发酵工程复习题

复习A

1. 发酵过程中异常现象(发酵液转稀、发酵液过浓、耗糖缓慢、pH不正常)处理措施? (1)发酵液转稀:适时补入适当碳源或氮源促使繁殖新菌体;

(2)发酵液过浓:补入10%无菌水,使菌液浓度下降、粘度下降,改善发酵条件; (3)耗糖缓慢:补入适量合适的氮源、磷盐,提高发酵温度、风量;

2. Monod(莫诺)方程表明了什么和什么的重要关系?简介Monod(莫诺)方程? 比生长速率和生长基质浓度的关系。

内涵:当温度、pH恒定时,u随特定的S变化。

3. 补料分批发酵技术的特点, 与分批发酵,连续发酵的区别? 特点:(1)由于机制的缓慢补入,既满足了微生物生长和产物合成的持续需要,又避免了由于基质过量引起的各种调控效应,从而能使产率获得很大提高;

(2)补料技术本身提高:少次多量→少量多次→流加→微机控制流加; 区别:(1)区别于分批发酵技术:由于补加物料,补料分批发酵系统不再是封闭系统;

(2)区别于连续发酵技术:补料分批系统并不是连续地向外放出发酵液,罐内的培养液体积(V)不再是个常数,而是随时间(t)和物料流速(F)而变化的变量(变体积操作)。 4. 通风发酵设备中的机械搅拌发酵罐必须满足的基本条件? (1)发酵罐应具有适宜径高比; (2)能承受一定压力;

(3)发酵罐的搅拌通风装置能使气液充分混合; (4)具有足够的冷却面积; (5)罐内应尽量减少死角; (6)搅拌器的轴封应严密。

5. 发酵液pH对发酵的影响包括哪些方面? (1)影响酶活力;

(2)影响细胞膜所带电荷的状态,改变膜的渗透性,影响对营养的吸收利用; 6. 比底物消耗速率方程? Qs=Qsmax·S/Ks+S

7. 补料分批发酵的适用范围? (1)高菌体浓度培养系统;

(2)存在高浓度底物抑制的系统,通过添加底物降低抑制; (3)存在crabtree效应的系统; (4)受异化代谢物阻遏的系统; (5)利用营养突变体的系统;

(6)希望延长反应时间或补充损失水分的系统。 8. 优良的发酵装置应具有的基本特征包括哪些内容?

(1)避免将需蒸汽灭菌的部件与其它部件连接,因为即使阀门关闭,细菌也可在阀门内生长;

(2)尽量减少法兰连接,因为设备震动和热膨胀会引起连接处的移位,导致染菌,应全部焊接结构,消除积蓄耐灭菌物质;

(3)防止死角、裂缝等一类情况,以避免固体物质在此堆积,形成使杂菌获得热抗性的环境‘ (4)发酵系统的某些部分应能单独灭菌;

(5)与反应器相同的任何连接应采用蒸汽加以密封,取样口在不取样时也要一直通蒸汽;

9. 控制发酵过程pH的方法?

(1)培养基中适当添加生理酸性盐或生理碱性盐; (2)培养基中适当添加缓冲剂; (3)自动检控;

(4)补料。

10. 生长关联型产物合成动力学方程? dP/ dt =αμX

11. 简介单罐连续发酵

通常先要进行一段时间的分批发酵.当反应器中的细胞浓度达到一定程度后,以恒定的流量向反应器中流加培养基,同时以相同流量取出发酵液,使反应器内的发酵液体积保持恒定.如果在反应器中进行充分的搅拌,则培养液中各处的组成相同,并且也与流出液的组成相同,成为一个连续流动搅拌罐反应器(CSTR)? 12. 简介灭菌工程中的对数残留定律

微生物的死亡速率与任一瞬时残留的活菌数成正比,即dN/dt = KN。 13. 发酵过程中泡沫的控制?

(1)机械消沫:浆式消磨器、伞形旋风分离器、超声波; (2)加消沫剂; (3)工艺控制。

14. 简介部分生长关联型产物合成动力学方程? dP/ dt =αμX +βX

第一阶段为菌体生长阶段, 菌体生长与基质消耗成正比, 无产物生成。第二阶段为产物合成阶段,产物的合成, 菌体的生长和基质的消耗成正比, 但菌体生长量比前一阶段要小。 15. 连续发酵的特点?

在连续培养过程中,微生物细胞所处的环境

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