发酵工程设备复习资料
发酵工程知识点总结归纳
发酵工程知识点总结归纳一、发酵工程概述1. 发酵工程的定义发酵工程是一门研究微生物、酶等生物催化剂在工业生产中广泛应用的工程学科。
2. 发酵工程的历史发酵工程的历史可以追溯到几千年前,最早的酿酒技术可以追溯到古代民族。
随着人类对微生物的认识和技术的发展,发酵工程逐渐成为一门系统的学科。
3. 发酵工程的应用领域发酵工程广泛应用于食品、饮料、医药、生物制药、环保等领域,对人类的生活和健康有着重要影响。
二、发酵过程及机理1. 发酵过程发酵过程是利用微生物或酶对有机物进行生物催化反应,产生有机产物或能量的过程。
发酵过程通常包括菌种培养、发酵产物的分离提纯等步骤。
2. 发酵机理发酵的基本机理包括微生物的生长和代谢过程,包括物质的代谢途径、酶的作用、生理生化特性等。
三、发酵工程中的微生物1. 发酵微生物的分类发酵微生物包括细菌、真菌、酵母等。
不同的微生物在发酵过程中起到不同的作用。
2. 发酵微生物的培养发酵微生物的培养包括培养基的配制、发酵罐的设计等环节,培养条件对微生物的生长和代谢具有重要影响。
3. 发酵微生物的选育发酵工程中常用的微生物包括大肠杆菌、酵母菌等,针对不同的产品需要选择适合的微生物用于发酵生产。
四、发酵工程中的酶1. 酶的分类酶是生物催化剂,可以促进化学反应的进行。
按照其作用方式可以分为氧化酶、还原酶、水解酶等。
2. 酶的应用酶在发酵工程中有着广泛的应用,可以用于生产食品、医药、生物燃料等产品。
3. 酶的工程化酶的工程化包括酶的产生、提纯、改良等步骤,使其更好地适用于实际生产。
五、发酵工程中的设备1. 发酵罐发酵罐是用于放置和滋生微生物的设备,包括灭菌、通气、控温等功能。
2. 排气系统排气系统可以有效地排除产生的二氧化碳和其他代谢产物,以保证发酵过程的正常进行。
3. 分离设备分离设备包括离心机、膜分离等,用于分离提纯发酵产物。
六、发酵工程中的工艺控制1. 发酵条件的控制发酵过程中需要控制pH、温度、氧气供应等参数,以保证微生物的生长和产物的产生。
发酵工程完整版考试复习资料
一、名词解释1传统发酵工程:通过微生物生长的繁殖和代谢活动,产的生物反应过程。
将DNA重组细胞融合技术、酶工程技综合对发酵过程控制、优化及放大指迄今所采用的微生物培养分离及培养微生物。
(特别是极端微生物)4富集培养主要方法:是利用不同种类的微生物其生长繁求不同,如温度、PH、培养基C/N等,是目的微生物在最适条件下迅速生长繁殖,数量增加,成为人工环境下的优势种。
方法:⑴控制培养基的营养成消毒仅仅是杀死生物体或非生物体表死营养细胞,而不能杀死细菌芽孢和真菌孢子等,特别适合与发酵车间的环境和发酵设备、器具的灭菌处理。
灭菌杀灭所有的生命体,因此灭菌特别适的灭菌处理。
法及其区别:湿热灭菌法:指将物品置高压饱和蒸汽、过热水喷淋等手段使微生物菌体中的蛋白质、核酸发生变性而杀灭微生物的方法。
该法灭菌能力强,为热力灭菌中最有效、应用最广泛的灭菌方法。
药品、容器、培养基、无菌衣、胶塞以及其他遇高温和潮湿不发生变化或损坏的物品,均可采用本法灭菌。
干热灭菌法:指将物品置于干热灭菌柜、隧道灭菌器等设备中,利用干热空气达到杀灭微生物或消除热原物质的方法。
适用于耐高温但不宜用湿热灭菌法灭菌的物品灭菌,如玻璃器具、金属制容器、纤维制品、固体试药、液用本法灭菌。
即在规定温度下杀死一定比例的微生物所用8致死温度:杀死微生物的极限温在致死微生物所需要对的致死时间。
制好的培养基放入发酵罐或其他装置中,基和所用设备一起(实罐灭菌)进行灭菌10连续灭菌:将配制好的培养基向发酵罐等培养装置输热、保温盒冷却等灭菌操作过程。
是指将冷冻干燥管,沙土管中处于休眠状入试管斜面活化后,再经过摇瓶及种子罐逐级扩大培养而和质量的纯种的过程纯培养物称为种是指种子的龄:是指种子始移入下一级的培养是指移入的种子液体积和影响呼吸所能允许的最低溶氧浓13稀释度D:单位时间内连续连续流入发酵罐中的新鲜的培养总体积的比值。
把导致菌体开始从系统中洗出时的稀发酵过程中,引起温度变化的原因是由于生的净物在生长繁殖过程中,本身产生的耗氧培养的发酵罐都有一定功率的做机械运动,造成液体之间、液体与设备之间的摩擦,由此产生。
发酵工程设备复习重点
种子制备种子扩大培养: 将保存在砂土管、冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化后,再经过扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培养而获得一定数量和质量的纯种过程。
这些纯种培养物称为种子。
种子罐级数:各种种子在种子罐中逐级扩大培养的次数。
接种龄:种子罐中培养的菌丝体开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间。
双种法:采用二只种子罐接一只发酵罐。
倒种法:以适宜的发酵液倒出适量给另一发酵罐作种子。
实消:分批灭菌将培养基置于反应器中用蒸汽加热,达到预定灭菌温度后维持一定时间,再冷却到发酵温度,然后接种发酵,这叫分批灭菌。
连消:连续灭菌将培养基在向发酵罐等培养装置输送的同时进行加热、保温和冷却的灭菌方法就是连续灭菌。
1、发酵工业用种子需要满足什么条件?①菌种细胞的生长活力强,移种至发酵罐后能迅速生长,迟缓期短;②生理性状稳定;③菌体总量及浓度能满足大容量发酵罐的要求;④无杂菌污染;⑤保持稳定的生产能力。
2、影响种子质量的因素有哪些?①原材料质量,水质,培养基pH;3、简述发酵工业常用的灭菌方法。
②灭菌条件;③接种量;④培养室温度、湿度、通风;⑤培养时间;⑥有害气体或挥发物(培养室内不要安紫外灯);⑦冷藏条件。
4、连续灭菌的基本设备有哪些?(1)配料预热罐;(2)连消塔;(3)维持罐;(4)冷却管5、影响灭菌的因素有哪些?培养基成分、物理状态、微生物数量、氢离子浓度、微生物细胞中水分、微生物细胞菌龄、空气排除情况、搅拌过程、泡沫发酵工程设备总体包括:生物反应器、生物反应物料处理、产物的分离纯化设备、辅助系统设备微生物反应器1、微生物反应器设计的基本要求有哪些?(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。
如有可能,应采用全部焊接结构;(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)发酵罐系统的某些部分应能单独灭菌;(5)与反应器相通的任何连接都应采用蒸汽加以密封,如取样口在不取样时也要一直通蒸汽;()所6有阀门要易清洗、易使用、易灭菌;(7)反应器应始终保持正压以排除渗漏;(8)为了便于清洗,反应器主体应尽量简单。
最新发酵工程复习资料
1、名词解析2、填空题、选择频次所在页码次级代谢消毒防腐分批灭菌种子培养呼吸强度生长因子工业培养基种子扩大培养比耗氧速率初级代谢产物培养基菌种退化培养物产率杂交育种发酵工程发酵接种量灭菌除菌空气的绝对湿度、相对湿度实罐灭菌灭菌接种量种龄摄氧率菌株分离发酵热比生长速率稀释率呼吸商氧传质效率酶合成调节菌种保藏原理前体251127241126142633372792232617112115769784739962811575770121931、喷淋冷却连续灭菌流程62、加热过滤除菌流程33、氧从气泡细胞传递过程示意图64、通用式通气搅拌发酵罐图9-1 P1455、菌种保藏的基本原理6、常用的无菌技术和方法主要有哪几种7、常用的灭菌方法有38、检查发酵过程中是否染菌的方法9、发酵过程中微生物要经历的五个时期310、在发酵过程中底物消耗在三个方面11、发酵过程中参数溶解氧浓度的测试方法12、菌种培养流程13、青霉素、酒精发酵工艺流程414、酵母菌菌种选育15、无菌空气的流程16、发酵工艺流程817、种子扩大培养流程5 P7918、KLa的测定方法19、空气除菌的流程220、基因工程操作过程321、大肠杆菌在不同温度下残留曲线P6622、两级法冷却水523、底物消耗与产物生成的关系224、常规育种选育方法225、第五主要消耗的三个方面326、微生物发酵培养过程的方法27、常用的菌种分离方法28、分批灭菌的三个阶段29、发酵罐放大过程中要遵守的原则30、发酵工业发展史31、微生物的分类鉴定指标32、单级连续发酵的稳态方程33、判断放罐的指标34、影响发酵成本的主要因素35、可在线检测的发酵控制参数36、工业化生产中,常采用?来进行高细胞密度发酵注:后面数字表示频数,P开头为页码3、简答题1、简述发酵工业对生产菌种的要求及菌种来源102、举列说明工业菌种的筛选方法43、谷氨酸发酵工业培养基、举例说明工业发酵培养基的设计和优化过程104、简介培养基的灭菌方法75、举例说明种子扩大培养过程(7)、目的要求及一般步骤36、简介酵母乙醇发酵的底物消耗动力学模型及其本征参数的确定97、简介发酵过程中氧的传递方程及其参数的测定方法88、影响氧传递的因素有哪些109、常见的菌种选育有哪些,简介自然选育或紫外线诱变育种的操作步骤710、简述优良种子应具备的条件及种子制备的大致步骤411、谷氨酸、酒精、青霉素的工艺流程712、空气预处理流程设计313、提高除菌效率的主要措施有哪几种214、发酵培养基的特点、要求15、微生物发酵的种子具备哪几方面的条件16、通用发酵罐的结构及几何数据17、写出单机连续培养两个稳态方程,如何解决连续培养中的污染和菌种突变的问题218、不同时期杂菌对发酵有什么影响,杂菌如何控制。
发酵工程复习资料
一、填空(20分)1.酶的调节控制是代谢调控最重要和最有效的调节方式,涉及酶合成的调节和酶分子催化活性的调节。
2.酶合成的调节是一种通过调节酶的合成量进而调节代谢速率的调节机制,这是一种在基因水平上(原核生物重要在转录水平上)的代谢调节。
一般将能促进酶生物合成的调节称为诱导,而能阻碍酶生物合成的调节称为阻遏。
3.酶分子催化活性调节是一种较灵敏的调节方式,而酶合成的调节是一种相对较慢的调节方式。
4.根据酶的合成是否收到环境中所存在的诱导物的诱导作用,可把酶划提成组成型酶和诱导型酶。
5.组成型酶是微生物细胞生长繁殖过程中一直存在的酶类,其合成不受诱导物诱导作用的影响。
诱导型酶是微生物细胞在诱导物存在的情况下诱导合成的一类酶。
6.阻遏作用有助于生物体节省有限的养料和能量,其类型重要有末端代谢产物阻遏和分解代谢产物阻遏两种。
7.代谢工程育种又称为第三代基因工程,是根据代谢途径进行定向选育,获得某种特定的突变株。
其重要优点是减少育种工作的盲目性,提高育种效率。
8.组成型突变株是指操纵子或调节基因突变引起酶合成诱导机制失灵,菌株不经诱导也能合成酶,或不受终产物阻遏的调节突变型。
9.抗分解调节突变株重要解决分解阻遏和分解克制问题。
在实际生产中,最常见的是解除碳源分解调节突变株和解除氮源分解调节突变株。
10.营养缺陷型是一类代谢障碍突变株,会使发生障碍的前一步中间产物积累。
在分支代谢途径中具有切除不需要的分支而使代谢流集中流向目的产物的特点。
11.渗漏缺陷型是一种特殊的营养缺陷型,是遗传障碍不完全的突变株。
其特点是酶活力下降而不完全消失。
在分支代谢途径中强调优先合成的转换。
12.抗反馈调节突变株是一种解除合成代谢反馈克制的突变株,其特点是目的产物不断积累,不会因其浓度超量而终止生产。
13.细胞膜透性突变株是指通过控制磷脂的生物合成直接改变细胞膜结构,或控制细胞壁的生物合成间接影响细胞膜的结构而达成增长细胞膜通透性,促使细胞内代谢物质往外分泌的突变型。
(整理)发酵工程复习资料重点.
发酵工程(Fermentation Engineering)的定义应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理,利用微生物等生物细胞进行酶促转化,将原料转化成产品或提供社会服务的一门科学。
淀粉质原料进行蒸煮的目的是使植物组织和细胞膜彻底破裂,淀粉成为溶解状态进行液化;同时对进料进行灭菌;排除原料中的一些不良成分及气味。
为了实现这些目的,蒸煮设备必须达到下列要求:(1)能使淀粉细胞完全破裂,淀粉溶解成均匀的糊状物;(2)尽量减少淀粉和糖分的损耗,避免产生其它不必要的有害的化学变化;(3)节省蒸汽,减少热损失;(4)设备能承受较高的压力,具有耐磨性,能使物料在锅内充分翻动,受热均匀;(5)结构简单,操作方便,投资少。
连续蒸煮有低温长时间的罐式连续蒸煮,中温的柱式连续蒸煮和高温短时间的管式连续蒸煮后熟器在连续蒸煮中,后熟器是利用经加热器或蒸煮锅(罐)加热后的料液余热,在一定压力和温度下维持一定时间的继续蒸煮,因此,后熟器又称维持器。
对后熟器的要求是,料液在后熟器中的整个截面上均匀地由下向上推动,力求做到先进先出。
真空冷却指的是醪液在一定的真空度下(即醪液进入负压状态)醪液本身产生大量蒸气(二次蒸气),并被抽出,这样便消耗了醪液大量的热量,因而醪液很快冷到与真空度相应的温度,这种醪液冷却法就称为真空冷却糖化设备主要是糖化罐,其容积按1m3的糖化醪需要的1.3m3容积来计算。
其旋转方向与冷却水在蛇管中水流的方向相反⏹连续糖化罐的作用是连续地把糊化醪与水稀释,并与液体曲或麸曲乳混合,在一定温度下维持一定时间,保持流动状态,以利于酶的活动。
二级真空冷却的连续糖化法。
对蒸煮醪的前冷却和后冷却均采用真空冷却的糖化工艺,叫二级真空冷却糖化法发酵罐的定义:是为一个特定生物化学过程的操作提供良好而满意的环境的容器。
⏹1.按微生物生长代谢需要分类:⏹好气:抗生素、酶制剂、酵母、氨基酸,维生素等产品是在好气发酵罐中进行的;需要强烈的通风搅拌,目的是提高氧在发酵液中的传质系数;⏹厌气:丙酮丁醇、酒精、啤酒、乳酸等采用厌气发酵罐。
发酵工程设备复习题
发酵工程设备复习题一、名词解释1. 实罐灭菌:将培养基置于发酵罐中用蒸汽加热,达到预定灭菌温度后,维持一定时间,再冷却到发酵温度,然后接种发酵,又称为分批灭菌。
2. 带式输送机:利用一根封闭的环形皮带,绕在相距一定距离的2个鼓轮上,皮带由主动轮带动运行,物料在带上靠摩擦力随带前进,到另一端卸料。
由皮带、托辊、鼓轮、传动装置、张紧装置、加料装置和卸料装置组成。
适用于松散干湿物料、谷物颗粒及成件制品。
3. 菌体得率Y X/S :对基质的细胞得率Yx/s4. 装料系数:发酵罐存在持气与起泡问题,必须在充入培养液后留有一定的空间,此时发酵液量与发酵罐体积之比为装料系数。
式中 V —发酵罐的容积(m 3);V 0—进入发酵罐的发酵液量(m 3);ψ —装液系数5. 全挡板条件:在一定转速下,再在搅拌罐内增加挡板或其他附件,搅拌功率仍保持不变而漩涡基本消失。
能达到消除液面漩涡的最低条件即全挡板条件。
6. 带式输送机:利用一根封闭的环形皮带,绕在相距一定距离的2个鼓轮上,皮带由主动轮带动运行,物料在带上靠摩擦力随带前进,到另一端卸料。
由皮带、托辊、鼓轮、传动装置、张紧装置、加料装置和卸料装置组成。
适用于松散干湿物料、谷物颗粒及成件制品。
二、问答题1. 板框式压滤机BMY60/810-25表示什么规格的压滤机?答:板框式压滤机BMY60/810-25表示:B 表示板框压滤机,M 表示明流,Y 表示液压压紧,数字表示过滤面积60平方米,框宽和框高810mm ,框厚25mm 。
2. 发酵罐实罐灭菌为什么要“三路进汽”? 实罐灭菌的进汽和排气原则是什么?答:所谓发酵罐实罐灭菌的“三路进汽”就是在对培养基灭菌时,让蒸汽从空气进口、排料口、取样口进入罐内,使培养基均匀翻腾,达到培养基灭菌之目的。
这是因为这三个管都是插入到发酵醪中,若不进蒸汽就会形成灭菌死角。
实罐灭菌的进汽和排气原则是“非进即出”,就是说所有进入发酵罐的管道在灭菌过程中如果不进入蒸汽就一定要进行排气,使所有管道都被蒸汽(或二次蒸汽)通过,得以灭菌。
发酵工程复习资料
1.生物学基础:微生物学,微生物的代谢调节(代谢调节(regulation of metablism)是指微生物的代谢速度和方向按照微生物的需要而改变的一种作用。
酶量的调节酶活性的调节),酶合成的调节,酶活性的调节方式,初级代谢的调节,次级代谢的调节2.生物化学基础:糖的微生物代谢(糖酵解),脂类和脂肪酸的微生物代谢,氨基酸和核酸的微生物代谢,微生物的次级代谢,芳香族化合物的微生物代谢,H2和CO2等的微生物代谢,微生物的光合作用,常见发酵产品的发酵机制3.淀粉的糖化和糊化P714.培养基怎么配置,原则P67,69,原材料P57常用原料的化学组成•碳水化学物:主要是单糖和双糖,发酵微生物的碳源和能源。
一些多糖则需转化为单糖或双糖后才被利用。
•蛋白质:蛋白质经蛋白酶分解后产生的多肽或氨基酸,是糖化菌和酵母菌生长繁殖的氮源。
•脂肪:针对不同的发酵产品其作用有较大差别•灰分:主要是P、Mg、K、S、Ca等元素,是微生物生长和代谢所必需的培养基设计的基本原则•培养基的组成必需满足细胞的生长和代谢产物所需的元素,并能提供生物合成和细胞维持活力所需要的能量。
如何进行培养基的设计(1)作出细胞生长和产物形成的化学计算的平衡碳源和能源+氮源+其他需要→细胞+产物+CO2+H2O+热量•通过计算可以获得生产一定数量的细胞时所需的营养物的低数量。
在了解一定数量的生物体所能产生的产物数量后;就有可能计算出形成产物时所需的底物数量。
(2)组成微生物的元素包括C、H、O、 N、S、P、Mg和K(见下表),这些元素都要在方程式中予以平衡(3)有些微生物无力的合成特定营养物,如氨基酸、维生素或核苷酸。
一旦测出其中一种是生长因子,就要在培养基中加入适量的纯净的化合物或含有该物质的混合物。
(4)碳源具有生物合成的底物和能源的双重作用,在需氧条件下,对碳源的需要量可以从菌体对底物的产率系数(Yx/s) 推算而得。
–该系数的定义是:细胞干物质的产量/碳源底物的被利用量5.培养基的灭菌,灭菌方式 P79培养基灭菌的定义•是指从培养基中杀灭有生活能力的细菌营养体及其孢子,或从中将其除去。
发酵工艺及设备复习资料
《发酵工程》复习资料一、单项选择题1、被现代誉为微生物学鼻祖、发酵学之父的巴斯德。
A、首次观察到大量活着的微生物;B、建立了单种微生物的分离和纯培养技术;C、阐明了微生物产生的化学反应本质;D、首次证明酒精发酵是酵母菌所引起的。
2、关于Pirt方程π=a + bμ,不正确的有。
A、a=0、b≠0:可表示一类发酵;B、a≠0、b ≠ 0:可表示二类发酵;C、a=0、b≠0:可表示三类发酵;D、第二类发酵表明产物的形成和菌体的生长非偶联。
3、代谢参数按性质分可分。
A、物理参数、化学参数和间接参数;B、中间参数和间接参数;C、物理参数、化学参数和生物参数;D、物理参数、直接参数和间接参数。
4、关于菌种低温保藏的原理正确的有。
A、低于最低温度,微生物很快死亡;B、低于最低温度,微生物代谢受到很大抑制,并不马上死亡;C、高于最高温度,微生物很快死亡;D、低于最低温度,微生物胞内酶均会变性。
5、下列不是利用热冲击处理技术提高发酵甘油产量的依据的有。
A、酵母在比常规发酵温度髙10~20℃的温度下经受一段时间刺激后,胞内海藻糖的含量显著增加;B、Lewis发现热冲击能提高细胞对盐渗透压的耐受力;C、Toshiro发现热冲击可使胞内3-磷酸甘油脱氢酶的活力提高15~25%,并导致甘油产量提高;D、Lewis发现热冲击可使胞内3-磷酸甘油脂酶的活力提高15~25%,并导致甘油产量提高。
6、霉菌生长pH为5左右,因此染为多。
A、细菌;B、放线菌;C、酵母菌;D、噬菌体。
7、放线菌由于生长的最适pH为7左右,因此染为多A、细菌;B、酵母菌;C、噬菌体;D、霉菌。
8、不是种子及发酵液无菌状况检测方法的有。
A、酚红肉汤培养基检测;B、平板划线;C、显微镜观察;D、尘埃粒子检测。
9、要实现重组大肠杆菌的高密度培养,最常用和最有效的方法就是。
A、反复分批培养;B、分批补料流加培养法;C、连续培养法;D、反复分批流加培养法。
10、微生物菌种的筛选最关键的是要找到一个合适的“筛子”,在耐高酒精浓度酿酒酵母的筛选中,这个“筛子”是。
发酵工程复习资料
发酵⼯程复习资料发酵⼯程复习资料第⼀章绪论1、发酵及发酵产品各包括哪些类型答案要点:⼀)发酵的类型:按发酵原料分类:糖类物质发酵、⽯油发酵、废⽔发酵;按发酵形式分类:固体发酵、液体发酵;按发酵⼯艺流程分类:分批发酵、连续发酵、流加发酵;按发酵过程对氧的需求分类:厌氧发酵、通风发酵;按发酵产物分类:氨基酸发酵、有机酸发酵、抗⽣素发酵、酒精发酵、维⽣素发酵、酶制剂发酵⼆)发酵产品的类型:以菌体为产品、以微⽣物的酶为产品、以微⽣物的代谢产物为产品、⽣物转化过程2、了解发酵⼯程的组成、基本要求及主要特点。
答案要点:⼀)组成:上游⼯程:菌种选育、种⼦培养、培养基设计与制作、接种等。
发酵⼯程:发酵培养。
下游⼯程:产物的提取纯化、副产品的回收、废物处理等。
⼆)基本要求:发酵设备、合适的菌种、合适的培养基、有严格的⽆菌⽣长环境三)主要特点:1)发酵过程⼀般来说都是在常温常压下进⾏的⽣物化学反应,反应安全,要求条件简单;2)发酵所⽤的原料主要以再⽣资源为主;3)发酵过程通过⽣物体的⾃动调节⽅式来完成的,反应的专⼀性强,因⽽可以得到较为单⼀的代谢产物;4)获得按常规⽅法难以⽣产的产品;5)投资少,见效快,经济效率⾼;6)维持⽆菌条件是发酵成败的关键;7)环境污染⼩。
3、为什么说发酵⼯程在国民经济中有着重要的地位答案要点:因为发酵⼯程在医药、⾷品、能源、化⼯、冶⾦、农业、环境保护等⽅⾯均有着⼗分重要的作⽤,例如:抗⽣素的⽣产;饮料⾷品等的制造;沼⽓、微⽣物采油、⽣物肥料、⽣物农药以及三废处理等⽅⾯都有很重要的应⽤。
所以说发酵⼯程在国民经济中有着重要的地位。
4、了解发酵⼯业的类型及必备条件。
答案要点:⼀)发酵⼯业类型:⾷品发酵⼯业:⾷品、酒类1)传统分类⾮⾷品发酵⼯业:抗⽣素、有机酸、氨基酸、酶制剂、核苷酸、单细胞蛋⽩酿造业:利⽤微⽣物⽣产具有较⾼风味要求的发酵⾷品。
2)现代分类发酵⼯业:经过微⽣物纯种培养后,提炼、精制⽽获得成分单纯、⽆风味要求的产品。
发酵工程复习资料
发酵⼯程复习资料⼀、名词解释1.巴斯德效应:在有氧条件下,糖代谢进⼊TCA循环,产⽣柠檬酸等,并⽣成⼤量ATP,反馈阻遏PEK的合成。
从⽽降低了葡萄糖的利⽤率,发酵作⽤受抑制的现象。
(或氧对发酵的抑制现象)。
2.酵母Ⅰ型发酵:酵母菌将葡萄糖经EMP途径降解⽣成2分⼦终端产物丙酮酸,后丙酮酸脱羧⽣成⼄醛,⼄醛作为氢受体使NADH氧化⽣成NAD+,同时⼄醛被还原⽣成⼄醇(⼄醇脱氢酶活性强,⼄醛为氢受体,⽣成⼄醇)。
3酵母Ⅱ型发酵:当环境中存在亚硫酸氢钠时,亚硫酸氢钠可与⼄醛反应,⽣成难溶的磺化羟基⼄醛,该化合物失去了作为受氢体使NADH脱氢氧化的性能,⽽不能形成⼄醇,转⽽使磷酸⼆羟丙酮替代⼄醛作为受氢体,⽣成a -磷酸⽢油,a -磷酸⽢油进⼀步⽔解脱磷酸⽣成⽢油。
(磷酸⼆羟丙酮为氢受体,⽣成⽢油)。
4酵母Ⅲ型发酵:葡萄糖经EMP途径⽣成丙酮酸,后脱羧⽣成⼄醛,如处于弱碱性环境条件下(pH 7.6),⼄醛因得不到⾜够的氢⽽积累,2个⼄醛分⼦间发⽣歧化反应,1分⼦⼄醛作为氧化剂被还原成⼄醇,另1个则作为还原剂被氧化为⼄酸。
⽽磷酸⼆羟丙酮作为NADH的氢受体,使NAD+再⽣,产物为⼄醇、⼄酸和⽢油(碱性条件,歧化反应,⽣成⽢油、⼄醇、⼄酸和CO2)。
5同型乳酸发酵:乳酸菌利⽤葡萄糖经酵解途径(EMP途径)⽣成丙酮酸。
6异型乳酸发酵:葡萄糖经HMP途径发酵后除主要产⽣乳酸外还产⽣⼄醇、⼄酸、⼆氧化碳等多种产物的发酵。
7标准呼吸链:对SHAM不敏感,⼀种氧化时能产⽣ATP积累,会抑制PFK的呼⽓链。
8侧呼吸链:对⽔杨酰异羟肟酸(SHAM)敏感,能完成电⼦传递,不产⽣ATP,从⽽不抑制PFK;缺氧导致侧呼吸链不可逆失活,柠檬酸产率急剧下降,但不影响菌体⽣长的⼀条呼吸链。
9协同反馈抑制:在分⽀代谢途径中,⼏种末端产物同时都过量,才对途径中的第⼀个酶具有抑制作⽤。
若某⼀末端产物单独过量则对途径中的第⼀个酶⽆抑制作⽤。
发酵工程复习资料
发酵工程复习资料第一章绪论1、发酵及发酵产品各包括哪些类型答案要点:一)发酵的类型:按发酵原料分类:糖类物质发酵、石油发酵、废水发酵;按发酵形式分类:固体发酵、液体发酵;按发酵工艺流程分类:分批发酵、连续发酵、流加发酵;按发酵过程对氧的需求分类:厌氧发酵、通风发酵;按发酵产物分类:氨基酸发酵、有机酸发酵、抗生素发酵、酒精发酵、维生素发酵、酶制剂发酵二)发酵产品的类型:以菌体为产品、以微生物的酶为产品、以微生物的代谢产物为产品、生物转化过程2、了解发酵工程的组成、基本要求及主要特点。
答案要点:一)组成:上游工程:菌种选育、种子培养、培养基设计与制作、接种等。
发酵工程:发酵培养。
下游工程:产物的提取纯化、副产品的回收、废物处理等。
二)基本要求:发酵设备、合适的菌种、合适的培养基、有严格的无菌生长环境三)主要特点:1)发酵过程一般来说都是在常温常压下进行的生物化学反应,反应安全,要求条件简单;2)发酵所用的原料主要以再生资源为主;3)发酵过程通过生物体的自动调节方式来完成的,反应的专一性强,因而可以得到较为单一的代谢产物;4)获得按常规方法难以生产的产品;5)投资少,见效快,经济效率高;6)维持无菌条件是发酵成败的关键;7)环境污染小。
3、为什么说发酵工程在国民经济中有着重要的地位答案要点:因为发酵工程在医药、食品、能源、化工、冶金、农业、环境保护等方面均有着十分重要的作用,例如:抗生素的生产;饮料食品等的制造;沼气、微生物采油、生物肥料、生物农药以及三废处理等方面都有很重要的应用。
所以说发酵工程在国民经济中有着重要的地位。
4、了解发酵工业的类型及必备条件。
答案要点:一)发酵工业类型:食品发酵工业:食品、酒类1)传统分类非食品发酵工业:抗生素、有机酸、氨基酸、酶制剂、核苷酸、单细胞蛋白酿造业:利用微生物生产具有较高风味要求的发酵食品。
2)现代分类发酵工业:经过微生物纯种培养后,提炼、精制而获得成分单纯、无风味要求的产品。
最新发酵工程复习资料
精品文档第一章1发酵和发酵工程的概念发酵狭义:利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动,来制备微生物菌体或其代谢产物的过程。
广义:凡是培养细胞(动、植物和微生物细胞)来制得产品的过程。
发酵工程研究发酵工业生产过程中,各个单元操作的工艺和设备的一门科学2、发酵工程研究的内容※发酵工业用生产菌种的选育:◆自然选育◆诱变育种◆基因工程育种※发酵条件的优化与控制※生物反应器的设计※发酵产物的分离、提取和精制3、发酵类型1 按发酵产品的类型划分2 按发酵工艺是否需氧划分※厌氧发酵:如酒类发酵、酒精发酵、丙酮丁醇发酵、乳酸发酵和甲烷发酵※通风发酵:如酵母菌生产、抗生素发酵、有机酸发酵、氨基酸发酵和酶制剂生产等3 按发酵工艺培养基的状态划分※固态发酵:发酵是在固体状态下进行。
主要应用于传统酿造业。
※液态发酵:发酵是在液体状态下进行,是目前发酵工业所采用的主要工艺。
4、发酵工艺培养方法发酵工艺培养方法有:固态发酵工艺和液态发酵工艺1固态发酵工艺※固态薄层发酵※固态厚层(通风)发酵2 液态发酵工艺※液态表面发酵(浅盘发酵)工艺※液态深层通风发酵(Submerged fermentation)液态深层通风发酵是指在无菌条件下,在液体培养基内部进行微生物培养,获得产品的过程。
它包括向发酵罐中通入大量无菌空气、搅拌使空气均匀、培养基灭菌和无菌接种。
液态深层通风发酵是发酵工业使用的主要工艺。
5、分批发酵,分批补料发酵分批发酵(batch-process):在生物反应器内投入限量培养基后,接入微生物菌种进行培养,完成一个生长周期,获得产品的微生物培养方法。
是目前传统发酵工业所采用的主要发酵形式。
在分批补料发酵:发酵的开始投入一定量的培养基,在发酵过程的适当时期,开始连续补加碳或(和)氮源或(和)其他必需基质,直至发酵液体积达到发酵罐最大操作容积后,将发酵液一次放出,这种操作方式称为补料分批发酵。
这种发酵方式能保持较高的活菌体浓度,目前,基因工程菌发酵常采用此方法第二三章节1、发酵工业常用的微生物的种类,主要的发酵产品。
发酵工程复习资料讲解
发酵工程复习题(仅供参考)第1章绪论1.发酵:通过微生物的生长和繁殖代谢活动,产生和积累人们所需产品的生物反应过程。
2.发酵工程:主要包括菌种选育和保藏、菌种的扩大生产、微生物代谢产物的发酵生产和分离纯化制备,同时也包括微生物生理功能的工业化利用等。
3.现代生物技术划分为:基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、生化工程等5个方面。
4.发酵的本质:①1680年,荷兰人列文虎克制成了显微镜;②1897年德国人毕希纳提出酶的催化理论后,对发酵的本质才最终有了真正的认识。
5.发酵工程技术的发展史(6个阶段):①1900年以前,自然发酵阶段;②1900-1940年,德国人科赫在1905年因肺结核菌研究获诺贝尔奖,科赫发明了固体培养基,应用固体培养基分离培养细菌,得到了细菌的纯培养,同时改进了细菌的染色法,纯培养技术的建立是发酵技术发展的第一个转折时期;③1929年弗莱明发现青霉素,它的问世使千万生命免除了死亡的威胁,同时在发酵工业的发展史上开创了崭新的一页;④代谢控制发酵工程技术的建立,是发酵技术发展的第三个转折时期;⑤20世纪60年代,许多跨国公司决定研究生产微生物细胞作为饲料蛋白质的来源,甚至研究采用石油产品作为发酵原料,这一时期可视为发酵工业发展的第五阶段。
⑥这一时期可以采用分子生物学为核心的现代生物技术手段,构建基因工程菌。
6.发酵工业的特点:①发酵过程一般都是在常温下进行的生物化学反应,反应条件比较温和;②可采用较廉价的原料生产较高价值的产品;③发酵过程是通过生物体的自适应调节来完成的,反应的专一性强,因而可以得到较为单一的代谢产物;④由于生物体本身所具有的反应机制,能专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位的生物转化修饰,也可以比较复杂的高分子化合物;⑤发酵生产不受地理、气候、季节等自然条件的限制,可以根据订单安排通用发酵设备来生产多种多样的发酵产品。
7.(P6)8.工业发酵的类型:①根据对氧的需求分为:需氧发酵、兼性厌氧发酵和厌氧发酵;②根据培养基物理状态分为:液体发酵和固体发酵;9.近年的一些新发展的微生物培养方法(两步法液体深层培养):此法在酶制剂生产和氨基酸生产方面应用较多。
发酵工程与设备考试复习
发酵工程与设备复习资料1、重要的工业化发酵过程可归纳为5个类别:(1)生产微生物细胞(或生物量),(2)生产微生物的酶,(3)生产微生物代谢产物(4)生产生产基因重组产物(5)将一个化合物经过发酵改造其他化学结构---生物转化。
2、发酵过程的组成部分:(1)用于菌种扩大培养和发酵生产用的培养基配方。
(2)培养基、发酵罐和辅助设备的灭菌。
(3)足量的高活性、纯培养的接种物。
(4)在适宜条件的发酵罐中培养生产菌体产物。
(5)产物的提取和纯化;(6)生产过程产生废物的处理。
3、大规模生产的优良菌种应具备以下特点:(1、)菌种能在较短发酵周期内产生大量有价值发酵产品的能力。
(2)菌种能在廉价原料制作的发酵培养基上迅速生长并大量合成目的产物。
(3)菌种的生产条件要求不高,能在易控制的培养条件下迅速生长和发酵,以缩短发酵周期。
(4)易于从发酵液中提取产物。
(5)菌种生长速度快,不易被噬菌体等异种微生物污染而造成倒灌现象(6)菌种对人对物对环境不应造成危害。
(7)菌种遗传特性稳定,不易退化,而且易于进行基因操作。
4、常用的诱变剂包括物理、化学、生物三大类。
物理诱变剂有紫外线、X射线、激光、快中子等。
化学诱变剂有2-氨基嘌呤、硫酸二乙酯、吖啶类物质。
生物诱变剂包括噬菌体、转座子等5、空气中微生物的分布;一般寒冷干燥的北方含菌少,潮湿温暖的南方含菌多。
夏季含菌多,冬季含菌少。
高度每升高2·5米,空气中含菌量减少一个数量级。
一般工厂采风口距离地面30米以上。
一般空气中含菌量为1000~10000个/平方米。
含湿量0.01进行设计计算的。
发酵工厂对空气无菌要求为1/1000,即1000次发酵周期中所用的无菌空气中只允许一个杂菌通过为准。
6、空气除菌的方法:过滤除菌、辐射除菌、热灭菌、静电除菌等。
7、单根纤维过滤机理:惯性捕集作用、拦截捕集作用、扩散作用、静电吸附以及重力沉降作用。
8、空气过滤除菌流程组成设备:包括粗过滤器、空气压缩机、空气储存罐、空气冷却器、压缩空气的除水设备、空气加热器、总过滤器。
(完整版)发酵工厂与工程设备详细复习提纲及答案
发酵工厂设备与设计1.实罐灭菌定义、操作过程、判断标准、灭菌热量计算例3-1 P4:定义:将培养基配置在发酵罐里,用饱和蒸汽直接加热,已达到预定灭菌温度并保温维持一段时间,然后再冷却到发酵温度,这种灭菌过程成为培养基实罐灭菌。
P5:操作过程:1、把配置好的培养基泵入发酵罐内,密闭发酵罐后,开动搅拌2、稍开阀门15和阀门9,引入蒸汽进夹套预热培养基至75-90度,保持夹套压强表的表压50-100kpa3、培养基预热到75-90度后,开阀门1和稍开阀门4,排尽蒸汽管道中的冷凝水后,再开阀门2,从空气管道引入蒸汽进发酵罐。
关阀门15,并停止搅拌。
4、开阀门5,稍开阀门7,排尽蒸汽管道里的冷凝水后,开阀门6,从取样管道引入蒸汽进发酵罐5、开阀门13,稍开阀门11,排尽蒸汽管道里冷凝水后,开阀门10,由出料管引入蒸汽进发酵罐。
6、分别稍开阀门16、阀门17、阀门18,派出活蒸汽,调节进气阀门和排气阀门的开度使罐压保持在表压105kpa,温度恒定在121度,维持20-25min7、完成保温时间后,关一路排汽,再关一路进汽(次序不能颠倒),最后三路排汽与三路进汽全部关闭8、开阀门3和阀门2引入无菌空气。
9、开阀门8,关阀门9,开阀门14,夹套引入冷却水,开搅拌,冷却降温到发酵工艺要求的温度。
特别要注意,无菌空气未被引入发酵罐之前不能开夹套冷却水冷却培养基,不然易发生发酵罐的罐压跌零,罐体被吸瘪,这是不锈钢夹套发酵罐在实罐灭菌操作中常会发生的事故P5:判断标准:培养基灭菌后达到无菌要求;营养成分破坏少;灭菌后培养基体积与计料体积相符;泡沫要少。
P7-9:灭菌过程热量计算:①间接加热所需时间:t=G c/K A*ln[(t s-t1)/(t s-t2)]t为间接加热所需时间,h;G为培养基质量,kg;c为培养基的比热容,KJ/(kg·℃);K为加热过程中平均传热系数,kg/(cm2·h·℃)间接加热蒸汽消耗量:S=G c(t2-t1)(1+η)/r②直接加热蒸汽消耗量:S=G c(t2-t1)(1+η)/(i-C s t2)保温阶段蒸汽消耗量:S=1.19Ft(p/V)0.5冷却阶段:冷却时间t=GC1/WC2*A/(A-1)*ln[(t1s-t2s)/(t1f-t2s)]冷却水用量A=e KF/WC2=(t1-t2s)/(t1-t2)2.连续灭菌优点,流程设备,喷热加热器工作原理,维持管操作特点,冷却设备类型P10:优点:①采用高温,快速灭菌,物料受热时间短,营养成分破坏少,培养基连消后质量好,发酵单位高;②发酵罐的利用率高;③蒸汽负荷均衡,锅炉利用高;④适宜采用自动控制;⑤降低劳动强度。
发酵设备复习1
输 送 设 备
螺旋输送机的优缺点:
优点(1)结构简单、紧凑、横断面尺寸小,在其
他输送设备无法安装时或操作困难的地 方使用; (2)工作可靠,易于维修,成本低廉,价格 仅为斗式提升机的一半;
(3)机槽可以是全封闭的,能实现密闭输
送,以减少物料对环境的污染,对输送 粉尘的物料尤为适宜;
(4)输送时,可以多点进料,也可以多点卸料,工
离,进入主过滤器过滤,就要获得无菌程度很高的
空气。
(四)利用热空气加热冷空气的流程
• 特点:合理利用热能
利用压缩后热空气和冷却后的冷空气进行交换,使空气 的温度升高,降低相对湿度。
空气过滤器的操作要点 1
为了使空气过滤器始终保持干燥状态,当过滤 器用蒸汽灭菌时,应事先将蒸汽管和过滤器内部的 冷凝水放掉,灭菌蒸汽的压力应保持在0.17 - 0.2 MPa (表压)。 开始时先将夹套预热,然后将蒸汽直接冲入介
2、拦截滞留作用机理
气流速度降到临界速度以下,微粒不能因惯性碰撞而滞 留于纤维上,捕集效果显著下降,但随着气流速度的继续下 降,纤维对微粒的捕集效率又有回升。原因是微生物直径很 小,质量很轻,它随低速气流流动靠近纤维时,微粒所在的
主导气流流线受纤维所阻而改变流动方向,绕过纤维前进,
并在纤维的周边形成一层边界滞留流区。滞留区的气流速度 更慢,进行滞留区的微粒慢慢靠近和接触纤维而被粘附滞留。
杂菌会降解目的产物;
杂菌会污染最终产品;
发酵时如污染噬菌体,可使生产菌发生溶菌现象。
工业上具体措施包括:
1)使用的培养基和设备须经灭菌;
2)好氧培养中使用的空气应经除菌处理;
3)设备应密闭,发酵罐维持正压环境;
4)培养过程中加入的物料应经过灭菌;
发酵工程考试复习资料(1)
一、名词解释发酵工程:是指利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品的过程理论和工程技术体系,是生物工程与生物技术学科的重要组成部分。
初级代谢产物:通常把微生物产生的对自身生长和繁殖必须的物质称为初级代谢产物。
次级代谢产物:是指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质,氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。
菌种退化:指生产菌种或选育过程中筛选出来的较优良菌株,由于进行接种传代或保藏之后,群体中某些生理特性和形态特征逐渐减退或完全丧失的现象。
p39培养基:是指用于维持微生物生长繁殖和产物形成的营养物质。
灭菌:用物理或化学方法杀死物料或设备中所有生命物质的过程消毒:用物理或化学方法杀死空气、地表以及容器和器具表面的微生物除菌:用过滤方法除去空气或液体中的微生物及其孢子防腐:用物理或化学方法杀死或抑制微生物的生长和繁殖种子:经过摇瓶及种子罐逐渐扩大培养而获得一定数量和质量的纯种的过程,这种纯培养物称为种子。
种龄:指种子的培养时间接种龄:指种子罐中培养的菌丝体转入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间接种量:是指移入的种子液体积和接种后培养液体积的比例。
(对数生长期)发酵动力学:研究微生物生长、产物合成底物消耗之间动态定量关系,定量描述微生物生长和产物形成过程。
分批发酵:一次性投料、接种直到发酵结束,此过程中发酵液始终留在发酵罐内。
连续发酵:在发酵过程中连续向发酵罐添加培养基恒化器:连续培养系统,指培养物的生长速率受到化学环境的控制,及培养基中某一限制性组分的控制作用。
(培养基的流加速度)恒浊器:通过控制补充的培养基的流速,使得发酵罐内发酵液中细胞浓度保持恒定,即将发酵液的浓度保持在某一窄小的范围内。
呼吸强度:是指单位质量干菌体在单位时间内所吸取的氧量,以Q02表示。
摄氧率:耗氧速率是指单位体积培养液在单位时间内的耗氧量,以r表示,也称摄氧率。
溶解氧:空气中的分子态氧溶解在水中称为溶解氧。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
一、名词解释全挡板条件:可以达到时涡旋基本消失或消除液面涡旋的最低档板条件。
牛顿型流体:之发酵过程中,液体的粘度不遂剪切速度和剪切力的改变并而改变。
介质过滤除菌:是使空气经高温灭菌的介质,通过滤层将空气中的微生物颗粒阻截在介质层中而达到灭菌的目的体喷射吸气装置吸入无菌空气并同时实现混合搅拌,及溶氧船只的发酵罐。
空气调节:是指在一定的看空间内时,其空气温度湿度清洁度和空气流动速度进行调节到到工艺要求的过程。
糖蜜稀释器:糖蜜浓度很高,酵母不能直接利用,所以在利用糖蜜做酒精前需要进行稀释,酸化灭菌,和增加营养盐的处理过程。
磁芯:是永久磁钢和铁隔板按一定顺序排列成圆弧形,安装在固定的轴上,形成极头开放磁路。
气缚:离心泵启动时,若泵内存有空气,由于空气密度很低,旋转后产生的离心力小,因而叶轮中心区所形成的低压不足以将储槽内的液体吸入泵内,虽启动离心泵也不能输送液体。
此种现象称为气缚,表示离心泵无自吸能力,所以必须在启动前向壳内灌满液体。
压头:离心泵对单位重量液体所提供的能量,称为扬程(单位:m)。
流量:泵在单位时间内由泵的排液口排出的液体量,也称为排量或扬水量(单位:m3/h)。
生物反应器:是指大规模培养微生物、动物细胞、植物细胞获得其代谢产物或生物体的设备。
由于当代发酵工业的发展,大规模悬浮培养微生物(液态深层培养)已成为生物工业获得产品的最主要手段,通常把此类微生物反应器统称为发酵罐。
填料函式轴封:填料箱体固定在顶盖上,将转轴通过填料函,然后放置弹性密封填料,再放上填料压盖并用压紧螺栓拧紧。
填料受压发生弹性形变,对转轴产生径向压力,从而起到密封作用。
端面式轴封:其作用是靠弹性元件(弹簧、波纹管)的压力使垂直于轴线的动环和静环光滑表面紧密地相互贴合,并作相对转动而达到密封。
气升式发酵罐:利用空气的喷射功能(气体动量)和流体密度差造成反应液循环流动,从而实现液体搅拌、混合和氧传递的一类反应器。
气升式反应器是应用较为广泛的一类无机械搅拌生物反应器。
高位塔式生物反应器:一种高径比较大的非机械搅拌式生物反应器。
它不设置机械搅拌装置,利用通入培养液的空气泡上升时带动流体运动,产生混合效果。
自吸式发酵罐:不需空气压缩机提供压缩空气,而是利用特殊的机械搅拌吸气装置或液体喷射吸气装置吸入无菌空气并同时实现混合搅拌与溶氧传质的发酵罐。
类型:机械搅拌自吸式发酵罐和喷射自吸式发酵罐。
涡轮式空压机:涡轮式空压机一般由电动机通过增速装置直接带动涡轮高速旋转,将空气吸入并使之获得较高的离心力,甩向叶轮外圆周,部分动能转变为静压能,由压出管排出。
碟片式精选机:碟片在粮堆中运动时,短小的颗粒嵌入袋孔被带到较高的位置,因此把收集短小颗粒的斜槽放在适当高度的位置上,就能将短小颗粒分离出来。
锤式粉碎机:物料从上方料斗加入,在悬空状态下就被锤刀的冲击力所破碎(冲击)。
然后物料被抛至冲击板上,再次被击碎。
此外物料在机内还受到挤压和研磨的作用。
双辊式粉碎机:主要工作机构为两个相对旋转的平行装置的圆柱形辊筒,装在两辊之间的物料通过辊筒对其的摩擦作用而被拖入两辊的间隙中被粉碎。
球磨机:球体随筒旋转而升起,当球的重力大于所受的离心力时落下,对物料产生撞击,同时靠近筒壁的物料也可为圆球所研磨。
带式输送机:利用一根封闭的环形带,绕在相距一定距离的2个鼓轮上,带由主动轮带动运行,物料在带上靠摩擦力随带前进,到另一端卸料。
斗式提升机:用胶带或链条作牵引件,将一个个料斗固定在牵引件上,牵引件被上下转动鼓轮张紧并带动运行;物料从提升机下部加入料斗内,提升至顶部时料斗绕过转轮物料便从斗内卸出、从而达到将低处物料升至高处的目的。
二、填空题1、罐体必须能承受一定压力和温度,通常要求耐受130℃和0.25MPa(绝压)2、在通风发酵罐中,挡板与罐壁之间的距离为1/5~1/8D,可避免形成死角,防止物料与菌体堆积。
4、在机械搅拌自吸式发酵罐中,转子同时具有搅拌和充气两个作用。
5、在啤酒发酵罐中,CIP是指内部清洗系统。
6、啤酒四罐式连续发酵,是在三罐发酵中的一级发酵罐前增加一个酵母繁殖罐。
7、在发酵工业生产中,对所用的空气质量有不同要求,空气的(无菌程度)是一项关键指标。
8、工业上利用(空气被压缩时产生的热量)进行空气加热保温灭菌。
9、(过滤除菌)是发酵工业最常用的空气除菌方法。
10、空气除菌中,常用的粗过滤器有(布袋过滤)、(填料式过滤)、(油浴洗涤)和(水雾除尘)等。
11、(气液分离器)是将空气中被冷凝成雾状的水雾和油雾粒子除去的设备,常用的有(旋风分离器)和(填料分离器)。
12、(空气贮罐)的作用是消除压缩机排出空气量的脉冲,维持稳定的(空气压力)和分离(油雾)。
13、发酵工业上的空气调节主要是指对空气进行(增湿)和(减湿)操作。
14、在各种填料过滤器中(丝网分离器)具有较高的分离效率,它对于直径大于(5µm)的颗粒的分离效果可达99%。
15、常用的大麦精选机有(碟片)精选机和(滚筒)精选机。
16、大麦的分级设备有(平板分级筛)和(圆筒分级筛)二种类型。
17、在淀粉蒸煮设备中,最后一个后熟器主要起到(汽液分离)的作用。
18、在淀粉蒸煮设备中,由汽液分离器排出的糊化醪需降温至(60)℃左右进行糖化,一般利用(真空冷却器)来达到目的。
19、在啤酒厂麦芽汁制备多采用四器组合,四器为(糊化锅)、(糖化锅)、(过滤槽或压滤机)和麦汁煮沸锅)。
20、发酵工业上常用的培养基灭菌设备有(连消塔)、(喷射加热器)和(薄板换热器)等。
21、在连消塔中,培养液在管间高温灭菌的逗留时间为(15~20S)。
22、淀粉质原料蒸煮流程包括(蒸煮罐)、(后熟罐)、(真空冷却器)、(糖化罐)等四种设备。
23、我国酒精生产厂多采用(罐式)、(管式)和(柱式)三种连续蒸煮方法。
三、判断题1、(√)大麦精选机主要是利用杂粒能进入袋孔或窝眼,而正常大麦不能进入袋孔或窝眼而进行分离。
2、(√)碟片精选机的特点是工作面积大,转速高,产量大;而且在同一台机器上安装不同袋孔的碟片,同时分离不同品种、规格的物料,碟片损坏可以更换。
3、(√)碟片精选机的缺点是碟片上的袋孔容易磨损,功率消耗较大。
4、(×)目前啤酒厂糊化锅中不用搅拌器而是靠锅内形成的密度梯度进行自然循环。
5、(×)滚筒精选机的袋孔开在旋转滚筒的外表面。
6、(√)在α-淀粉酶发酵生产中,发酵罐内使用的是单管式空气分布器,空气气泡的直径与通风量有关,而与管口直径无关。
7、(×)通用式机械搅拌发酵罐中搅拌器的作用是打碎泡沫,促使CO2从醪液中排出。
8、(√)100 m3通用式机械搅拌发酵罐一般搅拌转速在140-160 rpm 之间,所用变速装置多为三角皮带轮变速。
9、(×)自吸式发酵罐的转子的作用之一是吸入连续灭菌后的培养基。
10、(×)小型发酵罐罐顶设有清洗用的人孔。
11、(×)大型发酵罐罐顶装设手孔。
12、(√)发酵罐罐体上的罐体上的管路越少越好,能合并的应合并。
13、(√)发酵罐内达到全挡板条件时,挡板的数量往往小于理论值,这是因为罐内有些部件也可起到挡板的作用,如冷却竖管、排管、蛇管。
14、(×)搅拌功率越大,溶氧系数越大,越有利于发酵。
15、(×)搅拌器的形状对溶氧系数没有影响。
16、(√)在同样的搅拌形式和尺寸,同样的输入功率,培养液的体积至少要浸没搅拌叶情况下,培养液的净体积越大,溶氧系数越小。
17、(×)有挡板的发酵罐比没有挡板的发酵罐,体积溶氧系数小。
18、(×)前置高效过滤除菌流程中有旋风分离器。
19、(√)在生物发酵企业,吸风塔的高度应至少10米。
20、(×)在空气过滤系统中,空气贮罐主要安装在丝网分离器之后。
四、简答题:1、说明增加通气量对体积溶氧系数有何影响?对同一个生物反应器,一般来说通气量越大,溶氧系数越大。
这是因为:①较大的通气量能够在发酵液中产生较多的气泡,从而增大气液接触面积,使溶氧系数提高。
②通气对培养液也起到一定的搅拌作用,通气量越大,搅拌越剧烈,降低了液膜和气膜厚度,减少了传质阻力。
但是,通气量也不能太大,因为太大的通气量不仅容易产生大量泡沫,使发酵液冲出发酵罐,而且,通气量超过一定的限度,搅拌将带动大量的气泡空转,无法有效地将空气分散到发酵液中,发生所谓的“过载”现象,溶氧系数会降低。
2、以内循环为例,说明气升式发酵罐的工作原理。
气升发酵罐内中央有一个导流筒。
在导流筒的下部有空气喷嘴,空气以250~300米/秒的高速度喷入导流筒,通过气-液混合物的湍流作用而使气泡分割破碎,同时导流筒内的发酵液密度降低,加上压缩空气的喷流动能,因此使导流筒内的发酵液向上运动。
在发酵罐上部,一部分气泡破碎,CO2排出发酵液密度增大,并在导流筒外下降,再次进入上升管,形成循环流动,实现混合与溶氧传质。
3、叙述机械搅拌自吸式发酵罐的工作原理。
自吸式发酵罐的主要构件是自吸搅拌器(转子)和导轮(定子)。
在转子启动前,先用液体将转子浸没,然后启动马达使转子转动,由于转子高速旋转,液体或空气在离心力的作用下,被甩向叶轮外缘,在转子中心处形成负压,由于转子的空膛用管子与大气相通,因此空气不断地被吸入,甩向叶轮的外缘,通过定子而使气液均匀分布甩出。
同时由于转子的搅拌作用,气液在叶轮的外缘形成强烈的混合流(湍流),使刚刚离开叶轮的空气立即在不断循环的发酵液中分裂成细微的气泡,并在湍流状态下混合、翻腾、扩散到整个罐中。
因此转子同时具有搅拌和充气两个作用。
4、叙述溢流喷射自吸式发酵罐的工作原理。
溢流喷射自吸式发酵罐的工作原理是用泵将发酵液从发酵罐的底部提升到罐顶的溢流口,液体由于自重通过溢流管向发酵罐跌落,形成抛射流,由于液体表面层作用,使靠近流体表面的无菌空气气体边界层具有一定的速率,从而形成气体的流动和自吸作用,吸入空气被高速流动的液体打碎、分散,与液体均匀混合,使氧溶解在发酵液中的,这是溶氧阶段。
发酵液进入发酵罐后,微生物耗氧,同时将代谢产生的二氧化碳和其它气体不断地从发酵液中分离并排出,发酵液的比重变大向发酵罐底部循环,待发酵液中的溶解氧即将耗竭时,发酵液又从发酵罐底部被泵打入循环管,开始下一个循环。
5、文氏管吸气自吸式发酵罐原理。
其原理是用泵将发酵液压入文氏管,由于文氏管的收缩段中液体的流速增加,形成真空而将无菌空气吸入,并被高速流动的液体打碎,与液体均匀混合,提高发酵液中的溶解氧,同时由于上升管中发酵液与气体混合后,比重较罐内发酵液轻,再加上泵的提升作用,使发酵液在上升管内上升。
当发酵液从上升管进入发酵罐后,微生物耗氧,同时将代谢产生的二氧化碳和其它气体不断地从发酵液中分离并排出,发酵液的比重变大向发酵罐底部循环,待发酵液中的溶解氧即将耗竭时,发酵液又从发酵罐底部被泵打入上升管,开始下一个循环。