南京工业大学发酵设备和工艺设计期末要点
发酵工程期末总复习
发酵工程-期末总复习第一章概论1.现代发酵工业发酵定义是:利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制造微生物菌体本身,或其直接代谢产物及次级代谢产物的过程.2.应用范围微生物菌体:面包酵母,SCP微生物酶：糖化酶、蛋白酶、脂肪酶等。
直接代谢产物(初级代谢产物):微生物生命活动中必需的代谢物.如氨基酸,维生素等.次级代谢产物:代谢过程中产生的,对一般生长活动并不必需的代谢物质,常在微生物停止生长以后才产生.如色素,毒素,抗生素等.微生物的生物转化：利用微生物产生的酶作用于化合物的局部结构。
微生物消除环境污染微生物湿法冶金：利用微生物对某些金属氧化物的氧化还原反应。
3.发酵的特点=微生物的特点+发酵工程的特点微生物的特点：体积小,面积大；吸收多,转化快；生长旺,繁殖快；适应强,易变异；分布广,种类多。
发酵工程的特点：反应条件温和（常温常压）；原料来源广泛并无需精制；众多反应都在同一发酵罐内完成。
4.发酵的基本条件要有某种合适的微生物或其它生物细胞；保证微生物能够进行代谢的各种条件(培养基,温度,溶解氧)；微生物发酵的场所；目的产物的提取和精制。
5.发酵工艺组成部分种子培养、培养基制备、产物的提取精制、无菌空气、发酵罐。
6.发展历程①古代发酵：只知现象,不知本质。
米酒啤酒②近代发酵—纯培养技术的建立。
酒精甘油丙酮-丁醇巴斯德发现了发酵是由微生物引起的,从而使传统的经验发酵变成了一门科学.布雷费尔德1872年创立了霉菌纯培养技术.汉逊1878年创立了酵母纯培养技术。
科赫1881年创立了细菌纯培养技术.③现代发酵：通气搅拌发酵1929弗莱明完成了发酵技术的第二次技术转折；青霉素。
代谢控制发酵1959木下祝郎发展完成了发酵技术的第三次转折；氨基酸、核苷酸。
基因工程菌发酵1970以来引起发酵工程的技术革命；技术特点:可定向改造生物基因,按人们的意志生产产品；人生长素,干扰素,疫苗7.展望利用基因工程技术选育优良菌种；采用发酵技术大量培养高等动植物细胞；开发大型节能发酵装置,自动化将成为生产控制的主要手段；应用代谢控制技术生产各种代谢产物；发酵发生产单细胞蛋白，解决粮食危机。
(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。
2020-2021《发酵工程设备》期末课程考试试卷B1(含答案)
2020-2021《发酵工程设备》期末课程考试试卷B1一、单项选择题: (每题1分，共10分)1、在细胞活动热释放过程中，基质氧化态越，耗氧量越，热释放越。
A.高，少，多B.低，少，少C.高，少，少D.低，多，多2、外循环空气带升式发酵罐的优点是无需__________。
A.空气过滤系统B.搅拌器C.空气喷嘴D.罐外上升管3、无论是种子罐或发酵罐，当培养基尚未进罐前对罐进行预先灭菌，我们称为空罐灭菌，此时对灭菌温度和灭菌时间的要求是____________________，只有这样才既合理经济，又能杀灭设备中各死角残存的杂菌或芽孢。
A.高温瞬时(133℃，15秒钟)B.同实罐灭菌一样(115℃，8-15分钟)C.高温长时(121℃，45分钟)D.间歇灭菌(100℃，30分钟，连灭三次) 4、味精厂等电罐在低温等电点操作时,罐中蛇管内可用________使罐内的等电点液降温。
A.冰盐水或氨B.自来水C.氨D.冷凝水5、以下可以用于杂交瘤细胞培养（生产单克隆抗体）的生物反应器有。
①笼式通气搅拌器②气升式细胞培养反应器③中空纤维细胞培养反应器④大载体细胞培养反应器A. ①、②B. ③、④C. ①、③、④D. ①、②、③、④6、通用式机械搅拌发酵罐中挡板的作用是_________。
A.提高醪液湍流程度，有利于传质B.增加发酵罐罐壁的机械强度C.防止泡沫产生D.防止醪液在罐内旋转而产生旋涡，提高罐的利用率7、培养基连续灭菌流程中选用管道维持器，应该使培养基在管道的流速达到______，才能保证先进先出。
A.过渡流B.层流C.活塞流D.湍流8、管道式光培养反应器最适合以下哪类细胞培养？A.酵母菌B.长春花细胞C.Hela细胞D.海藻细胞。
9、目前啤酒厂夹套式麦芽汁煮沸锅中常用的搅拌器为。
A.圆盘平直叶涡轮搅拌器B.螺旋浆式搅拌器C. 后弯曲的圆周曲面搅拌器D. 锚式搅拌器10、溶液在升膜式蒸发器加热管中出现爬膜的最重要条件是__________。
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。
大学课程《发酵工程设备》专业期末试题A卷及答案
《发酵工程设备》课程补考试卷（A）一、选择题: (每题1分，共5分)1、无菌空气在机械搅拌发酵罐生产中的主要作用是______。
A.给培养微生物提供氧气，并可促进菌体在培养基中不断混合B.主要起搅拌作用C.打碎泡沫，防止逃液D.防止产生涡流2、罐式连续蒸煮糖化设备中，为了使真空冷却器达到一定的真空度，除了________之外都可以选用。
A.真空泵B.蒸汽喷射泵C.水力喷射泵D.高压水泵3、空气过滤系统中旋风分离器的作用是______________。
A.分离油雾和水滴B.分离全部杂菌C.分离二氧化碳D.分离部分杂菌4、目前啤酒厂的圆筒锥底发酵罐内采用______________。
A.圆盘平直叶涡轮搅拌器B.螺旋浆式搅拌器C.无搅拌器D.锚式搅拌器5、管道式光培养反应器最适合______________细胞培养。
A.酵母菌B.长春花细胞C.Hela细胞D.海藻细胞。
二、判断题（对的打“√”，错的打“×”每题1分，共5分）1、辊式粉碎机主要利用冲击力将物料粉碎。
2、空气过滤系统中空气加热器的作用是杀灭杂菌。
3、生产操作过程中，始终要保持发酵罐内的罐压为正压。
4、弱碱性阳离子交换树脂交换能力不受溶液pH的影响。
5、立式结晶锅多采用螺旋式搅拌器。
三、填空题（共14空，每空1分，共14分）1、自吸式发酵罐的搅拌轴是从罐下方进罐的,因此应该用________轴封。
2、动物细胞培养时，悬浮培养适用于型动物细胞，贴壁培养适用于贴壁依赖型细胞。
除此之外还有一种培养对两类细胞都适用。
3、啤酒厂生产麦芽汁多采用四器组合，四器为、、和。
4、空气过滤除菌中常用的介质材料有__________ __ 、_____________、________________等。
5、啤酒发酵罐中发酵液的对流主要是依靠其中的作用,另外冷却操作时啤酒的变化也会引起罐的内容物的对流循环。
6、转鼓直径小，转速高,一般为15000r/min,分离因数大,可达50000,因此分离强度高,可用于液-液分离和微粒较小的悬浮液的澄清。
发酵工程期末复习题 八至十五章以及固态发酵
江南大学08级强化班发酵工程期末复习题sunriben2011/1/3第八章1，发酵过程的定义发酵过程即细胞的生物反应过程，是指由生长繁殖的细胞所引起的生物反应过程。
它不仅包括了以往“发酵”的全部领域，而且还包括固定化细胞的反应过程、生物法废水处理过程和细菌采矿等过程。
2，为何要研究发酵过程微生物发酵的生产水平不仅取决于生产菌种本身的性能，而且要赋以合适的环境条件才能使它的生产能力充分表达出来。
为此我们必须通过各种研究方法了解有关生产菌种对环境条件的要求，如培养基、培养温度、pH、氧的需求等，并深入地了解生产菌在合成产物过程中的代谢调控机制以及可能的代谢途径，为设计合理的生产工艺提供理论基础。
同时，为了掌握菌种在发酵过程中的代谢变化规律，可以通过各种监测手段如取样测定随时间变化的菌体浓度，糖、氮消耗及产物浓度，以及采用传感器测定发酵罐中的培养温度pH、溶解氧等参数的情况，并予以有效地控制，使生产菌种处于产物合成的优化环境之中。
3，发酵过程的主要控制参数主要分为哪三大类物理参数、化学参数、生物参数4，发酵过程中通常测定的参数有哪些温度、罐压、空气流量、搅拌转速、pH、溶氧、基质浓度、菌体浓度5，发酵过程中参数测定的方法有哪两种在线测定离线测定6，简述发酵过程的代谢变化规律。
为什么要了解这一规律。
定义：？代谢变化是反映发酵过程中菌体的生长，发酵参数（培养基，培养条件等）和产物形成速率三者间的关系。
原因：了解生产菌种在具有合适的培养基、pH、温度和通气搅拌等环境条件下对基质的利用、细胞的生长以及产物合成的代谢变化，有利于人们对生产的控制7，分批发酵、补料分批发酵和连续发酵的定义。
对这三种发酵方式进行比较。
分批发酵：•是指在一封闭系统内含有初始限量基质的发酵方式。
在这一过程中，除了氧气、消泡剂及控制pH的酸或碱外，不再加入任何其它物质。
发酵过程中培养基成分减少，微生物得到繁殖. 特点微生物所处的环境在发酵过程中不断变化，其物理，化学和生物参数都随时间而变化，是一个不稳定的过程。
发酵工程期末总复习
第一章概论1、生物工程（技术）、发酵工程的定义发酵工程：是发酵原理与工程学的结合，是研究由生物细胞（包括微生物、动植物细胞）参与的工艺过程的原理和科学，是研究利用生物材料生产有机物质，服务于人类的一门综合性科学技术。
生生物工程定义：应用自然科学和工程学的原理，依靠生物作用剂的作用将物料加工以提供产品或用于为社会服务的技术。
2、发酵方法分类？发酵的种类多种多样。
按获取能量的方式（对氧的需要）可分为：好氧发酵和厌氧发酵。
按发酵原料：糖质原料发酵和烃类原料(石油和天然气)发酵。
按产物类型：初级代谢产物发酵，次级代谢产物发酵；或分为食品发酵、有机酸发酵、氨基酸发酵、维生素发酵、抗生素发酵、酵母培养……3、发酵工业的工艺流程和范围？1、发酵工业生产流程主要包括以下环节：（1）原料预处理；（2）培养基配制和灭菌；（3）无菌空气的制备；（4）生物菌种制备和扩大培养；（5）发酵过程控制；（6）发酵产品的分离和提取。
2.1、以微生物细胞为产物的发酵工业2.2、以微生物代谢产物为产品的发酵工业2.3、以微生物酶为产品的发酵工业2.4、生物转化或修饰化合物的发酵工业2.5、微生物废水处理和其他4、生物反应过程的组成和共性？a、原料的预处理及培养基的制备b、生物催化剂的制备c、生物反应器及反应条件的选择d、产品的分离与纯化3.1、确定培养基的成分和比例，选择培养基的碳源、氮源、微量元素及生长因子等，并确定各组分含量及比例。
3.2、合理确定发酵或培养级数以及各级的培养条件、过程控制的参数和种子培养系统与生产过程合理配套；保证细胞正常生长和所需产物的形成，以最低的消耗获得最大的得率。
3.3、如何防止生产过程的杂菌和噬菌体污染，保证生产过程正常进行。
3.4、选择合适的产品提取、分离、纯化工艺，使之高效率、低成本地从细胞或培养液中得到所需产品。
5、举出三个发酵工业应用例子？（1）调味品和发酵食品：味精、肌苷酸、鸟苷酸和的酱、酱油、醋、豆豉、豆腐乳、饴糖、泡菜等。
发酵工程考试整理
发酵工程考试整理1. 引言发酵工程是研究微生物在繁殖、代谢和生物转化过程中的应用技术，广泛应用于食品工业、医药工业、化工工业等领域。
发酵工程考试是对学生在发酵工程学习中所掌握的理论知识、实践操作和问题解决能力的考察。
本文将对发酵工程考试内容进行整理，帮助同学们更好地复习和备考。
2. 理论知识2.1 发酵微生物•常见发酵微生物有酵母菌、乳酸菌、曲霉菌等。
其特点、分类、培养条件和应用需牢记。
•发酵微生物的生长曲线、生长速率和生长限制因素是发酵工程研究的重要内容。
•在发酵过程中，微生物会产生代谢产物，如乳酸、酒精、酸碱等，理解产物的生成途径和影响因素很重要。
2.2 发酵罐的设计和操作•发酵罐的设计包括体积、氧气传递、搅拌、温度、pH值等因素，掌握其设计原理和参数调控方法。
•掌握发酵罐的清洁和消毒操作，避免污染和细菌感染。
2.3 发酵工艺•主要发酵工艺包括批次发酵、连续发酵、半连续发酵等，了解各工艺的特点和优缺点。
•发酵工艺参数的确定是保证发酵过程顺利进行的重要步骤，涉及培养基的配方、气体供给、搅拌速度等因素。
3. 实验操作3.1 培养基的配制•掌握培养基中各成分的配比和消毒操作，保证培养基的质量。
•培养基的pH值的调节和测定是常见的实验操作，了解调节方法和相关仪器的使用。
3.2 各类发酵系统的操作•批次发酵系统的操作包括发酵罐的准备、培养基的接种、参数的调控等。
•连续发酵系统的操作需要了解进料和出料的流程控制和稳定性维护。
•半连续发酵系统的操作涉及在连续发酵的基础上，添加某些原料以实现特定产物的生产。
3.3 检测和分析技术•发酵过程中需要对微生物代谢产物进行定量分析，如pH值的测定、温度的测量等。
•常见的微生物代谢产物分析方法有高效液相色谱、气相色谱和质谱分析等，了解其原理和操作流程。
4. 问题解决和应用展望4.1 问题解决能力•发酵工程中会出现一些常见问题，如微生物感染、发酵罐温度控制失常等，能够快速定位问题并解决是考察的重点。
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。
发酵工程期末考试重点整理终极版
•发酵工程：以微生物、动植物细胞为生物作用剂进行工业化生产的工程，包括发酵工艺和发酵设备。
•主要研究内容：菌种选育与构建、大规模培养基和空气的灭菌、大规模细胞培养过程、细胞生长和产物形成动力学、生物反应器的优化设计和操作、发酵产品的分离纯化过程中的技术问题等。
•发酵工程原理：指导发酵产品研究与开发，发酵工厂设计与建设以及发酵生产实践的理论。
•初级代谢：是许多生物都具有的生物化学反应，蛋白质、核酸的合成等，均称为初级代谢。
•初级代谢产物：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，如氨基酸、多糖等。
•次级代谢：微生物以初级代谢产物为前提合成的对微生物本身的生命活动没有明确功能的物质的过程。
•自然选育：不经过人工处理，利用菌种的自然突变而进行菌种筛选的过程。
•杂交育种：将两个基因型不同的菌株经吻合使遗传物质重新组合，分离和筛选具有新性状的菌株。
•诱变育种：利用物理、化学等诱变剂处理均匀而分散的微生物细胞群，在促进其突变率显着提高的基础上，采用简便、高效的筛选方法，从中挑选出少数符合目的的突变株，以供科学实验或生产实践使用。
•原生质体融合育种：两个亲本的原生质体在高渗条件下混合，由聚乙二醇作为助融剂,使它们互相凝集，发生细胞融合，接着两个亲本基因组由接触到交换，从而实现遗传重组•前体：某些化合物加入发酵培养基中，能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物中去，而自身结构并没有明显变化，产物的产量却因前体的加入而有较大的提高。
•抑制剂：某些化合物可以抑制特定代谢途径的进行，使另一种代谢途径活跃，获得人们所需产物的积累。
如生产甘油加抑制剂亚硫酸钠，它与代谢过程中的乙醛生成加成物。
这样使乙醇代谢途径中的乙醛不能成为NADH还原型辅酶I)的受氢体，而使NAD2在细胞中积累，从而激活a -磷酸甘油脱氢酶的活性，使磷酸二羟基丙酮取代乙醛作为NADH勺受氢体而还原为a-磷酸甘油，其水解后即形成甘油。
•促进剂：指那些既不是营养物质又不是前体，但却能提高产量的添加剂，如加巴比妥盐能使利福霉素单位增加，并能使链霉菌推迟自溶，延长分泌期。
《发酵工程与设备》期末复习题
《发酵工程与设施》期末复习题1、工业发酵的发展经历了哪几个阶段？（ 6 个阶段）答 : ①自然发酵阶段；②纯培育技术的成立；③通气搅拌发酵技术的成立；④诱变技术与代谢控制发酵的成立；⑤开辟新的发酵原料时期；⑥基因工程阶段 ( 现代发酵工业新阶段 ) 。
2、发酵工程发展过程中的三个转折点什么？答 : 纯培育技术的成立是第一个转折点，通气搅拌发酵技术的成立是第二个转折点，代谢控制发酵技术的成立是第三个转折点。
3、依据不同样的分类原则，工业发酵可分为若干种类。
按发酵形式、发酵培育基的物理性状、按发酵工艺流程来、按发酵过程中对氧的不同样需求来划分，各有哪些？答 : ①发酵形式：细菌发酵、放线菌发酵、霉菌发酵、酵母发酵②发酵培育基的物理性状：固体发酵、液体发酵、半固体发酵③工艺流程：分批发酵、补料分批发酵、连续发酵④对氧的需求：厌氧发酵、好氧发酵、兼性厌氧发酵4、固体发酵、发酵热、通风比、罐压、临界氧浓度、前体、分批灭菌、种子罐级数、全挡板条件、接种龄、产物合成促使剂、连续灭菌、种子培育、、接种量、轴功率、洁净生产等见解。
固体发酵：又称固态发酵 , 是指微生物在湿的固体培育基上生长、生殖、代谢的发酵过程。
发酵热：习惯大将产生的热能减去消逝的热能所得的净热量称为发酵热。
通风比：罐压：临界氧浓度：各样微生物对发酵液中溶解氧浓度有一个最低要求，这一溶解氧浓度叫做临界氧浓度，以 C 浓度表示。
前体：指加入到发酵培育基中，能直接被微生物在生物合成过程中联合到产物分子中去，而其自己的构造并无多大变化，可是产物的产量却因加入前体而有较大的提升的一类化合物。
分批灭菌：将配制好的培育基输入发酵罐内，直接用蒸汽加热，达到灭菌要求的温度和压力后保持一准时间，再冷却至发酵要求的温度，这一工艺称为分批灭菌或实罐灭菌。
种子罐级数：制备种子需逐级扩大培育的次数全挡板条件：是指达到除去液面旋涡的最低条件，在必然转速下边增添罐内附件而轴功率仍保持不变。
发酵工艺及设备期末复习
《发酵工艺及设备》期末复习一、填空题1、现代生物技术包含、、、、五大主要工程技术体系？2、发酵菌种培养有哪六种基本类型和方法？3、厌氧固体发酵设备有：发酵室、发酵槽(池）、发酵缸。
4、厌氧液体发酵设备有哪些？5、好氧固体深层发酵设备：机械搅拌通风制曲池、旋转式固体深层发酵罐、传送带式固体深层发酵设备。
6、好氧液体深层通气菌种培养包括哪三个基本控制点?7、发酵过程产生泡沫的消除方法有哪些?8、常用空气除菌方法有：加热杀菌、辐射杀菌、静电吸附杀菌、介质过滤杀菌、化学杀菌.34、污水生物处理的优点有：效率高、效果好、适用范围广、成本低运行费用少、处理的水量大方法成熟35、污水生物处理的方法按微生物与氧的关系可分为：好氧处理与厌氧处理;按微生物在构筑物中的状态可分为：活性污泥法与生物膜法36、污水生物处理的作用机理是：吸附作用、生物氧化和细胞合成作用、絮凝体的形成与絮凝沉淀37、污水生物处理的类型有：推流式曝气处理、完全混合曝气、接触氧化稳定法、分段布水推流式活性污泥法、氧化沟（氧化塘）式活性污泥法.38、污水生物膜法类型有：生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、生物流化床39、氧化塘活性污泥法的类型有：厌氧塘、好氧塘、兼性塘和曝气塘40、污水的厌氧生物处理方法有:常规消化池或普通消化池、厌氧生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床反应器。
41、沼气发酵有：水解和发酵性细菌群、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌等五大微生物菌群参与活动。
42、人工制取沼气的基本条件是：、适宜的发酵原料、质优足量的菌种、严格的厌氧环境、适宜的发酵温度、适度的发酵浓度、适宜的酸碱度。
43、青贮饲料的分类：（1）高水分青贮、(2)低水分青贮、（3）特种青贮(添加剂青贮）。
44、微生物资源开发六大新领域:A 微生物食品、B 微生物饲料、C微生物肥料、D微生物农药、E微生物能源、F、微生物生态环境保护剂45、SCP生产的原料有：（1)从甲醇、乙醇、甲烷和多链烷烃等能源物质生产单细胞蛋白、（2）从纤维素、淀粉和糖类等可再生资源生产单细胞蛋白、（3）从甘薯、木薯以及马铃薯等淀粉质原料生产单细胞蛋白、（4）以糖蜜原料生产单细胞蛋白、(5）用纤维素类原料生产单细胞蛋白、（6)从造纸厂、酒精厂、味精厂、豆腐厂、酱油厂等的发酵废液生产单细胞蛋白(7）用玉米芯生产单细胞蛋白二、简答、论述题1、发酵过程的影响因素有哪些？温度、ph值、基质浓度如何控制？如何判断发酵终点? P150-174影响因素有：温度、ph值、溶解氧、基质浓度、泡沫、CO2浓度、空气量、设备管道消毒、杂菌、罐压等控制：温度—根据菌种特性、生长阶段及培养条件综合选择最适温度，控制手段：热交换。
发酵工厂设计课程期末复习资料
发酵工厂设计课程期末复习资料1. 发酵工厂设计课程：课程目标、教材内容、学习要点2. 发酵工厂原理及基本结构：发酵过程概述、发酵工厂系统组成3. 发酵装备类型、发酵工艺流程设计：发酵装备及其应用、发酵工艺过程设计及最佳产量选择4. 发酵工厂设计控制：电子数据处理、报警系统设计、故障诊断、发酵过程中的自动控制5. 发酵工厂设备选择：发酵装备选择、清洗及消毒工艺的设计6. 发酵工厂操作管理与维护：安全防护要求、操作管理、日常维护1、发酵工厂设计课程：课程目标、教材内容、学习要点发酵工厂设计课程的主要目标是让学生掌握发酵工厂的设计、制造、运行和管理方法，能够正确认识相关技术及设备并根据实际要求设计和改造发酵工厂。
学习过程中，学生们需要掌握发酵工厂设计的基本原理，包括发酵原理、发酵工厂结构和发酵工艺流程等；掌握发酵装备类型与发酵工艺流程设计，包括发酵装备的选择以及如何根据实际情况确定发酵工艺及最佳产量；掌握发酵工厂的控制，如电子数据处理、报警系统设计以及故障诊断、发酵过程中的自动控制；掌握发酵工厂设备的选择，如发酵装备的选择以及清洗消毒工艺的设计；最后，还要掌握发酵工厂的操作管理与维护，包括安全防护要求、操作管理、日常维护等。
2、发酵工厂原理及基本结构：发酵过程概述、发酵工厂系统组成发酵是一种利用微生物催化，将有机物质分解成有用的物质，或将混合有机物发展为新物质的生物学过程。
发酵过程分为微生物增殖、物质分解和产物分离几个阶段。
发酵工厂的系统组成主要包括酸碱调节系统、控制系统、脱气系统、温度控制系统、搅拌系统、储存系统、灌装系统、清洗系统等。
3、发酵装备类型、发酵工艺流程设计：发酵装备及其应用、发酵工艺过程设计及最佳产量选择发酵装备主要有发酵罐、抽提机、搅拌器、清洗设备、梳柱、滤池等。
发酵装备的装备能够帮助企业更好地实现发酵工艺的控制，保证发酵过程的质量和生产的效率。
发酵工艺的设计主要考虑发酵罐设计、抽提机设计、搅拌器设计和梳柱设计等问题。
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《发酵设备及工厂设计》期末复习要点一、发酵设备1、实罐灭菌 P4 P5 P7 定义 大罐搅拌轴功率配置注意点 操作过程 判断标准 升温阶段灭菌效应 灭菌过程热量计算例1-3A.实罐灭菌：将培养基配置在发酵罐里，用饱和蒸汽直接加热，以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，这种灭菌过程称作培养基实罐灭菌或称培养基分批灭菌（实消）。
B.大罐搅拌轴功率配置注意点一般发酵罐上的电机在无特殊要求时，都是按发酵罐通空气状态下的轴功率配置的，这类发酵罐若采用实罐灭菌工艺最佳的办法是采用变频调速电机，这样可以既保证实罐灭菌时物料需搅拌的要求，也能保证正常发酵过程搅拌功率的要求。
C.操作过程：Ⅰ—间接加热阶段,培养基由室温加热至80-90℃；Ⅱ—直接蒸汽加热阶段,培养基由80-90 121℃； Ⅲ—保温阶段，121℃；Ⅳ—冷却阶段，121℃ 培养温度 （见P5 图1-1、1-2） ①把配制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9，引入蒸汽进夹套预热培养基至75~90℃，保持夹套压强表的表压50~100kPa.③培养基预热到75~90℃后，开阀门1和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，排尽蒸汽管道里的冷凝水后，开阀门10，由出料管引入蒸汽进发酵罐。
⑥分别稍开阀门16、17、18，排出活蒸汽，调节进汽阀门和排汽阀门的开度使灌压保持在表压105kPa ，温度恒定在121℃，维持20~25min 。
⑦完成保温时间后，关一路排汽，再关一路进汽，最后三路排汽与三路进汽全部关闭。
⑧开阀门3和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。
注意点：凡与培养基接触的管道都要进整齐，凡不与培养基接触的管道都要排气D.质量评判标准：培养基灭菌后达到无菌要求；营养成分破坏少；培养基灭菌后体积与进料体积相符；泡沫少。
E.升温阶段灭菌效应实罐灭菌的发酵罐体积较大（60-100m 3）,这样培养基的加热升温阶段时间较长，为了不使培养基受热时间长，营养成分破坏过多，应该考虑加热升温阶段的灭菌效应。
反之，发酵罐体积在40m 3 以下可以不考虑。
F.*实罐灭菌传热及操作时间的计算：1.升温阶段传热及操作时间的计算（1）间接加热传热及操作时间的计算加热蒸汽用量 )'1()(12Q rt t C G S +-⋅= （Q'热损失为加热蒸汽用量的5%-15%） G ：培养基重量（kg ） C ：培养基比热（kJ/kg · ℃ or kcal/kg ℃ ） S ：蒸汽耗量（kg ） i ：蒸汽的热热焓量（ kJ/kg or kcal/kg ） r ：蒸汽的汽化潜热（ kJ/kg or kcal/kg ）t 1：开始加热时培养基的温度（℃）t 2：加热结束时培养基的温度（℃）加热时间的计算 21ln t t t t F K C G S S --⋅⋅=τ τ：加热所需的时间（h ） K ：加热过程中的平均传热系数（ kJ/m2·h ·℃ or kcal/m2·h ·℃ ）F ：夹套或盘管的传热面积（m 2） t S ：加热蒸汽温度（℃）(2)直接蒸汽加热传热及操作时间的计算加热蒸汽用量 )'1()(212Q C t i t t C G S S+⋅--⋅= （Q'热损失为5%-15%） 加热时间的计算 ]3600)(785.0[232221⋅⋅++⋅=S d d d v S ωτ d1、d2、d3：分别为各进气管直径（m ） ν：加热蒸汽比容（m3/kg ） ωS ：蒸汽在管内的流速（m/s ）2.保温阶段传热及操作时间的计算加热蒸汽用量 v P F S τ⋅=19.1 F ：蒸汽排出口的总面积（cm 2） τ：蒸汽排出的时间（min ） P ：罐内蒸汽的绝对压力（kg/m ·s 2）ν：加热蒸汽比容（m 3/kg ）加热蒸汽用量（根据经验估算） S ＝（30%~50%）·S （直接加热蒸汽用量）小于5m3发酵罐取50%，大于5m3发酵罐可取30%左右保温时间的计算 SN N K 0lg )303.2(⋅=τ 3.冷却阶段传热及操作时间的计算 冷却时间的计算 S f S S t t t t A A C W C G 212121ln )1(--⋅-⋅⋅=τ 21212t t t t e A S C W FK --==⋅⋅ τ：冷却所需时间（h ） W ： 冷却水的流量（kg/h ） C 1：培养基比热（ kJ/kg ℃ or kcal/kg ℃ ） C 2：冷却水比热（kcal/kg ℃ or kJ/kg ℃） t 1S ：培养基开始冷却时的温度（℃）t 1f ：培养基冷却结束时的温度（℃） t 2S ：冷却水进口温度（℃） t 1：培养基冷却过程中的任一温度（℃） t 2：培养基在t1温度时冷却水的出口温度（℃）2、连续灭菌 P10 P16 优点 流程设备 喷射加热器工作原理 维持管操作特点 冷却设备类型A.培养基的连续灭菌有以下优点：（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）灭菌时间短，发酵罐的利用率高（3）蒸汽负荷均衡，锅炉利用高（4）适用于自动控制（5）减低劳动强度（连消饱和蒸汽压强要求：≥0.5MPa ）B.流程设备培养基连续灭菌系统设备由配料罐（池）、送料泵、预热罐、连消泵、加热器、维持罐和冷却器7个关键设备组成（见P10 图1-3）流程：原材料在配料罐内配制成液体培养基，经送料泵至预热罐。
在预热罐内蛇管把培养基加热至75~90℃后，由连消泵连续打入加热器内，要求在20~30s 或更短的时间内将培养基加热至130~140℃。
维持设备起保温灭菌的作用，使加热后的培养基在维持设备中保温停留一段时间，以达到灭菌的目的。
培养基在完成灭菌后，要求快速冷却到发酵工艺规定的温度。
C.喷射加热器工作原理当被加热物料通过喷射式混合加热器的喷嘴时，压力降低，流速增加，在喷嘴的出口处形成低压区，蒸汽在此区域进入加热器内，与被加热物料进行混合，蒸汽在物料中凝结放热，汽、水之间进行能量、动量和质量的交换，然后进入混合室进一步均匀混合，最后进入扩压室使物料的流速降低，压力升高，完成加热物料的过程。
D.维持管操作特点在培养基连续灭菌工艺中维持设备起保温灭菌作用，使加热后的培养基在维持设备中保温停留一段时间，以达到灭菌目的。
要求该设备内物料返混要小，外壁要用保温材料进行保温，设计中实际停留时间应为理论灭菌保温时间乘上3-5倍。
培养基在管式维持器中的流速可取0.3-0.6m/s ，要保证培养基在管式维持器中流动处于活塞流状态。
E.冷却设备类型：真空冷却器（在真空下，水分立即汽化，使温度下降广泛应用于大型酒精发酵企业）、喷淋冷却器（底端进，上端出，放在通风场所）、螺旋板换热器（是大型工业化发酵企业节能，节水有效方法）。
3、压缩空气预处理 P20 P22 P27发酵用无菌空气质量指标 空气预处理目地 沿程冷却设计方案 除水过程计算例2-2、3、4设备流程及节点设备功能原理 总过滤器滤芯 分过滤器滤芯及过滤精度A.发酵用无菌空气质量指标：①压强：控制在0.2-0.35MPa②空气流量：根据发酵工厂或发酵车间的总体发酵罐容量来确定③温度：一般控制进发酵罐压缩空气的温度比发酵温度高出10℃④相对湿度：60%-70%⑤洁净度：通过除菌处理后压缩空气中含菌量降低到零或达到洁净度100级的洁净空气B.压缩空气预处理目的:保证总过滤器内的过滤介质干燥，不应因压缩空气中夹带的水滴、油滴受潮引起介质的结团变形而失效。
预处理包括：降温、除水、除油 、除尘C.沿程冷却设计方案：把原安置在空气压缩机车间旁的换热器搬迁到发酵车间周边，压缩机输出的高温压缩空气经大口径钢管的输送过程中沿程即向大气散发热量，到达换热器时接近1/3-1/2的热量即已发散，可使列管换热器的冷却水量大大减少。
D.除水过程计算 相对湿度：SW p p =ϕ （%）； x x p p S +⨯=622.0ϕ （%）； 空气中湿含量： S S p p p x ϕϕ-⨯=622.0 [kg/kg(水气/干空气)]； 空气中的水汽分压：xpx p W +=622.0 （Pa ）； P S ：与空气同温度的水的饱和蒸汽压，Pa ； P ：为空气的总压强，Pa 。
若空气的湿含量x 和温度t 不变，空气的压强愈大相对湿度ϕ也愈大，因此压缩空气在预处理过程中无相变，即X 1=X 2，下式成立： ))((212112p p p p S S ϕϕ= 式中ϕ1和ϕ2分别是压缩前后空气的相对湿度，%； p S1和p S2分别是对应压缩前后空气温度的饱和蒸汽压，Pa ； P 1、P 2分别是压缩前后空气的绝对压强，Pa 。
空气经过压缩其湿含量不变，温度大大提高，因而相对湿度就变小，当其冷却时，相对湿度会慢慢增大，直到冷却到露点，ϕ=100%，当ϕ>100%即有水析出。
E.设备流程及节点设备功能原理吸风塔→前置过滤器→空气压缩机→空气贮罐→第一冷却器→旋风分离器→第二冷却器→旋风分离器→丝网除沫器→空气加热器→总过滤器→进入车间发酵罐上空气过滤器前置过滤器：捕捉较大灰尘颗粒，防止压缩机手磨损，同时减轻总过滤器的负荷空气贮罐：①稳定压强消除空气脉动②让高温的空气在贮罐里停留一定时间，起到空气的部分杀菌作用③利用重力沉降作用分离部分油雾水滴分离器：出去水滴，防止空气中夹带水滴进入总过滤器，是过滤介质失效F.总过滤器滤芯：过滤介质采用涂层式过滤材料组装的滤芯，常用的滤芯是DMF(聚四氟乙烯聚合膜)或者DGF （玻璃纤维复合毡）。
分过滤器滤芯：（1）耐高温高分子膜材（聚偏氟乙烯微孔膜、硼硅酸涂氟微孔膜、聚四氟乙烯微孔膜等，过滤精度0.01um ）（2）金属烧结膜材（镍制微孔膜、不锈钢微孔膜等,过滤精度0.2um ）。
均为绝对过滤膜材。
4、发酵罐 P36 P39 P40 P41 P44定义及分类 公称容积/总体积 标准发酵罐结构 主要几何尺寸 结构件类型及其功能原理 全挡板条件 机械密封与应用 发酵热计算（平均温差计算）A.定义：通常将进行大规模悬浮培养微生物的反应器统称为发酵罐分类：按能量输入方式可分为：机械搅拌式、气升式、外部液体循环式B.公称容积/总体积公称容积：V 0=筒体容积+底封头容积=V c +V b46442220D D h D H D V b ⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅=πππ 322013.044D h D H D V b +⋅⋅+⋅⋅=∴ππ 3~7.1=D H ； 0.1~8.0=dB ； 31~21=D d ； 5.2~5.1=d S ； 121~81=D W ； 2~11=d S H ：发酵罐筒身高，m; D ：发酵罐内径，m; d ： 搅拌器直径，m; W ：挡板宽度，m H L ：液位高度，m; S ： 两搅拌器间距，m; S 1：上层搅拌器与液面间距，m; B ：下搅拌器距底间距，m总体积： 22215.04)]61(2[4D H D D h H D V b +≈++=ππ装料系数：75.0~6.00==V V L η (V L ——罐中实际装料量) C.标准发酵罐结构、结构件类型及其功能原理通用式发酵罐是密闭受压设备，主要部件有罐体、搅拌装置、消泡器、轴封、传动装置、传热装置、挡板、人孔、视镜、通气装置、进出料管、取样管等。