發酵工藝

發酵工藝是利用微生物轉化有機物質的過程，常用於生產食品、飲料、藥品、化妝品、生物燃料等方面。在發酵過程中，微生物通過代謝作用將有機物質轉化為新的化學物質，從而達到生產所需物質的目的。其主要工藝流程包括原料選擇、接種菌株、控制溫度、pH值和氧氣含量、培養時間、分離純化等步驟。發酵工藝的成功應用在諸多領域中已成為當今生產技術不可或缺的一個環節。

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發酵的工藝流程是什麼

1、發酵生產流程三個階段：

上游、中游和下游。

（1）先進行高效能生產菌株的選育；

（2）然後在人工或計算機控制的生化反應器中進行大規模培養，生產目的代謝產物；

（3）最後收集目的產物並進行分離純化，最終獲得所需要的產品。

2、現代意義上的發酵工程是一個由多學科交叉、融合而形成的技術性和應用性較強的開放性的學科。發酵工程經歷了“農產手工加工——近代發酵工程——現代發酵工程”三個發展階段。

1、手工加工

發酵工程發源於家庭或作坊式的發酵製作（農產手工加工），後來借鑑於化學工程實現了工業化生產（近代發酵工程），最後返璞歸真以微生物生命活動為中心研究、設計和指導工業發酵生產（現代發酵工程），跨入生物工程的行列。

2、近代發酵

原始的手工作坊式的發酵製作憑藉祖先傳下來的技巧和經驗生產發酵產品，體力勞動繁重，生產規模受到，難以實現工業化的生產。

於是，發酵界的前人首先求教於化學和化學工程，向農業化學和化學工程學習，對發酵生產工藝進行了規範，用泵和管道等輸送方式替代了肩挑手提的人力搬運，以機器生產代替了手工操作，把作坊式的發酵生產成功地推上了工業化生產的水平。發酵生產與化學和化學工程的結合促成了發酵生產的第一次飛躍。

3、現代發酵

通過發酵工業化生產的幾十年實踐，人們逐步認識到發酵工業過程是一個隨著時間變化的（時變的）、非線性的、多變數輸入和輸出的動態的生物學過程，按照化學工程的模式來處理髮酵工業生產（特別是大規模生產）的問題，往往難以收到預期的效果。

從化學工程的角度來看，發酵罐也就是生產原料發酵的反應器，發酵罐中培養的微生物細胞只是一種催化劑，按化學工程的正統思維，微生物當然難以發揮其生命特有的生產潛力。於是，追溯到作坊式的發酵生產技術的生物學核心（微生物），返璞歸真而對發酵工程的屬性有了新的認識。發酵工程的生物學屬性的認定，使發酵工程的發展有了明確的方向，發酵工程進入了生物工程的範疇。

發酵工程的工藝過程

1、菌種製備    菌種是發酵工業之母，沒有菌種，就談不上微生物發酵。菌種一般分保藏菌種、搖瓶（茄子瓶等）菌種和種子罐菌種。保藏菌種是發酵生產的備用菌種，一般放在低溫乾燥狀態下儲存。保藏菌種進入生產接種之前，首先接入斜面進行活化，使菌種從休眠狀態轉為正常代謝狀態。用於活化的培養基一般營養豐富、易於吸收，有利於菌種的生長繁殖。活化後的菌種再進行擴大，將其接人搖瓶（茄子瓶等）中進行培養，此時所用的培養基 比保藏菌種用培養基更粗放，更經濟。搖瓶種子進一步擴大，接人種子罐進行培養。種子罐培養基比較接近發酵罐所用培養基成分，目的是讓菌種進一步適應發酵培養基的環境。種子罐種子培養好以後可適時進行大罐（通風 曲室）接種。 2、原料處理    發酵原料來源豐富，成分粗放，狀態不一，通常不能直接為微生物所利用，因而要進行預處理，才能作為微生物發酵用的培養基的成分。發酵原料一般要經過篩選、粉碎、蒸煮或水解後，再加上其他有關物質配製成發酵培養基。 3、接種培養    發酵培養基配製好以後，進行滅菌。待其冷卻後，適時進行接種。接種要保證在無菌條件下進行，以防汙染。無菌接種是發酵成敗的關鍵。 4、發酵控制    菌種接好後，提供必要的生長條件，菌體開始生長繁殖，進行新陳代謝，發酵累積代謝產物。必要的生產條件包括培養溫度、氧氣需求、pH指標、營養成分補充和泡沫消除等。所有這些條件要經常觀察、記錄、分析、改進，以保證發酵生產正常進行。在發酵過程中，還要經常觀察菌體的形態變化，測定代謝產物的積累情況，以決定放罐的最佳時間，進行收穫。5、產品提取    發酵過程一旦完成，及時進行產品提取。根據不同的產品，採取不同的方法進行分離純化，以求獲得最高的產量和最好的質量。提取的方法一般有物理法（如過濾、離心、乾燥等）、化學法（吸附、蒸餾、層析、離子交換等）和生物法等。 

沼氣發酵工藝有哪些型別？

對於沼氣發酵工藝，從不同角度有不同的分類方法。一般從投料方式、發酵溫度、發酵階段、發酵級差、料液流動方式等角度，可作如下分類：

（1）以投料方式劃分

根據沼氣發酵過程中的投料方式不同，可將發酵工藝分為連續發酵、半連續發酵和批量發酵三種工藝。

①連續發酵工藝。沼氣池發酵啟動後，根據設計時預定的處理量，連續不斷地或每天定量地加入新的發酵原料，同時排走相同數量的發酵料液，使發酵過程連續進行下去。發酵裝置不發生意外情況或不檢修時，均不進行大出料。採用這種發酵工藝，沼氣池內料液的數量和質量基本保持穩定狀態，因此產氣量也很均衡。連續發酵工藝適用於大型的沼氣發酵系統，要求有充分的物料保證，發酵裝置結構和發酵系統比較複雜，造價高。

②半連續發酵工藝。沼氣發酵裝置發酵啟動初始，一次性投入較多的原料（一般佔整個發酵週期投料總固體量的1/4～1/2），經過一段時間，開始正常發酵產氣，隨後產氣逐漸下降，此時就需要每天或定期加入新物料，以維持正常發酵產氣，這種工藝就稱為半連續沼氣發酵。

我國農村的沼氣池大多屬於半連續發酵。其中的“三結合”沼氣池，就是將豬圈、廁所裡的糞便隨時流入沼氣池，在糞便不足的情況下，可定期加入鍘碎並堆漚後的秸稈等纖維素原料，起到補充碳源的作用。這種工藝的優點是比較容易做到均衡產氣和計劃用氣，能與農業生產用肥緊密結合，適宜處理糞便和秸稈等混合原料。

③批量發酵工藝。發酵原料成批量地一次投入沼氣池，待其發酵完後，將殘留物全部取出，又成批地換上新料，開始第二個發酵週期，如此迴圈往復。這種工藝的優點是投料啟動成功後，不再需要進行管理，簡單省事，其缺點是產氣分佈不均衡，高峰期產氣量高，其後產氣量低，因此所產沼氣適用性較差。

（2）以發酵溫度劃分

沼氣發酵的溫度範圍一般在10～60℃，溫度對沼氣發酵的影響很大，溫度升高，產氣率也隨之提高，通常以沼氣發酵溫度區分為：高溫發酵、中溫發酵和常溫發酵工藝。

①高溫發酵工藝。高溫發酵工藝指發酵料液溫度維持在46～60℃。該工藝的特點是微生物生長活躍，有機物分解速度快，產氣率高，滯留時間短。採用高溫發酵可以有效地殺滅各種致病菌和寄生蟲卵，具有較好的衛生效果。從除害滅病和發酵剩餘物肥料利用的角度看，選用高溫發酵是較為實用的，但要維持消化器的高溫執行，能量消耗較大。

②中溫發酵工藝。中溫發酵工藝適宜溫度為28～38℃，與高溫發酵相比，這種工藝產氣率要低一些，但維持中溫發酵的能耗較少，沼氣發酵能總體維持在一個較高的水平，產氣速度比較快，料液基本不結殼，可保證常年穩定執行。工程中常採用近中溫發酵工藝，其發酵料液溫度為25～30℃。這種工藝因料液溫度穩定，產氣量也比較均衡。

③常溫發酵工藝。常溫發酵工藝指在自然溫度下進行沼氣發酵，不需要對發酵料液溫度進行控制，發酵溫度受氣溫影響而變化，我國農村戶用沼氣池基本上採用這種工藝。其特點是發酵料液的溫度隨氣溫、地溫的變化而變化，其缺點是同樣投料條件下，一年四季產氣率相差較大。南方農村沼氣池在地下，還可以維持用氣量，北方的沼氣池則需採取保溫措施，才可確保沼氣池安全越冬，維持正常產氣。

（3）以發酵階段劃分

根據沼氣發酵分為“水解—產酸—產甲烷”三個階段理論，以沼氣發酵不同階段，可將發酵工藝劃分為單相發酵工藝和兩相（步）發酵工藝。

①單相發酵工藝。將沼氣發酵原料投入到一個裝置中，使沼氣發酵的產酸和產甲烷階段合二為一，在同一裝置中自行調節完成。

②兩相發酵工藝。兩相發酵也稱兩步發酵，或兩步厭氧消化。該工藝是根據沼氣發酵三個階段的理論，把原料的水解、產酸階段和產甲烷階段分別安排在兩個不同的消化器中進行。

（4）按發酵級差劃分

①單級沼氣發酵工藝。產酸發酵和產甲烷發酵在同一個沼氣發酵裝置中進行，而不將發酵物再排入第二個沼氣發酵裝置中繼續發酵。這種工藝流程的裝置結構比較簡單，管理比較方便，因而修建和日常管理費用相對來說，比較低廉。

②多級沼氣發酵工藝。多個沼氣發酵裝置串聯而成，進行多級發酵。第一級發酵裝置主要是發酵產氣，產氣量可佔總產氣量的50%左右，而未被充分消化的物料進入第二級消化裝置，使殘餘的有機物質繼續徹底分解，這既有利於物料的充分利用和徹底處理廢物中的有機物，也在一定程度上能夠緩解用氣和用肥的矛盾。

（5）按發酵濃度劃分

①溼發酵工藝。發酵料液的幹物質濃度控制在10%以下，在發酵啟動時，加入大量的水。發酵液如用作肥料，存在運輸、貯存或施用不方便的問題。

②幹發酵工藝。幹發酵又稱固體發酵，發酵原料的總固體濃度控制在20%以上，幹發酵執行能耗低，用水量少，沒有二次汙染，但是幹發酵存在出料難的問題，不適合戶用沼氣採用。

酒精發酵方式主要有哪幾種工藝

1、間歇式發酵法：間歇式發酵法就是指全部發酵過程始終在一個發酵罐中進行。由於發酵罐容量和工藝操作不同，在間歇發酵工藝中，又可分為一次加滿法、分次新增法 、連續新增法和分割主發酵醪法 。

2、半連續發酵法：半連續發酵是指在主發酵階段採用連續發酵，而後發酵則採用間歇發酵的方式。

3、連續發酵連續發酵工藝：由於具體操作方法的不同，連續發酵工藝可分為迴圈連續發酵法、多級連續發酵法、雙流糖化和連續發酵

發酵工藝的原理和作用

發酵工藝是一種利用微生物（如細菌、酵母菌、黴菌等）來完成物質轉化的技術。它具有高效、環保、可控等優點，被廣泛應用於食品、飲料、醫藥、化工等領域。發酵工藝的原理和作用主要包括以下幾個方面。

一、發酵原理

發酵過程是一種生物化學反應，它主要依靠微生物的代謝活動來完成物質的轉化。在發酵過程中，微生物通過代謝產生能量，並利用外界提供的營養物質進行生長和繁殖。微生物在代謝活動中會產生多種酶，這些酶能夠將底物分解成更簡單的物質，同時還能生成各種代謝產物。這些代謝產物具有多種功能，可能是食品、藥品、化學品等。

二、發酵作用

促進營養素的吸收：發酵過程中，微生物會分解底物，生成多種代謝產物，其中包括多種維生素、氨基酸、有機酸等營養素。這些營養素更容易被人體吸收，從而提高了食品的營養價值。

改善口感和風味：在發酵過程中，微生物會產生多種酸、酯、醇等物質，這些物質使得食品的口感和風味更加豐富，更加具有特色。

增強保質期：在發酵過程中，微生物會產生多種抑制細菌和黴菌生長的物質，從而延長了食品的保質期。

生產高價值化合物：通過發酵工藝，可以生產多種高價值化合物，如抗生素、維生素、氨基酸等。

三、發酵工藝

發酵工藝的具體步驟包括菌種培養、底物處理、發酵過程控制和代謝產物提取等。其中，菌種培養是一個關鍵的環節，良好的菌種培養能夠保證發酵過程的順利進行。底物處理是將原料加工成適合微生物生長的形態，並提供必要的營養物質。發酵過程控制是通過調整溫度、pH、氧氣含量等條件來控制微生物的生長和代謝活動。代謝產物提取是將發酵過程中生成的代謝產物從發酵液中提取出來，進行後續的加工和處理。

綜上所述，發酵工藝是一種利用微生物完成物質轉化的技術。發酵工藝的原理和作用主要包括利用微生物的代謝活動完成物質的轉化，促進營養素的吸收、改善口感和風味、增強保質期和生產高價值化合物等作用。發酵工藝的具體步驟包括菌種培養、底物處理、發酵過程控制和代謝產物提取等。

麵包發酵工藝有哪些？

製造麵包可以分一次發酵法（直接面團法）和二次發酵法（酵面和麵團法）。

二次發酵法生產的麵包，與一次發酵法的比較，具有體積大、柔軟、氣泡細密、風味好、變陳速度慢、酵母用量低等優點，但所需裝置、廠房、勞動力較多，生產週期也較長。二次發酵法的工藝流程為:原材料處理、第一次調製（酵面調製）、第一次發酵、第二次調製（麵糰調製）、切塊、搓團、中間醒發、成型、最終醒發、焙烤、冷卻、包裝。經成型並經最終醒發後的麵糰（麵包坯）送入烤爐中焙烤。現代大型烤爐多為傳送帶隧道式或疊片隧道式。烤爐分成幾段，可以控制在不同的溫溼度

酒精發酵方式主要有哪幾種工藝

根據發酵醪注入發酵罐的方式不同,可以將酒精發酵的方式分為間歇式、半連續式和連續式三種.

(一)間歇式發酵法

間歇式發酵法就是指全部發酵過程始終在一個發酵罐中進行.由於發酵罐容量和工藝操作不同,在間歇發酵工藝中,又可分為如下幾種方法：

1．一次加滿法 此法是將粉漿或糖化醪冷卻到27-30℃後,接入糖化醪量10％的酒母,混合均勻後,經60～72小時發酵,即成熟.

2．分次新增法 生產時,先打入發酵罐容積三分之一糖化醪,接種發酵,隔2—3小時後,加第二次糖化醪,再隔2—3小時,加第三次糖化醪.如此,直至加到發酵罐容積的90％為止.從第一次加糖化醪直至加滿發酵罐為止,其總時間不應超過l0小時.

3．連續新增法 此法適用於採用連續蒸煮、連續糖化的酒精生產工廠.先將一定量的酒母打入發酵罐,然後流加.一般從接種酵母后,應於6-8小時內將罐裝滿.

4．分割主發酵醪法 此法適用於衛生管理較好的酒精工廠,其無菌要求較高.將處於旺盛主發酵階段的發酵醪分出1/3—1/2至第二罐,然後兩罐同時補加新鮮糖化醪至滿,繼續發酵.

(二)半連續發酵法

半連續發酵是指在主發酵階段採用連續發酵,而後發酵則採用間歇發酵的方式.在半連續發酵中,由於醪液的流加方式不同,又可分為兩種：

一種是將一組數個發酵罐連線起來,使前三個罐保持連續發酵狀態.第三罐滿後,流入第四罐.第四罐施加滿後,則由第三罐改流至第五罐,依次類推.第四、五罐發酵結束後,送去蒸餾.洗刷罐體後再重複以上操作.

第二種方法是由7—8個罐組成一組罐,各罐用管道從上部通入下-罐底部相串連.第一隻罐加入1/3體積的酒母發酵,隨後在保持主發酵狀態下,流加糖化醪.滿罐後,流入第二罐,第二罐醪液加至1/3容積時,糖化醪轉流加至第二罐.第二罐加滿後,流入第三罐,然後重複第二罐操作,直至末罐.最後從首罐至末罐逐個將發酵成熟醪蒸餾.

（三）連續發酵

1、連續發酵工藝 由於具體操作方法的不同,連續發酵工藝可分為如下三種：

(1)迴圈連續發酵法

(2)多級連續發酵法

(3)雙流糖化和連續發酵

2、連續發酵的優點

(1)提高了裝置利用率

(2)提高了澱粉利用率

(3)省去了酒母工段

(4)便於實現自動化

發酵工程的發酵生產流程三個階段

發酵工程從工程學的角度把實現發酵工藝的發酵工業過程分為菌種、發酵和提煉（包括廢水處理）等三個階段，這三個階段都有各自的工程學問題，一般分別把它們稱為發酵工程的上游、中游和下游工程。

發酵工程的三個階段均分別有它們各自的工藝原理和裝置及過程控制原理，它們一起構成發酵工程原理。

千百年，特別是最近幾十年的發酵工業生產的實踐證明:微生物是發酵工程的靈魂。近年來，對於發酵工程的生物學屬性的認識愈益明朗化，發酵工程正在走近科學。

從生物學的角度重新審視發酵工程，發現發酵工程最基本的原理是其生物學原理，而前述的發酵工程原理均必須建立在發酵工程的生物學原理的基礎上。因此，發酵工程的生物學原理是發酵工程最基本的原理，並且可以把它簡稱為“發酵原理”。

工業生產上通過“工業發酵”來加工或製作產品，其對應的加工或製作工藝被稱為“發酵工藝”。

為實現工業化生產，就必須解決實現這些工藝（發酵工藝）的工業生產環境、裝置和過程控制的工程學的問題，因此，就有了“發酵工程”。

啤酒發酵工藝

1．傳統啤酒發酵工藝（1）主發酵

又稱前發酵，是發酵的主要階段，也是酵母活性期，麥汁中的可發酵性糖絕大部分在此期間發酵，酵母的一些主要代謝產物也是在此期內產生的。發酵方法分兩類，即上面發酵法和下面發酵法。我國主要採用後種方法。下面重點介紹下面啤酒發酵法。加酒花後的澄清汁冷卻至6.5～8.0℃，接種酵母，主發酵正式開始。酵母對以麥芽糖為主的麥汁進行發酵，產生乙醇和CO2，這是發酵的主要生化反應。主要步驟如下：①用直接新增法新增酵母

在密閉酵母新增器內將回收的酵母按需要量與麥汁混勻（約1:1），用壓縮空氣或泵送入新增槽內，適當通風數分鐘。②酵母新增量

新增量常按泥狀酵母對麥汁體積百分率計算，一般為0.5％～0.65％，通常接種後細胞濃度為800萬～1200萬個/ml。接種量應根據酵母新鮮度，稀稠度，酵母使用代數、發酵溫度、麥汁濃度以及新增方法等適當調節。若麥汁濃度高，酵母使用代數多，接種溫度及酵母濃度低，則接種量應稍大，反之則少。③發酵第一階段

又稱低泡期。接種後15～20小時，池的四周出現白沫，並向中間擴充套件，直至全液麵，這是發酵的開始。而後泡沫逐漸培厚，此階段維持2.5～3天，每天溫度上升0.9～1℃，糖度平均每24小時降1°Bx。④發酵第二階段

又稱高泡期。為發酵的最旺盛期，泡沫特別豐厚，可高達25～30cm。由於麥汁中酒花樹脂等被氧化，泡沫逐漸變為棕。此階段2～3天，每天降糖1～1.5％。⑤發酵第三階段

又稱落泡期。高泡期過後，酵母增殖停止、溫度開始下降，降糖速度變慢，泡沫顏色加深並逐步形成由泡沫、蛋白質及多酚類氧化物等物質組成的泡蓋，厚度2～5cm。此階段2天，每天降糖0.5％～0.8％。當12度酒糖度降至3.8～4°Bx時，即可下酒進入後發酵。（2）後發酵後發酵又稱貯酒，其目的是完成殘糖的最後發酵，增加啤酒的穩定性，飽充CO2，充分沉澱蛋白質，澄清酒液；清除雙乙醯、醛類及H2S等嫩酒味，促進成熟；儘可能使酒液處於還原狀態，降低氧含量。下面介紹下面啤酒發酵法的後發酵。①下酒

將主酵嫩酒送至後酵罐稱為下酒。下酒時，應避免吸氧過多，為此先將貯酒罐充滿無菌水，在用CO2將無菌水頂出，當CO2充滿時再由貯酒桶底部進酒液。此外，要求儘量一次滿罐，留空隙10～15cm，以防止空氣進入酒液。如果酒液被CO2飽和，由於有CO2溢位，氧則難溶於酒液中。否則啤酒中存在過多的溶解氧易引起氧化混濁，併產生氧化味。②管理

下酒後，先開口發酵，以防CO2過多，酒沫湧出，2～3天后封罐。下酒初期室溫2.8～3.2℃，若是外銷酒，一個月後逐漸降至0～1℃。溫度前高後低目的在於先使殘糖發酵，隨後澄清。注意不能將不同酒齡的酒液共存一室，否則溫度要求互相矛盾，無法控制室溫。一般老工藝12°Bx外銷酒貯酒時間為60～90天，內銷酒為35～40天。貯酒期間，用燒杯取樣觀察，通常7～14天罐內酵母下沉。若長期酒液不清，應鏡檢。若是酵母懸浮，則是酵母凝聚性差；若是細菌混濁，則屬細菌汙染，通常無法挽救，只能排放；若是膠體混濁，原因是麥芽溶解度差，糖化蛋白分解不良，煮沸強度不夠，冷凝固物分離不良等因素造成。這個網站上有一些詳細

的介紹

你可以參考一下:www.chinahanbo.com

發酵工程的工藝過程

1、菌種製備

菌種是發酵工業之母，沒有菌種，就談不上微生物發酵。菌種一般分保藏菌種、搖瓶（茄子瓶等）菌種和種子罐菌種。保藏菌種是發酵生產的備用菌種，一般放在低溫乾燥狀態下儲存。保藏菌種進入生產接種之前，首先接入斜面進行活化，使菌種從休眠狀態轉為正常代謝狀態。用於活化的培養基一般營養豐富、易於吸收，有利於菌種的生長繁殖。活化後的菌種再進行擴大，將其接人搖瓶（茄子瓶等）中進行培養，此時所用的培養基 比保藏菌種用培養基更粗放，更經濟。搖瓶種子進一步擴大，接人種子罐進行培養。種子罐培養基比較接近發酵罐所用培養基成分，目的是讓菌種進一步適應發酵培養基的環境。種子罐種子培養好以後可適時進行大罐（通風 曲室）接種。

2、原料處理

發酵原料來源豐富，成分粗放，狀態不一，通常不能直接為微生物所利用，因而要進行預處理，才能作為微生物發酵用的培養基的成分。發酵原料一般要經過篩選、粉碎、蒸煮或水解後，再加上其他有關物質配製成發酵培養基。

3、接種培養

發酵培養基配製好以後，進行滅菌。待其冷卻後，適時進行接種。接種要保證在無菌條件下進行，以防汙染。無菌接種是發酵成敗的關鍵。

4、發酵控制

菌種接好後，提供必要的生長條件，菌體開始生長繁殖，進行新陳代謝，發酵累積代謝產物。必要的生產條件包括培養溫度、氧氣需求、pH指標、營養成分補充和泡沫消除等。所有這些條件要經常觀察、記錄、分析、改進，以保證發酵生產正常進行。在發酵過程中，還要經常觀察菌體的形態變化，測定代謝產物的積累情況，以決定放罐的最佳時間，進行收穫。

5、產品提取

發酵過程一旦完成，及時進行產品提取。根據不同的產品，採取不同的方法進行分離純化，以求獲得最高的產量和最好的質量。提取的方法一般有物理法（如過濾、離心、乾燥等）、化學法（吸附、蒸餾、層析、離子交換等）和生物法等。