發(fā)酵工程思考題含答案資料(編輯修改稿)
2024-07-21 00:10 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 變化。發(fā)酵熱是引起發(fā)酵過(guò)程溫度變化的原因。發(fā)酵熱就是發(fā)酵過(guò)程中釋放出來(lái)的凈熱量。什么叫凈熱量呢？在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生菌分解基質(zhì)產(chǎn)生熱量、機(jī)械攪拌產(chǎn)生熱量、通氣熱，而罐壁散熱、水分蒸發(fā)、空氣排氣帶走熱量。這各種產(chǎn)生的熱量和各種散失的熱量的代數(shù)和就叫做凈熱量。發(fā)酵熱引起發(fā)酵液的溫度上升。發(fā)酵熱大，溫度上升快；發(fā)酵熱小，溫度上升慢。發(fā)酵熱的定義？所謂發(fā)酵熱就是發(fā)酵過(guò)程中釋放出來(lái)的凈熱量。在發(fā)酵過(guò)程中產(chǎn)生菌分解基質(zhì)產(chǎn)生熱量、機(jī)械攪拌產(chǎn)生熱量、通氣熱，而罐壁散熱、水分蒸發(fā)、空氣排氣帶走熱量。這各種產(chǎn)生的熱量和各種散失的熱量的代數(shù)和就叫做凈熱量。發(fā)酵熱與生物熱、攪拌熱、通氣熱、蒸發(fā)熱和輻射熱有關(guān)。Q發(fā)酵＝Q生物＋Q攪拌＋ Q通氣－Q蒸發(fā)－Q輻射生物熱的大小與哪些因素有關(guān)？答：生物熱與發(fā)酵類型有關(guān)；生物熱的大小與呼吸作用強(qiáng)弱有關(guān)。溫度對(duì)發(fā)酵有哪些影響？答：（1）、溫度影響反應(yīng)速率（產(chǎn)物形成）一般，發(fā)酵溫度升高，酶反應(yīng)速率增大，生長(zhǎng)代謝加快，生產(chǎn)期提前。但溫度過(guò)高酶又很容易失去活性，表現(xiàn)在菌體容易衰老，發(fā)酵周期縮短，影響最終產(chǎn)量（2）、溫度會(huì)改變發(fā)酵液的理化性質(zhì)P94 影響基質(zhì)溶解度 氧的溶解度 影響菌體對(duì)某些基質(zhì)的分解吸收 間接影響產(chǎn)物的合成。（3）、溫度影響生物合成的方向發(fā)酵過(guò)程溫度選擇有哪些依據(jù)？答：根據(jù)菌種不同選擇：微生物種類不同，所具有的酶系及其性質(zhì)不同，所要求范圍也不同。根據(jù)發(fā)酵階段選擇：即二階段發(fā)酵根據(jù)培養(yǎng)條件選擇：根據(jù)培養(yǎng)條件綜合考慮，靈活選擇。根據(jù)菌體生長(zhǎng)情況：菌生長(zhǎng)快，維持在較高溫度時(shí)間要短些；菌生長(zhǎng)慢，維持較高溫度時(shí)間可長(zhǎng)些。第五章 發(fā)酵過(guò)程控制(二)發(fā)酵過(guò)程PH會(huì)不會(huì)變化？為什么？發(fā)酵過(guò)程中pH是不斷變化的1）糖代謝特別是快速利用的糖，分解成小分子酸、醇，使pH下降。糖缺乏，pH上升，是補(bǔ)料的標(biāo)志之一2）氮代謝當(dāng)氨基酸中的NH2被利用后pH會(huì)下降；尿素被分解成NH3，pH上升，NH3利用后pH下降，當(dāng)碳源不足時(shí)氮源當(dāng)碳源利用pH上升。3）生理酸堿性物質(zhì)利用后pH會(huì)上升或下降4）某些產(chǎn)物本身呈酸性或堿性，使發(fā)酵液pH變化。如有機(jī)酸類產(chǎn)生使pH下降，紅霉素、潔霉素、螺旋霉素等抗生素呈堿性，使pH上升。5）菌體自溶 pH上升，發(fā)酵后期，pH上升6）雜菌的污染，pH下降PH對(duì)發(fā)酵的影響表現(xiàn)在哪些方面？（1）影響菌體的生長(zhǎng) （2）pH影響酶的活性 （3）pH值影響微生物細(xì)胞膜所帶電荷的改變 （4）pH值影響培養(yǎng)基某些成分和中間代謝物的解離 （5）pH影響代謝方向 （6）影響產(chǎn)物穩(wěn)定性為了確定發(fā)酵的最佳PH,我們應(yīng)該如何實(shí)驗(yàn)？配制不同初始pH的培養(yǎng)基，搖瓶考察發(fā)酵情況.發(fā)酵過(guò)程ＰＨ控制可采取哪些措施？ （1）、調(diào)節(jié)好基礎(chǔ)料的初始pH （2）、在基礎(chǔ)料中加入維持pH的物質(zhì)（3）、通過(guò)補(bǔ)料調(diào)節(jié)pH （4）、當(dāng)補(bǔ)料與調(diào)pH發(fā)生矛盾時(shí)，加酸堿調(diào)pH （5）、不同調(diào)pH方法的影響（6）、發(fā)酵的不同階段采取不同的pH值發(fā)酵用的ＰＨ復(fù)合電極有哪些要求？216。能高溫滅菌，過(guò)高的溫度將對(duì)玻璃膜材質(zhì)和參比電極性質(zhì)產(chǎn)生影響，造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞。216。具有長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性，應(yīng)保證轉(zhuǎn)換系數(shù)和不對(duì)稱電位能適應(yīng)發(fā)酵周期長(zhǎng)、中途不能更換和不能標(biāo)定的要求 216。要求一定的液絡(luò)部流通，維持的液接界電位穩(wěn)定，防止使用過(guò)程中液絡(luò)部被含硫物、蛋白質(zhì)和非水溶液污染，造成電極測(cè)量漂移216。外加不銹鋼護(hù)套或工程塑料護(hù)套后安裝于罐內(nèi)第五章 發(fā)酵過(guò)程控制（三） 比耗氧速度 、呼吸強(qiáng)度、臨界溶氧濃度、氧飽和度的概念？答：1）、比耗氧速率或呼吸強(qiáng)度（QO2 ）：?jiǎn)挝恢亓康募?xì)胞(干重)在單位時(shí)間內(nèi)所消耗的氧氣，mmolO2/(g菌?h) 2）、呼吸臨界氧濃度, 指不影響呼吸所允許的最低溶氧濃度。如果對(duì)產(chǎn)物而言，便是不影響產(chǎn)物合成所允許的最低濃度。 3）、氧飽和度：發(fā)酵液中實(shí)際氧濃度/臨界氧濃度。影響微生物需氧的因素有哪些？ 細(xì)胞濃度直接影響培養(yǎng)液的攝氧率，在分批發(fā)酵中攝氧率變化很大，不同生長(zhǎng)階段需氧不同，對(duì)數(shù)生長(zhǎng)后期達(dá)最大值。培養(yǎng)基的成分和濃度顯著影響微生物的攝氧率，碳源種類對(duì)細(xì)胞的需氧量有很大影響，一般葡萄糖的利用速度比其他的糖要快。發(fā)酵液中的體積氧傳遞方程？以單位體積的液體中所具有的氧的傳遞面積為 a (m2/m3)OTR=KLα (C* –CL ）如何調(diào)節(jié)搖瓶發(fā)酵的供氧水平？ 往復(fù)，頻率80120分/次，振幅 8cm旋轉(zhuǎn)，偏心距轉(zhuǎn)速250rpm裝液量，一般取1/10左右：250ml 1525 ml500ml 30 ml750ml 80 ml如何調(diào)節(jié)通氣攪拌發(fā)酵罐的供氧水平？ 一般認(rèn)為，發(fā)酵初期較大的通風(fēng)和攪拌而產(chǎn)生過(guò)大的剪切力，對(duì)菌體的生長(zhǎng)有時(shí)會(huì)產(chǎn)生不利的影響，所以有時(shí)發(fā)酵初期采用小通風(fēng)，停攪拌，不但有利于降低能耗，而且在工藝上也是必須的。但是通氣增大的時(shí)間一定要把握好。如何測(cè)定發(fā)酵液中的溶氧濃度，以及發(fā)酵罐的Kla?第五章 發(fā)酵過(guò)程控制（四）泡沫對(duì)發(fā)酵有哪些有益之處，有哪些有害之處？答：泡沫可以增加氣體與液體的接觸面積，導(dǎo)致氧傳遞速率增加，也有利于二氧化碳?xì)怏w的溢出。但過(guò)多泡沫對(duì)發(fā)酵不利，導(dǎo)致降低生產(chǎn)能力，浪費(fèi)原料，影響菌的呼吸，引起雜菌泡沫形成原因是什么？答：泡沫形成的原因有三個(gè)。一是氣液接觸，氣液接觸有兩類情況，分別是氣體從外部進(jìn)入液體與氣體從液體內(nèi)部產(chǎn)生；二是含助泡物，在未加助泡物，但并不純凈的水中產(chǎn)生的泡沫，只能瞬間存在。搖蕩純?nèi)軇┎黄鹋?，如蒸餾水，只有搖蕩某種溶液才會(huì)起泡；三是起泡速度高于破泡速度，起泡的難易，取決于液體的成分及所經(jīng)受的條件；破泡的難易取決于氣泡和泡破滅后形成的液滴在表面自由能上的差別；同時(shí)還取決于泡沫破裂速度快慢。發(fā)酵過(guò)程中泡沫多少與哪些因素有關(guān)？答：發(fā)酵過(guò)程中泡沫多少與下列因素有關(guān)（1）通氣、攪拌的劇烈程度（2）培養(yǎng)基配比與原料組成（3）菌種質(zhì)量與接種量（4）滅菌質(zhì)量（5）發(fā)酵過(guò)程中發(fā)酵液隨菌的代謝活動(dòng)不斷變化，也是泡沫消長(zhǎng)的重要因素發(fā)酵中控制泡沫途徑有哪些？答：① 調(diào)整培養(yǎng)基的成分（如少加或緩加易起泡的原材料）、或改變某
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