微生物本身或其代謝過程中產生眾多的代謝產物，其中許多是對人類有應用價值的。人們工業化規模培養微生物生產商業性產品，稱為微生物工業，或者以微生物為主體生產產品的工業，也稱之為微生物工業。
微生物種類繁多，容易變異，因而微生物工業中菌種的選擇和培育是生產之母；微生物代謝型別多，適應性強，所以微生物工業中的代謝調控是生產的關鍵；保持微生物工業產品的優質、高產和低耗，規模生產的裝置和產物的各項處理是生產的重要組成。微生物工業化規模的生產，不同於實驗室的試驗，也不同於實驗工廠的中間試驗，它涉及的學科更多，除微生物學、生物化學、分子生物學、化工外，還涉及機械、工程、計算機、經營管理等。而且微生物工業產品眾多，生產工藝各異，應用範圍廣泛，因此本章僅能就微生物工業中有關微生物學方面的問題擇要敘述。
第一節工業發酵的菌種和發酵特徵
微生物工業中，發酵術語指的是任何大規模過程，已成了習慣用語，不管微生物代謝有或沒有外源最終電子受體的情況下發生的氧化作用。進行工業發酵的容器稱為發酵罐(fermenter )，也可叫做生物反應器(bioreactor)。在微生物發酵過程中，有機物既是電子最終受體，又是被氧化的基質。
通常這些氧化基質都是氧化不徹底，因此發酵的結果積累某些有機物，即產生多種多樣的發酵產物。某些發酵產物可能在工、農、醫、藥、環保等領域應用，具有潛在的經濟和社會效益，這些產物經發酵後的處理，通稱後處理(downstream processing)，如：分離、純化或再加工等，成為商業性的發酵產品。
微生物的工業發酵，就是利用各種微生物的不同發酵特性，發酵生產眾多有價值的發酵產品。
微生物的工業發酵方式有多種多樣，但發酵過程是很類似的，其基本步驟如圖15-1所示，有的發酵過程更繁多，有的則可省去某些步驟。
圖15-1 微生物工業發酵的基本過程
一、生產菌種的要求和**
1.生產菌種的要求
微生物工業發酵所用的微生物稱為菌種。不是所有的微生物都可作為菌種，即使是同屬於乙個種(species)的不同株的微生物，也不是所有的株都能用來進行發酵生產。例如：
發酵生產鹼性蛋白酶(洗滌劑的重要用酶)的生產菌種地衣芽孢桿菌(bacillus licheniformis)，就不是該種菌中所有菌株都能用來作為菌種，而是經過精心選育，達到生產菌種的要求的菌株才可作為菌種。對菌種一般有以下要求：
首先菌種能在較短的發酵過程中高產有價值的發酵產品。菌種發酵產生所需的最終產品量，按所用發酵培養基的單位體積或重量所產生的數量計算，應該是高的，越高越好。高、低的標準是與當時同一產品發酵所得的水平相比，或用其商業價值或社會效益來衡量；
第二，菌種的發酵培養基應價廉，**充足，被轉化為產品的效率高。如許多發酵工業都是用農副產品配製成發酵培養基，不僅能滿足菌種發酵所要求的營養成分，轉化率高，而且發酵原料易獲得，**低廉。從表15-1可見部分農副產品的營養成分，在製備發酵培養基時合理配製是能夠滿足許多菌種生長、繁殖、產生各種各樣的發酵產品。
第三，菌種對人、動物、植物和環境不應該造成危害，還應注意潛在的、慢性的、長期的危害，要充分評估，嚴格防護。
第四，菌種發酵後，所產不需要的代謝產物少，而且產品相對容易地與不需要的物質分離，下游技術能用於規模化生產。下游技術(downstream of biotechnology)一般是泛指從菌種的大規模培養、監測一直到產品的分離、純化、質量分析等一系列單元操作技術，其中的產品分離純化技術即後處理，是菌種實現產業化的關鍵。
第五，菌種的遺傳特性穩定，而且易於進行基因操作。這不僅可以保障發酵工業高產、穩產，而且為菌種的進一步改良，產品質和量的增加，成本的下降，應用基因工程技術創造了很好的條件。 表15-1 一些農副產品的營養成分表(%)
2.生產菌種的**
發酵工業要獲得具有上述基本要求的菌種，主要**：
(1)自然環境
工業微生物所用菌種的根本**是自然環境，包括從土壤、水、動物、植物 、礦物、空氣等樣品中，篩選分離到產所需的發酵產品的菌株，經培育改良後可能成為菌種 。
圖15-2 篩選生產菌種主要過程的示意圖
(2)收集菌株篩選
如果已知所需發酵產品的產生菌的種名，則盡量多地收集該種菌的不同菌株。可向世界各地微生物或培養物保藏單位(表15-2)、各種微生物實驗室免費索取或購置這種菌的不同菌株，然後將不同的菌株分別按照圖15-2的主要過程，從稀釋塗佈平板開始進行篩選，有的菌株可能不顯示產生所需產品的指示特徵，或發酵試驗中產量很低，這些菌株很快被淘汰，只有經系列試驗符合生產菌種要求的菌株才可作為生產菌種。
表15-2 國際承認的培養物保藏單位
(3)購置生產菌種
一般都是購置專利菌種，或向生產單位購置產量高的菌種。生物技術方面的發明申請專利，如果它的實現涉及到微生物或其它生物培養物，僅依靠專利申請說明書是不能實現發明的，為此，大多數國家的專利法規定，涉及生物培養物的發明專利，此生物培養物又為公眾所不知道的，申請人除了提供專利說明書之外，還要向專利局指定的保藏機構提供用於所申請的專利程式的生物培養物，給予保藏。許多專利法，包括我國專利法在內，對專利發明中的微生物菌種本身也實行保護，同樣要送到指定的保藏機構保藏。
國際上承認的具體法律效力的權威保藏單位，目前為28個，其中包括武漢大學的中國典型培養物保藏中心(簡稱cctcc)，中科院微生物研究所的中國普通微生物菌種保藏中心(簡稱cgmcc)(表15- 2)。需要生產菌種可向專利發明人購置，由保藏該發明專利菌種的機構提供。如果向生產單位購置，由生產單位直接提供或由其委託的菌種保藏單位供給。
購置的菌種如果符合生產菌種的要求可直接用於發酵生產。但應該注意的是，絕大多數賣主，都不願意將最好的菌種**或放在保藏單位保藏。如果所購菌種不符合生產菌種的要求，仍需進行未達要求的相關試驗，直到達到各項要求，才可用於商業性生產。
一些傳統微生物產品的製作，菌種**於自然環境，或根據傳統的習慣，憑經驗保藏、選育和使用菌種。
二、大規模發酵的特徵
大規模發酵既不同於實驗室的搖瓶或小發酵罐的發酵，也不同於實驗工廠的實驗發酵罐的發酵，其特徵一般認為是：規模大，即所用的裝置龐大，占用場地大，人力、物力投入的規模大；消耗的原料、能源多；菌種符合生產菌種的要求，其生長代謝特性與大規模發酵相適應；需進行成本核算等。大型發酵罐，特別是用於好氧微生物液體發酵的大型發酵罐，它的結構、功能和應用的特點較突出地反映出大規模發酵的特徵，是其最具代表性的體現。
1.用於好氧菌的大型發酵罐的結構和應用
發酵工業的發酵罐，其容積大小變化很大，小至1-10立昇(圖15-3)，大到500000-1500000立昇(圖15-4和15-5)，利用發酵罐的大小取決於生產需要和怎樣進行操作，例如：分批進行操作的生產就比連續或半連續操作的生產需要較大的發酵罐。大型發酵罐一般指容積在幾十噸以上，用普通鋼材或不鏽鋼材構造，它是頂端和底部被密封的大園柱體，在其內外裝配著各種各樣的管道、閥門和儀表。
圖15-6是具代表性的一種攪拌式大型發酵罐模式圖。發酵培養基的滅菌和培養溫度的控制是通過罐體夾層和罐體內的盤旋管，用蒸氣或冷卻水的流通達到；發酵罐內高密度的微生物群體需要大量氧的**，大型發酵罐採用噴霧裝置和攪拌器充分地通氣。無菌空氣通過噴霧裝置成為極小氣泡，使氧從氣泡中分散地進入發酵液能容易地擴散，攪拌葉輪的攪拌，不僅能產氣泡與發酵液混合，而且使微生物細胞均勻地與發酵液內的營養物接觸，保持懸浮狀態，並且在發酵罐內壁一般都垂直地安裝有擋板，當攪拌器攪拌時，流體通過擋板則被打成較小的塊，更有利於微生物均勻地獲得氧和營養。
電機驅動攪拌器的軸使攪拌葉輪旋轉，軸是從發酵罐外面穿入內部的，為了保證發酵不被汙染，因此安裝無菌軸封是非常必要的 。
圖15-3 (a)單個小型自動發酵罐；(b)系列小型試驗發酵罐的**
圖15-4 發酵車間的幾層樓高的大型發酵罐的頂部**
圖15-5 在露天的大型發酵罐群的**
圖15-6 大型發酵罐示意圖
工業發酵罐發酵過程中必須精心監視而加以控制，因而發酵罐有觀察孔，溶解氧監測器，溫度監測儀，攪拌速度控制器，ph檢測和控制器，酸、鹼新增幫浦，泡沫破碎葉片，營養物的新增管道等裝置和儀器，監測發酵時氧濃度、溫度、攪拌速度、ph值、泡沫狀態、營養物的消耗情況、菌生長狀況和產品形成等，並及時控制，以期達到最佳發酵條件，獲得優質、高產、低成本的產品。計算機用於發酵罐生產的監視和控制起著重要的作用。根據生產過程中獲得的各種資料的資料製作成的計算機軟體，能夠被用於生產的**範圍內，準確、及時地監測和控制整個發酵過程，使發酵生產順利而正確地進行。
計算機也用於製作發酵生產的數學模型，它能夠檢驗生長和產物快速產生及相互作用的各種資料的效果，變更資料，可以顯示它們是怎樣影響生產的，對發酵工業生產具指導作用。這方面的應用和研究，在實驗室和實驗工廠中較多，在發酵工業生產中則較缺乏。大型好氧發酵罐還必須配備與它相適應的各種裝置或系統，如菌種擴大培養系統、無菌空氣**系統、動力系統、培養基配製罐、儲液罐 、後處理裝置等。
2.厭氧菌大型發酵罐和其它生物反應器
工業發酵一般有厭氧發酵和好氧發酵，厭氧菌大型發酵罐與好氧菌發酵罐相比則較為簡單，因為省去了無菌空氣**的裝置和系統，發酵罐用鋼材或鋼筋混凝土或木料構成。圖15-7a是生產乙醇的厭氧菌大型發酵罐示意圖。大型發酵罐除好氧型別的攪拌式和上述的厭氧菌發酵罐外，還有借氣體上公升力攪拌的氣公升式發酵罐(圖15-7b)、氧利用率高的臥式發酵罐(圖15-7c)、用於啤酒連續發酵的發酵罐(圖15-7d)等各種各樣的發酵罐。
每一種型別的發酵罐都是根據發酵的特點、生產的需要和操作方式和所具備的條件等設計的，各有所長，有的供氧特別充分，有的耗能低，有的節省裝置材料，有的發酵週期縮短……等。使發酵罐更加適應大規模發酵生產的特徵，工業發酵更加穩定高效地運轉。
第十五章電流和電路
第7 8課時課題第一節電荷課型新授課導學教師 唐品武導學目標 知識與技能 1 認識摩擦起電現象，了解電荷的種類及電荷間的相互作用。2 了解驗電器的原理及作用，了解電荷量及其單位。3 了解原子結構，認識元電荷，自由電子和電荷的移動。1 在認識自然界中只有兩種電荷的過程中，感受人們所用的推 理方法。2 ...
第十五章控制方法
22 是對反映企業資金運動過程及其結果的會計記錄及財務報行審核 鑑定，以判斷其真實性和可靠性，從而為控制和決策提供依據。23 預算控制是根據預算規定的 與 標準來檢查和監督各門的生產經營活動。24 常用的控制方法有和 25 我們可以把企業看成這樣乙個動態過程 企業首先獲得 和等投人，經過企業系統的轉...
中財第十五章
第十五章資產負債表 第一節資產負債表的概念和作用 一 資產負債的概念和編制原理 債務狀況表 靜態報表 靜態要素報表 二 資產負債表的作用及缺陷 1.資產負債表的作用 1 可以提供某一日期資產總額及其分布狀況 2 可以提供企業短期償債能力資訊 3 可以提供企業長期償債能力及資本結構的資訊 4 可以提供...