11-发酵成本的构成及控制

第十一章发酵成本的构成及控制菌株发酵工程原理反应过程（代谢、工艺过程及控制）后处理发酵经济学发酵产品及发酵工厂设计（具体工艺、设备、效益分析）第一节生产成本的构成固定成本是与产品无关的项目费用，如经费(overheads)、折旧费(depreciationcosts)和税金；可变成本是与产品有关的，如原材料、劳力、公用设施等。盈亏平衡点产量费用(价值)固定成本可变成本总成本销售收入第二节影响发酵成本的因素提高发酵产品产率降低消耗一、提高发酵产品产率的措施1、加强菌种选育，提高菌种的生产能力；2、不断改进发酵工艺；3、优选培养基配方；4、提高设备利用率。1、加强菌种选育，提高菌种的生产能力；应选用高产稳定、适应性强的优良生产菌株；除了注意高产外，还应考虑提高发酵过程经济效益的其他性能因素；提高筛选效率很重要；生产菌株的改良除了注意高产外，还应考虑提高发酵过程经济效益的其他性能因素耐热性：在筛选菌体蛋白生产株时，国外曾选定了耐热放线菌，这是由于：此菌可在５５℃生长，所以可节约冷却水；该菌体蛋白富含甲硫氨酸，可用作强化蛋白添加剂；该菌菌体系由菌丝构成，简单的过滤技术即可获得产品。ICI公司选定生产scp的菌株时，考虑了几个经济技术指标：有较高的甲醇同化效率（利用石油发酵）。增长速率快。连续培养中遗传性能稳定。菌体蛋白营养价值高，且不存在毒性和病原性。Aumstrup(1977)在筛选产酶菌株时，确定了下列目标：产酶单位高；遗传性能稳定；不产或少产杂酶；能充分利用培养基。提高筛选效率很重要分离一支有价值的菌株并不容易，通常要花费较长的时间和代价，甚至花费了大量的精力仍一无所获。生产菌株的改良改良成本与改良后效益相比很小只要突变株的青霉素生产单位数提高10%,那么对一个年产450吨的青霉素工厂来说，其一年内增加的产值可超过选育费用的三倍。糖化酶生产株UVB-11-1-3形态回复突变株具有发酵单位高、发酵周期短、通风量小、培养温度允许较高、酶系较纯、成本较低等优点，吨酒精的耗糖化酶成本可比使用UV-11固体曲时降低50%左右。代谢工程育种2、不断改进发酵工艺；发酵过程：易于控制，可实现自动控制系统，以控制产品质量培养方式:尽量提高设备的利用率和劳动生产率，如果采用的是分批培养方式，则要尽量缩短生长周期，或采用补料分批提高发酵产量。3、优选培养基配方；培养基组成对菌体生长繁殖、产物的生物合成、产品的分离精制乃至产品的质量和产量都有重要的影响。前体物质的使用；无机盐和微量元素对微生物的生长繁殖和代谢产物的积累的影响。4、提高设备利用率缩短非运转时间加大放罐体积二、降低消耗的措施1、选用廉价的原材料2、节约能源菌种选育；降低通气成本。碳源价格影响因素种植面积和收获情况市场需求量贮存问题需建大容量仓库；占用大量流动资金，影响资金周转；变质的危害。降低培养基成本的主要方法筛选发酵单位数较高的培养基配方；选用价格较低的C、N源组分。碳源在确定培养基配方时，不仅要比较它们的单耗成本，而且还要考虑通风量与搅拌功率。工业废料的利用优点：以此作为廉价C源，主要意义在其社会效益显著，保护了环境。缺点：经济效益不如传统原料高。矿物质（无机盐）原材料中矿物质所占比重一般较小，其中价高的为磷酸盐，且要求是食用级的而不是肥料级的。培养基用的钾、镁、锌、铁盐，应采用它们的硫酸盐而不是氯化物。第三节发酵过程的经济学评价产物浓度：一般代表发酵水平的高低，是发酵过程追求的主要指标。发酵批产量：指产物浓度与收获发酵液体积的乘积。平均产品浓度：及参加考核的批数的批产量之和除以放罐体积之和。发酵指数=发酵批产量发酵容积x发酵时间年发酵产率=年发酵累计产量/发酵罐总体积染菌率=发酵罐染菌批（次）/总投罐批（次）基质转化率：指发酵使用的主要基质转化为发酵产物的得率。是原材料成本效益的指示值。单位产量发酵成本（元/kg或元/BU）=月（年）投入固定成本与可变成本之和/月（年）发酵累计产量