母悬浮，则是酵母凝聚性差；若是细菌混浊，则属细菌污染，通常无法挽救，只能排放；若是胶体混浊，原因是麦芽溶解度差，糖化蛋白分解不良，煮沸强度不够，冷凝固物分离不良等因素造成。这个网站上有一些详细

的介绍

你可以参考一下:www.chinahanbo.com

发酵工程的工艺过程

1、菌种制备

菌种是发酵工业之母，没有菌种，就谈不上微生物发酵。菌种一般分保藏菌种、摇瓶（茄子瓶等）菌种和种子罐菌种。保藏菌种是发酵生产的备用菌种，一般放在低温干燥状态下保存。保藏菌种进入生产接种之前，首先接入斜面进行活化，使菌种从休眠状态转为正常代谢状态。用于活化的培养基一般营养丰富、易于吸收，有利于菌种的生长繁殖。活化后的菌种再进行扩大，将其接人摇瓶（茄子瓶等）中进行培养，此时所用的培养基 比保藏菌种用培养基更粗放，更经济。摇瓶种子进一步扩大，接人种子罐进行培养。种子罐培养基比较接近发酵罐所用培养基成分，目的是让菌种进一步适应发酵培养基的环境。种子罐种子培养好以后可适时进行大罐（通风 曲室）接种。

2、原料处理

发酵原料来源丰富，成分粗放，状态不一，通常不能直接为微生物所利用，因而要进行预处理，才能作为微生物发酵用的培养基的成分。发酵原料一般要经过筛选、粉碎、蒸煮或水解后，再加上其他有关物质配制成发酵培养基。

3、接种培养

发酵培养基配制好以后，进行灭菌。待其冷却后，适时进行接种。接种要保证在无菌条件下进行，以防污染。无菌接种是发酵成败的关键。

4、发酵控制

菌种接好后，提供必要的生长条件，菌体开始生长繁殖，进行新陈代谢，发酵累积代谢产物。必要的生产条件包括培养温度、氧气需求、pH指标、营养成分补充和泡沫消除等。所有这些条件要经常观察、记录、分析、改进，以保证发酵生产正常进行。在发酵过程中，还要经常观察菌体的形态变化，测定代谢产物的积累情况，以决定放罐的最佳时间，进行收获。

5、产品提取

发酵过程一旦完成，及时进行产品提取。根据不同的产品，采取不同的方法进行分离纯化，以求获得最高的产量和最好的质量。提取的方法一般有物理法（如过滤、离心、干燥等）、化学法（吸附、蒸馏、层析、离子交换等）和生物法等。