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条件，如营养物质的浓度、产物的浓度、pH值以及微生物细胞的浓度、比生长速度等可以自始至终保持不变。

16. 简介固体、酵母和深层发酵用空气的除菌方法及设施？

（1）热杀菌：压缩机、空气冷却器；

（2）辐射杀菌；

（3）静电除菌：升压变压器、整流器；

（4）过滤除菌：过滤器、过滤介质。

17. 固体发酵与液体发酵的区别？

复习B

1．发酵过程中溶解氧的控制措施？（从供氧和需氧量方面考虑）

（1）供氧方面：提高氧气溶解的推动力；

（2）需氧方面：控制最适菌体浓度，使需要的溶解氧量小于供给的溶解氧量。

2．什么是分批发酵、补料分批发酵和连续发酵？

分批发酵是指生物反应器的间歇操作, 在发酵过程中,除了不断进行通气(好氧发酵)和为调节发酵液的pH而加入酸碱溶液外, 与外界没有其它物料交换。

补料分批发酵是指在微生物分批发酵中，以某种方式向培养系统中补加一定物料的培养技术。通过向培养系统中补充物料，可以使培养液中的底物浓度较长时间地保持在一定范围

内，即保证微生物的生长需要，又不造成不利影响，从而达到提高容量产率，产物浓度和得率的目的。连续发酵是指以一定的速度向培养系统内添加新鲜的培养基，同时以相同的速度流出培养液，从而使培养系统内培养的液量维持恒定，使微生物细胞能在近似恒定状态下生长的微生物培养方式。

3．由于基因工程菌具有自身特点，在进行微生物发酵工程时应注意考虑哪些因素？

（1）培养装置；

（2）培养基和高密度发酵；

（3）菌株和质粒的稳定性。

4．什么是高细胞浓度培养技术？高细胞浓度培养技术的原理是什么？进行高细胞浓度培养需要解决的关键问题？进行高细胞浓度培养常用的方法？

5．生物反应器的类型

（1）厌氧发酵：厌气发酵罐