发酵工程作业
发酵工程作业
《发酵工程》作业第1次文献综述（字数要求：600—800字，注明文献）：发酵工程发展现状及趋势第2次1氮芥是一种化学诱变剂，由于氮芥极易挥发，通常使用它的盐酸盐。
甘氨酸在碳酸氢钠参与下具有解毒功能，请说明其原理并写出解毒化学反应式。
2 微生物选择性分离可分为哪五个步骤？3简述氨基酸产生菌初筛的基本操作。
4 诱变育种工作中应注意的问题有哪些？5 简述基因工程菌不稳定性的对策。
6原生质体融合技术中聚乙二醇的作用。
7 菌种采用真空冷冻干燥保藏时添加保护剂的作用。
第3次1 氨基酸发酵的代谢控制一般采用哪些措施？2如何控制柠檬酸发酵，使之大量积累？3说明酒精发酵过程中产生甘油的原因？第4次1某厂发酵生产60000单位/ml的青霉素G,需要多少苯乙酸前体？若苯乙酸前体单耗为：0.337（kg/10亿青霉素），请计算其实际转化率。
（注：1单位/ml的青霉素G相当于0.6微克/ml）2分别计算葡萄糖转化为酒精和青霉素的理论得率。
3 计算红霉素发酵过程中发酵单位为4000U/mL时，理论上需加入丙酸前体多少？(已知红霉素的相对分子质量为733，丙酸的相对分子质量为74)4 在发酵过程中，当发酵液pH值和氨氮含量都很低时，可通氨来调节pH值和补充氨氮。
试问工业生产中为何避免使用铜制的通氨设备？5在青霉素发酵过程中，对铁制发酵罐内壁的处理是涂生漆或耐热环氧树脂，为什么要进行这样的处理？第5次1某发酵罐，内装培养基40m3，在121℃下进行分批灭菌，设每毫升培养基中含耐热的芽孢为107个，不考虑升温阶段的灭菌作用，求理论灭菌时间？若采用连续灭菌，灭菌温度为131℃，此温度下的灭菌速度常数为0.25s-1，求灭菌保温时间？2某发酵罐，内装培养基40m3，在121℃下进行分批灭菌，设每毫升培养基中含耐热的芽孢为107个，已知升温阶段培养基从100℃升到121℃需要20min，考虑这一阶段的灭菌作用，求保温时间？3在121℃下，枯草杆菌FS5239的比死亡速度常数为0.050s-1，梭状芽孢杆菌PA3679的比死亡速度常数为0.030 s-1，嗜热脂肪芽孢杆菌FS1518和FS617的比死亡速度常数分别是0.013 s-1和0.048 s-1，请列出上述微生物在121℃热灭菌时的受热死亡容易程度顺序并分析原理。
发酵工程作业复习进程
发酵工程作业玉米酒精发酵工艺一、酒精发酵是在无氧条件下，微生物（如酵母菌）分解葡萄糖等有机物，产生酒精、二氧化碳等不彻底氧化产物,同时释放出少量能量的过程。
在高等植物中，存在酒精发酵和乳酸发酵,并习惯称之为无氧呼吸.二、机理酒精的发酵过程中，酵母菌进行的是属于厌气性发酵，进行着无氧呼吸，发生了复杂的生化反应。
从发酵工艺来讲，既有发酵醪中的淀粉、糊精被糖化酶作用，水解生成糖类物质的反应；又有发酵醪中的蛋白质在蛋白酶的作用下，水解生成小分子的蛋白胨、肽和各种氨基酸的反应。
这些水解产物，一部分被酵母细胞吸收合成菌体，另一部分则发酵生成了酒精和二氧化碳，还要产生副产物杂醇油、甘油等。
三、酒精发酵的生产流程特点在投产前必须先经过破碎处理。
目前在国内上有一部分产量较小的酒精厂，采用间歇蒸煮，原料不经粉碎，就直接将块状或粒状原料投入生产，但大部分中等规模以上的酒精厂，原料多经二次粉碎，然后进行高压连续蒸煮，有利原料的受热面加大，更有效地达到蒸煮的要求。
在高温高压过程中，引起原料细胞的组织破裂，使存在于细胞中的淀粉转化为可发酵性糖。
蒸煮温度由于原料的品种与规格不同而有差异，通常为130—150℃，但经过粉碎的原料，其蒸煮所须的温度较低，大约120—130℃。
高温处理除了使淀粉糊化，便于淀粉酶起糖化作用外，还可把附着的有害杂菌杀死。
根据发酵醪注入发酵罐的方式不同,可以将酒精发酵的方式分为间歇式、半连续式和连续式三种.(一)间歇式发酵法间歇式发酵法就是指全部发酵过程始终在一个发酵罐中进行.由于发酵罐容量和工艺操作不同,在间歇发酵工艺中,又可分为如下几种方法：1．一次加满法此法是将粉浆或糖化醪冷却到27-30℃后,接入糖化醪量10％的酒母,混合均匀后,经60～72小时发酵,即成熟.2．分次添加法生产时,先打入发酵罐容积三分之一糖化醪,接种发酵,隔2—3小时后,加第二次糖化醪,再隔2—3小时,加第三次糖化醪.如此,直至加到发酵罐容积的90％为止.从第一次加糖化醪直至加满发酵罐为止,其总时间不应超过l0小时.3．连续添加法此法适用于采用连续蒸煮、连续糖化的酒精生产工厂.先将一定量的酒母打入发酵罐,然后流加.一般从接种酵母后,应于6-8小时内将罐装满.4．分割主发酵醪法此法适用于卫生管理较好的酒精工厂,其无菌要求较高.将处于旺盛主发酵阶段的发酵醪分出1/3—1/2至第二罐,然后两罐同时补加新鲜糖化醪至满,继续发酵.(二)半连续发酵法半连续发酵是指在主发酵阶段采用连续发酵,而后发酵则采用间歇发酵的方式.在半连续发酵中,由于醪液的流加方式不同,又可分为两种：一种是将一组数个发酵罐连接起来,使前三个罐保持连续发酵状态.第三罐满后,流入第四罐.第四罐施加满后,则由第三罐改流至第五罐,依次类推.第四、五罐发酵结束后,送去蒸馏.洗刷罐体后再重复以上操作.第二种方法是由7—8个罐组成一组罐,各罐用管道从上部通入下-罐底部相串连.第一只罐加入1/3体积的酒母发酵,随后在保持主发酵状态下,流加糖化醪.满罐后,流入第二罐,第二罐醪液加至1/3容积时,糖化醪转流加至第二罐.第二罐加满后,流入第三罐,然后重复第二罐操作,直至末罐.最后从首罐至末罐逐个将发酵成熟醪蒸馏.（三）连续发酵1、连续发酵工艺由于具体操作方法的不同,连续发酵工艺可分为如下三种：(1)循环连续发酵法(2)多级连续发酵法(3)双流糖化和连续发酵2、连续发酵的优点(1)提高了设备利用率(2)提高了淀粉利用率(3)省去了酒母工段(4)便于实现自动化酒精发酵生产流程下面以博大生化公司玉米发酵制酒为例分析其（1）调控原理（2）调控指标（3）调控方法（4）异常生产现象及其处理方法。
《发酵工程的灭菌设备》 作业设计方案
《发酵工程的灭菌设备》作业设计方案一、作业目标1、让学生了解发酵工程中灭菌设备的类型和工作原理。
2、帮助学生掌握不同灭菌设备的特点和适用范围。
3、培养学生对灭菌设备的选择和使用能力，以及在实际操作中的安全意识。
二、作业内容（一）理论知识部分1、要求学生通过教材、网络等资源，学习发酵工程中常见灭菌设备的分类，包括但不限于湿热灭菌设备（如高压蒸汽灭菌锅）、干热灭菌设备（如烘箱）、过滤除菌设备（如过滤器）等。
2、掌握每种灭菌设备的工作原理，例如高压蒸汽灭菌锅是利用高温高压的蒸汽杀死微生物，烘箱则是通过高温使微生物的蛋白质变性而达到灭菌目的。
（二）实际应用部分1、给出一些具体的发酵场景和条件，让学生选择合适的灭菌设备，并阐述选择的理由。
2、假设学生需要对某一特定的发酵物料进行灭菌处理，要求学生制定详细的灭菌设备操作流程，包括设备的预热、装载物料、设置参数、运行、结束后的处理等环节。
（三）拓展思考部分1、引导学生思考灭菌设备在使用过程中可能出现的问题，如灭菌不彻底、设备故障等，并提出相应的解决措施。
2、让学生探讨灭菌设备的发展趋势，如智能化、高效化、节能化等，以及这些趋势对发酵工程产业的影响。
三、作业形式（一）书面作业1、学生完成一份关于灭菌设备的知识总结，包括设备的类型、原理、特点和适用范围，以加深对理论知识的理解和记忆。
2、提交一份灭菌设备选择和操作流程的设计报告，展示对实际应用的掌握能力。
（二）实践作业1、安排学生参观发酵工厂或实验室，观察实际使用的灭菌设备，并记录其型号、参数和运行情况。
2、学生分组进行简单的灭菌实验，使用小型灭菌设备对模拟物料进行灭菌处理，并记录实验结果和心得体会。
四、作业评价（一）评价标准1、理论知识的掌握程度（40%）：包括对灭菌设备分类、原理等基础知识的准确理解和表述。
2、实际应用能力（40%）：灭菌设备选择的合理性、操作流程的准确性和完整性。
3、拓展思考的深度和广度（20%）：对灭菌设备问题的分析和解决措施的有效性，对发展趋势的见解和思考的创新性。
《发酵工程及其应用》 作业设计方案
《发酵工程及其应用》作业设计方案一、作业目标1、让学生深入理解发酵工程的基本概念、原理和工艺流程。
2、帮助学生了解发酵工程在不同领域的应用实例，以及其对社会和经济发展的重要意义。
3、培养学生运用所学知识解决实际问题的能力，提高学生的创新思维和实践能力。
4、增强学生对生物技术领域的兴趣，激发学生进一步探索的热情。
二、作业内容（一）理论知识巩固1、名词解释要求学生准确解释发酵工程、微生物发酵、发酵培养基、发酵条件控制等重要名词。
2、简答题（1）简述发酵工程的基本流程，并说明每个步骤的主要作用。
（2）比较不同类型发酵罐的特点和适用范围。
（3）阐述发酵过程中温度、pH 值、溶氧等因素对发酵的影响及控制方法。
（二）应用案例分析1、选择几个典型的发酵工程应用领域，如食品发酵、医药发酵、生物能源发酵等，让学生分析具体的案例。
（1）要求学生描述案例中所使用的微生物种类、发酵工艺和产品特点。
（2）探讨该案例中所面临的技术挑战和解决方案。
2、给定一个实际的发酵生产问题，如发酵产物产量不高、质量不稳定等，让学生分析可能的原因，并提出改进措施。
（三）实验设计与实践1、设计一个简单的发酵实验方案要求学生选择一种感兴趣的发酵产品（如酸奶、米酒等），设计实验方案，包括实验目的、实验材料、实验步骤、预期结果等。
2、实践操作鼓励学生在家中或实验室进行所选发酵实验，并记录实验过程和结果。
（四）文献调研1、布置学生查阅相关文献，了解发酵工程领域的最新研究进展和前沿技术。
2、要求学生撰写一篇文献综述，总结所查阅文献的主要内容和观点，并提出自己的见解。
三、作业形式1、书面作业包括名词解释、简答题、案例分析、实验设计方案和文献综述等，以文字形式提交。
2、实践作业学生进行实验操作，并提交实验报告，包括实验过程的照片或视频、实验数据和结果分析。
3、小组讨论组织学生进行小组讨论，共同探讨复杂的发酵工程问题，每个小组提交一份讨论报告。
四、作业评价1、评价标准（1）理论知识的掌握程度：名词解释和简答题的回答是否准确、完整。
高中生物第1章发酵工程3发酵工程及其应用作业含解析选择性3
发酵工程及其应用(20分钟·70分）一、选择题(共7小题，每小题5分，共35分）1。
发酵罐内发酵时，一定要控制好发酵条件，下列说法错误的是（)A.对温度的控制可以通过发酵罐上的温度传感器和控制装置进行监测和调整B.若是谷氨酸发酵需要将pH调至酸性C.可以在培养基中添加缓冲液以维持发酵时pH的相对稳定D.对于需氧发酵通过调节通气量和搅拌速度控制溶氧量【解析】选B。
发酵过程对温度的控制是通过发酵罐上的温度传感器和控制装置完成的，A正确;谷氨酸发酵时,在中性或弱碱性条件会积累谷氨酸，在酸性条件下容易形成其他产物,因此应将pH调至中性或弱碱性,B错误。
维持pH稳定的方法是通过加料装置添加酸或碱进行调节，或者在培养基中添加pH缓冲液,C 正确；对溶解氧的控制是通过调节通气量和搅拌速度,D正确。
2.发酵工程与现代生物技术相结合,应用范围越来越广泛.下列关于发酵工程应用的描述错误的是(）A。
运用发酵工程生产的传统发酵食品，产量和质量都得到了明显的提高B。
大多数酶制剂都是通过发酵工程生产的C.发酵工程生产的单细胞蛋白可以用作微生物肥料D。
基因工程、蛋白质工程与发酵工程相结合大大降低了某些药物的生产成本【解析】选C。
发酵工程实现了规模化的生产，发酵过程对发酵条件严格控制，提高了产品的产量和质量,A正确;绝大多数酶制剂都是通过发酵工程生产的,B正确;单细胞蛋白可以用作微生物饲料，而不是微生物肥料,C错误;基因工程、蛋白质工程与发酵工程相结合提高了药物的产量，降低了药物的生产成本，D正确。
3.漆酶属于木质降解酶类，在环境修复、农业生产等领域有着广泛用途.如图是分离、纯化和保存漆酶菌株的过程，相关叙述正确的是 ()A.生活污水中含有大量微生物，是分离产漆酶菌株的首选样品B.筛选培养基中需要加入漆酶的底物，通过菌落特征挑出产漆酶的菌落C.在涂布平板上长出的菌落,再通过划线进一步计数D.斜面培养基中含有大量营养物质,可在常温下长期保存菌株【解析】选B。
发酵工程花式作业设计方案
发酵工程花式作业设计方案一、引言发酵工程是一门涉及生物学、化学工程学和环境工程学等多个领域知识的交叉学科，是利用微生物、酶或细胞等生物体在适宜的温度、pH和氧气供应条件下，在反应器中合成有用的化合物或产生能量的过程。
在当今社会，发酵工程已经被广泛应用于食品、医药、化工、生物能源等诸多领域，因此，发酵工程花式作业设计方案的编制对于培养学生动手能力和实际操作技能具有重要意义。
本文将围绕发酵工程花式作业设计方案展开阐述。
二、发酵工程花式作业设计方案的目的1. 帮助学生巩固和拓展课堂所学内容：发酵工程花式作业设计方案的编制应当围绕课堂学习的内容，帮助学生运用所学知识解决实际问题。
2. 培养学生的动手能力和实际操作技能：发酵工程花式作业设计方案应当有利于培养学生的动手能力和实际操作技能，使学生能够熟练掌握发酵工程实验技术。
3. 激发学生的创新意识和实践能力：发酵工程花式作业设计方案要求学生在实际操作中灵活运用所学知识，注重学生的创新意识和实践能力培养。
三、发酵工程花式作业设计方案的具体内容1. 选题与内容确定选题与内容确定是发酵工程花式作业设计方案编制的第一步。
应根据学生在发酵工程方面的基础知识水平和实际操作能力，确定适合的作业内容。
可根据课程要求或学生兴趣，选择适合的发酵工程实验课题，如酵母发酵制备啤酒、大豆发酵制备豆腐等。
2. 实验方案设计实验方案设计是发酵工程花式作业设计方案编制的重要环节。
在设计实验方案时,要充分考虑实验的可行性和实用性，确保实验内容贴近生活和实际应用，设计合理的实验步骤和操作流程，确保学生可以顺利完成实验。
3. 材料准备和设备调试材料准备和设备调试是发酵工程花式作业设计方案编制的关键环节。
在实验进行之前，应确保所需材料充足，并对实验所需设备进行调试和检查，保证实验的正常进行。
4. 实验操作和记录实验操作和记录是发酵工程花式作业设计方案的核心内容。
在实验实施过程中，学生应按照实验方案进行操作，注意实验过程中的安全和卫生，确保实验数据的准确性和可靠性，同时要做好实验记录。
《发酵工程》作业讲解2
• 2.连续灭菌与分批灭菌的比较 a) 分批灭菌
概念：将配制好的培养基输入发酵罐内，用直接蒸汽 加热，达到灭菌要求的温度和压力后维持一定时间， 再冷却至发酵要求的温度，这一工艺过程称分批灭菌 （实罐灭菌）
优点：设备要求低，操作简便 缺点：营养成份有损失 罐利用率低 不能采用高温快速灭菌工艺
b) 连续灭菌
• 严格控制无菌、无污染。
• 6、种子异常现象及其原因。
• ⑴菌种生长发育缓慢或过快：菌种老化、 培养基不合适、接种量少、染菌易过慢； 培养基含氮量高，接种量过大，菌体生长 快。
• ⑵菌丝结团：搅拌效果不佳、染菌、接种 量少
• ⑶菌丝粘壁：搅拌效果不佳
• 保证罐内为正压，避免因负压吸入空气造 成污染
• 4.易生孢子菌种和不易生孢子菌种扩大培 养工艺有何不同？
• 易生孢子菌种采用固体培养基培养孢子
• 不易生孢子菌种采用固体、液体培养基培 养菌丝体或菌体，常采用液体培养。
• 补：固体培养和液体培养的优缺点？
固体培养
• 优点
• （1）酶活力高。（因为菌丝体密度大） • （2）生产过程中无菌程度要求不是很严格。 • （3）对于固体培养，通常用于固体发酵，由于产物浓度
• 缺点：
• （1）无菌程度要求高，相对生产设备投资较大。 • （2）对于某些种类的发酵，液体培养因投资大、
生产密度大而难以实现。
•
• 5.影响种子质量的因素有那些，种子质量 如何控制？
• 培养基：培养基的成分要适合种子培养； 成分质量要稳定；尽可能与发酵培养基相 似；要严格控制培养基各成分的产地、品 种、加工方法和用量。
• 培养条件：选择合适温度；控制不同时期 通气量；培养条件要接近发酵条件
• 种龄：种龄过幼造成生长缓慢、发酵周期 长、泡沫多、菌丝结团；种龄过老造成生 产能力衰退；一般选生命力旺盛的对数生 长期
肇庆学院发酵工程作业题附答案电子版(2012年10级生技用)
第一章发酵:泛指培养生物细胞（含动、植物细胞和微生物）来制得产物的所有过程。
包括：1）厌氧培养的生产过程。
2）通气（有氧）培养的生产过程。
发酵工业:是指利用生物的生命活动产生的酶、无机或有机原料进行酶加工，以获得产品的工业。
发酵工程: 是指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的技术。
生物技术: 应用自然科学及工程学原理依靠生物催化剂的作用将物料进行加工以提供产品或用以为社会服务的技术发酵工业的范围：1、以微生物细胞为产物的发酵工业2、以微生物酶为产品的发酵工业3、以微生物代谢产物为产品的发酵工业4、生物转化或修饰化合物的发酵工业5、微生物特殊机能的利用第二章自然选育：在生产过程中，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诱变育种：利用各种被称为诱变剂的物理因素和化学试剂处理微生物细胞，提高基因突变频率，再通过适当的筛选方法获得所需要的高产优质菌种的育种方法航天育种：利用空间环境高真空、微重力和强辐射的特点，在宇宙射线辐射的作用下，使生物的遗传性状发生变异，从而选育出优良菌种杂交育种：指将两个基因型不同的菌株经吻合使遗传物质重新组合，从中分离和筛选具有新性状的菌株的方法原生质体融合：就是把两个亲本的细胞壁分别通过酶解作用加以瓦解，使菌体细胞在高渗环境中释放出只有原生质膜包裹着的球状体（称原生质体）。
两亲本的原生质体在高渗条件下使之混合，由聚乙二醇（PEG）作为助融剂，使它们互相凝聚，发生细胞融合，接着两亲本基因组由接触到交换，从而实现遗传重组。
DNA重组技术：是指按人的意志，将某一生物（或供体）的遗传信息在体外经人工与载体相接（重组），构成重组DNA分子，然后转入另一生物体（受体）细胞中，使被引入的外源DNA片段在后者内部得以表达和遗传1、什么是施加选择性压力分离法？2、试述从自然界中筛选工业微生物的步骤和方法。
步骤：调查研究，试验方案设计，标本采集，标本材料的预处理，富集培养，菌种初筛，菌种复筛，性能鉴定，菌种保藏方法：1）采样2）样品的预处理3）纯种分离4）生产性能的测定3、简述诱变育种的主要程序。
2020届高中生物一轮复习人教版 发酵工程作业含答案
2020届一轮复习人教版发酵工程作业1．做“微生物的分离与培养”实验时，下列叙述正确的是()A．高压灭菌加热结束时，打开放气阀使压力表指针回到零后，开启锅盖B．倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上C．为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落D．用记号笔标记培养皿中菌落时，应标记在皿底上解析：选D在高压灭菌的操作过程中，加热结束后应让灭菌锅内温度自然下降，待压力表的指针指到零时，打开放气阀，旋松螺栓，打开盖子。
倒平板时，用左手将培养皿打开一条稍大于瓶口的缝隙，而不是完全取下放到一边。
接种环经火焰灼烧灭菌后应在火焰旁冷却后，再用其挑取菌落。
在微生物的培养中，一般将培养皿倒置，在皿底上用记号笔做标记。
2．(2019·滨州模拟)微生物培养过程中，要十分重视无菌操作。
现代生物学实验中的许多方面也要进行无菌操作，防止杂菌污染。
请分析下列操作中错误的是()①煮沸消毒可以杀死微生物的营养细胞和部分芽孢②接种操作要在酒精灯火焰附近进行③无菌繁殖脱毒苗时，植物的外植体要进行消毒④家庭制作葡萄酒时要将容器和葡萄进行灭菌⑤培养基要进行高压蒸汽灭菌⑥加入培养基中的指示剂和染料不需要灭菌A．①③B．②④C．③⑤D．④⑥解析：选D无菌操作包括消毒和灭菌。
需进行消毒处理的有植物的外植体及操作人员的双手等，需进行灭菌的有器皿、培养基、添加剂(指示剂或染色剂)等。
煮沸可以杀死微生物的营养细胞和一部分芽孢，属于消毒；为防止空气中杂菌污染，接种操作要在酒精灯火焰附近进行；家庭制作葡萄酒时所利用的微生物是葡萄表面的酵母菌，故不能灭菌；培养基常进行高压蒸汽灭菌。
故④⑥操作错误。
3．(2019·乐山联考)下列关于有关传统发酵技术的叙述，正确的是()A．在果酒的制作过程中，应先去除葡萄的枝梗，再进行多次反复冲洗，这样才可以洗得彻底B．果酒、果醋的发酵装置中，充气口的作用是在发酵时连接充气泵进行充气，排气口的作用是在酒精发酵时排出二氧化碳C．豆腐上长满毛霉后，需加盐腌制8天左右，这样可以抑制微生物的生长，避免豆腐变质，又能使豆腐析出水分，使豆腐块变硬D．制作泡菜时要选火候好、无裂纹、无砂眼、盖子吻合好的坛子，需要加水密封，目的是隔绝空气，抑制细菌繁殖解析：选C在果酒的制作过程中，应先冲洗葡萄，然后再去除葡萄的枝梗，以避免除去枝梗时引起葡萄破损，增加被杂菌污染的机会；冲洗以洗去灰尘为目的，不能多次反复冲洗，以防洗去附着在葡萄皮上的野生型酵母菌。
《发酵工程及其应用》 作业设计方案
《发酵工程及其应用》作业设计方案一、作业目标1、让学生深入理解发酵工程的基本概念、原理和工艺流程。
2、培养学生分析和解决与发酵工程相关实际问题的能力。
3、引导学生关注发酵工程在工业、农业、医药等领域的广泛应用，并了解其对社会经济发展的重要意义。
二、作业内容（一）知识巩固1、简述发酵工程的定义和特点。
2、列举发酵工程所涉及的微生物种类，并分别说明其在发酵过程中的作用。
3、描述发酵工程的基本工艺流程，包括菌种选育、培养基制备、发酵培养、产物分离纯化等环节。
（二）案例分析1、以啤酒发酵为例，详细分析其发酵过程中所涉及的微生物、培养基成分、发酵条件控制以及产物的形成机制。
2、探讨抗生素生产中发酵工程的应用，包括菌种改良、发酵工艺优化以及质量控制等方面。
（三）应用拓展1、调查发酵工程在食品工业中的最新应用案例，如功能性食品的发酵生产，并撰写一篇报告，阐述其原理、工艺和市场前景。
2、研究发酵工程在环境保护领域的应用，如有机废弃物的生物处理，分析其优势和存在的问题。
（四）实验设计1、设计一个简单的微生物发酵实验，明确实验目的、实验材料、实验步骤和预期结果。
2、假设要利用发酵工程生产一种新型生物燃料，设计实验方案，包括菌种选择、发酵条件优化和产物检测方法。
三、作业形式（一）书面作业1、完成上述知识巩固部分的简答题和案例分析题，要求书写规范、逻辑清晰。
2、撰写应用拓展部分的报告和实验设计方案，报告字数不少于800 字，实验设计方案应包括详细的步骤和说明。
（二）小组作业1、将学生分成小组，每个小组选择一个发酵工程在某一领域的应用主题，进行深入研究和讨论，并制作一份 PPT 进行展示。
2、小组共同完成一个发酵实验，并记录实验过程和结果，撰写实验报告。
四、作业时间安排本次作业分为两周完成：第一周：1、布置作业，学生进行知识巩固部分的学习和答题。
2、学生分组并确定小组作业的主题。
第二周：1、学生完成应用拓展部分的作业和实验设计。
《发酵工程及其应用》 作业设计方案
《发酵工程及其应用》作业设计方案一、作业目标1、使学生深入理解发酵工程的基本原理和技术流程。
2、帮助学生了解发酵工程在不同领域的广泛应用。
3、培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。
4、激发学生对发酵工程领域的兴趣和创新思维。
二、作业内容（一）理论知识巩固1、发酵工程的定义、特点和发展历程。
要求学生简述发酵工程的定义，列举其主要特点，并概述发酵工程从起源到现代的发展历程。
2、发酵工程的基本原理。
解释微生物在发酵过程中的代谢机制，包括物质转化和能量利用。
阐述发酵过程中的微生物生长规律。
（二）工艺流程分析1、发酵培养基的制备。
让学生设计一种发酵培养基，包括碳源、氮源、无机盐和生长因子等成分，并说明选择每种成分的理由。
2、发酵条件的控制。
分析温度、pH 值、溶氧等因素对发酵过程的影响，提出合理的控制策略。
（三）应用案例研究1、食品工业中的发酵应用。
举例说明发酵在酿造酒、发酵乳制品、调味品等生产中的作用和工艺。
2、医药工业中的发酵应用。
介绍利用微生物发酵生产抗生素、维生素、疫苗等药物的过程和原理。
（四）实验设计与操作1、发酵实验方案设计。
要求学生设计一个简单的发酵实验，包括实验目的、实验材料、实验步骤和预期结果。
2、实验数据的记录与分析。
指导学生在实验过程中正确记录数据，并运用统计学方法对数据进行分析和处理。
（五）创新性思考1、发酵工程的未来发展趋势。
鼓励学生探讨发酵工程在新材料、新能源、环境保护等领域的潜在应用和发展方向。
2、解决当前发酵工程面临的问题。
引导学生思考如何提高发酵产物的产量和质量，降低生产成本，减少环境污染等问题，并提出自己的创新性解决方案。
三、作业形式1、书面作业完成理论知识的简答题、论述题和案例分析题。
提交实验设计方案和实验报告。
2、实践作业进行发酵实验操作，并录制实验过程的视频。
3、小组讨论组织学生分组讨论发酵工程的应用案例和创新性思考问题，形成小组报告。
四、作业评估1、评估标准知识掌握程度（40%）：对发酵工程基本原理、工艺流程和应用的理解和掌握。
《发酵工程及其应用》 作业设计方案
《发酵工程及其应用》作业设计方案一、作业目标通过本次作业，学生能够：1、深入理解发酵工程的基本概念、原理和主要过程。
2、熟悉发酵工程在不同领域的应用实例，包括食品、医药、化工等。
3、培养学生的资料收集、分析和综合运用知识的能力。
4、提高学生的科学思维和创新意识，激发对发酵工程领域的兴趣。
二、作业内容（一）知识巩固1、简述发酵工程的定义和特点。
要求：解释清楚发酵工程的概念，列举其与传统发酵方法的不同之处，以及发酵工程的优势。
2、描述发酵工程的基本流程。
包括菌种选育、培养基制备、发酵过程控制、产物分离提取等环节，每个环节都要简要说明其主要任务和操作要点。
（二）应用案例分析1、选择一种食品发酵产品，如酸奶、啤酒或酱油，详细分析其发酵生产过程。
包括所用菌种、发酵条件、工艺流程以及产品质量控制等方面。
2、探讨发酵工程在医药领域的应用，如抗生素的生产。
介绍一种常见抗生素的发酵生产方法，包括菌种来源、发酵工艺参数以及药物提取和纯化的步骤。
（三）实践操作1、设计一个简单的发酵实验方案。
例如，利用酵母发酵制作酒酿，要求写出实验目的、材料准备、实验步骤、预期结果和注意事项。
2、进行一次微生物发酵实验，并记录实验过程和结果。
可以选择酸奶发酵、泡菜制作等简单易行的实验，观察微生物的生长和代谢情况，分析实验结果与预期的差异。
（四）拓展研究1、调研发酵工程在环境保护方面的应用，如废水处理、生物修复等。
撰写一篇短文，阐述其原理、应用案例和发展前景。
2、了解发酵工程的最新研究进展和前沿技术。
查阅相关文献，总结一项最新的研究成果，并分析其对未来发酵工程发展的影响。
三、作业形式1、书面作业（1）完成知识巩固和应用案例分析部分的简答题和论述题，要求书写工整、逻辑清晰、语言准确。
（2）提交实践操作部分的实验方案和实验报告，实验报告应包括实验目的、方法、结果、讨论和结论等内容。
2、口头汇报选择拓展研究部分的一个主题，进行课堂口头汇报，展示自己的调研成果和思考。
发酵工程的应用(啤酒工业化生产)作业设计
《发酵工程的应用-啤酒的工业化生产流程》作业设计
一、判断对错(正确的打“√”，错误的打“×”)
1、在发酵工程中，可通过诱变育种、基因工程育种获得菌种( )
2、分离、提纯酵母菌发酵生产的单细胞蛋白，可采用过滤、沉淀等方法( )
3、在连续培养过程中补充的同种培养液和空气须先灭菌( )
4、乳酸菌可以代替酵母菌用于乙醇的生产( )
5、发酵罐中微生物的生长繁殖、代谢物的形成速度都与搅拌速度有关( )
二、填空
发酵法生产酒精后的废液(pH 4.3)含有大量有机物，可用于培养、获得白地霉菌体，生产高蛋白饲料。
培养、制取白地霉菌体的实验过程示意图如下。
请据图回答下列问题：
1、实验过程中培养白地霉的培养基是____________ 。
培养基定量分装前，先调节________ ，分装后用棉塞封瓶口，最后________处理。
2、图中①过程称为________ ，从甲到丁的培养过程是为了____________ 。
白地霉菌的代谢类型为____________ 。
3、为确定菌体产量，图中②操作之前，应先称量__________ 的质量。
过滤后需反复烘干称量，直至________。
所获菌体干重等于____________。
习题参考答案
（一）判断
1、√
2、√
3、√
4、×
5、√
（二）填空
1、废液上清液 pH 灭菌
2、接种增加白地霉菌的数量（扩大培养）异养需氧
3、滤纸质量基本不变质量不变时的质量与滤纸质量之差。
发酵工程作业
发酵工程作业11、再分批发酵过程中，按细胞生长与生产形成的关系，可分为哪几种类型，举例说明。
Ⅰ型：生长偶联产物生成——菌体生长、碳源利用和产物形成几乎在相同时间出现高峰。
产物形成直接与碳源利用有关。
Ⅱ型：生长与产物生成部分偶联——在生长开始后并无产物生成，在生长继续进行到某一阶段才有产物生成。
产物形成间接与碳源利用有关。
Ⅲ型：非生长偶联产物生成——在生长停止后才有产物生成。
产物形成与碳源利用无准量关系。
2、在单级连续发酵过程中，μ=D意味着什么？稳定状态，此时可通过稀释率调节比生长速率3、生物热的大小与哪些因素有关？答：生物热大小与如下因素有关：（1）生物热与发酵类型有关：微生物进行有氧呼吸产生的热比厌氧发酵产生的热多。
（2）培养过程中生物热的产生具有强烈的时间性，生物热的大小与呼吸作用强弱有关：a、在培养初期，菌体处于适应期，菌数少，呼吸作用缓慢，产生热量较少。
b、菌体在对数生长期时，菌体繁殖迅速，呼吸作用激烈，菌体也较多，所以产生的热量多，温度上升快，必须注意控制温度。
c、培养后期，菌体已基本上停止繁殖，主要靠菌体内的酶系进行代谢作用，产生热量不多，温度变化不大，且逐渐减弱。
（3）培养基营养越丰富，生物热也越大。
4、发酵过程中的温度的选择有哪些依据？根据菌种以及生长阶段选择、根据培养条件选择、根据菌生长情况、5、为了确定最佳的PH值，我们该如何实验？配置不同初始PH的培养基，考察发酵情况6、如何确定发酵罐中的溶氧以及发酵罐的KLa？基于极普原理的电流型测氧覆膜电极；平衡法KLa (Ca-cL)=Qo2X7、对于粘稠的发酵液应选择何种类型的消泡液？较稀的呢？GP的亲水性差，在发泡介质中的溶解度小，所以，用于是稀薄发酵液中要比用于粘稠发酵液中的效果好。
其抑泡性能比消泡性能好，适宜用于基础培养基中，以抑制泡沫的产生。
如用于链霉素的基础培养基中，抑泡效果明显，可全部代替食用油，也未发现不良影响，消泡效力一般相当于豆油的60～80倍。
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发酵工程作业玉米酒精发酵工艺一、酒精发酵是在无氧条件下，微生物（如酵母菌）分解葡萄糖等有机物，产生酒精、二氧化碳等不彻底氧化产物,同时释放出少量能量的过程。
在高等植物中，存在酒精发酵和乳酸发酵,并习惯称之为无氧呼吸.二、机理酒精的发酵过程中，酵母菌进行的是属于厌气性发酵，进行着无氧呼吸，发生了复杂的生化反应。
从发酵工艺来讲，既有发酵醪中的淀粉、糊精被糖化酶作用，水解生成糖类物质的反应；又有发酵醪中的蛋白质在蛋白酶的作用下，水解生成小分子的蛋白胨、肽和各种氨基酸的反应。
这些水解产物，一部分被酵母细胞吸收合成菌体，另一部分则发酵生成了酒精和二氧化碳，还要产生副产物杂醇油、甘油等。
三、酒精发酵的生产流程特点在投产前必须先经过破碎处理。
目前在国内上有一部分产量较小的酒精厂，采用间歇蒸煮，原料不经粉碎，就直接将块状或粒状原料投入生产，但大部分中等规模以上的酒精厂，原料多经二次粉碎，然后进行高压连续蒸煮，有利原料的受热面加大，更有效地达到蒸煮的要求。
在高温高压过程中，引起原料细胞的组织破裂，使存在于细胞中的淀粉转化为可发酵性糖。
蒸煮温度由于原料的品种与规格不同而有差异，通常为130—150℃，但经过粉碎的原料，其蒸煮所须的温度较低，大约120—130℃。
高温处理除了使淀粉糊化，便于淀粉酶起糖化作用外，还可把附着的有害杂菌杀死。
根据发酵醪注入发酵罐的方式不同,可以将酒精发酵的方式分为间歇式、半连续式和连续式三种.(一)间歇式发酵法间歇式发酵法就是指全部发酵过程始终在一个发酵罐中进行.由于发酵罐容量和工艺操作不同,在间歇发酵工艺中,又可分为如下几种方法：1．一次加满法此法是将粉浆或糖化醪冷却到27-30℃后,接入糖化醪量10％的酒母,混合均匀后,经60～72小时发酵,即成熟.2．分次添加法生产时,先打入发酵罐容积三分之一糖化醪,接种发酵,隔2—3小时后,加第二次糖化醪,再隔2—3小时,加第三次糖化醪.如此,直至加到发酵罐容积的90％为止.从第一次加糖化醪直至加满发酵罐为止,其总时间不应超过l0小时.3．连续添加法此法适用于采用连续蒸煮、连续糖化的酒精生产工厂.先将一定量的酒母打入发酵罐,然后流加.一般从接种酵母后,应于6-8小时内将罐装满.4．分割主发酵醪法此法适用于卫生管理较好的酒精工厂,其无菌要求较高.将处于旺盛主发酵阶段的发酵醪分出1/3—1/2至第二罐,然后两罐同时补加新鲜糖化醪至满,继续发酵.(二)半连续发酵法半连续发酵是指在主发酵阶段采用连续发酵,而后发酵则采用间歇发酵的方式.在半连续发酵中,由于醪液的流加方式不同,又可分为两种：一种是将一组数个发酵罐连接起来,使前三个罐保持连续发酵状态.第三罐满后,流入第四罐.第四罐施加满后,则由第三罐改流至第五罐,依次类推.第四、五罐发酵结束后,送去蒸馏.洗刷罐体后再重复以上操作.第二种方法是由7—8个罐组成一组罐,各罐用管道从上部通入下-罐底部相串连.第一只罐加入1/3体积的酒母发酵,随后在保持主发酵状态下,流加糖化醪.满罐后,流入第二罐,第二罐醪液加至1/3容积时,糖化醪转流加至第二罐.第二罐加满后,流入第三罐,然后重复第二罐操作,直至末罐.最后从首罐至末罐逐个将发酵成熟醪蒸馏.（三）连续发酵1、连续发酵工艺由于具体操作方法的不同,连续发酵工艺可分为如下三种：(1)循环连续发酵法(2)多级连续发酵法(3)双流糖化和连续发酵2、连续发酵的优点(1)提高了设备利用率(2)提高了淀粉利用率(3)省去了酒母工段(4)便于实现自动化酒精发酵生产流程下面以博大生化公司玉米发酵制酒为例分析其（1）调控原理（2）调控指标（3）调控方法（4）异常生产现象及其处理方法。
四、调控原理1、菌种博大生化公司使用发酵的菌种是安琪超酒，它是由酵母菌加上纤维素酶，酸性蛋白酶。
适合发酵法生产酒精和燃料乙醇。
具有繁殖能力强，发酵速度快，耐受高乙醇浓度等特点。
可以缩短发酵时间，实现高浓度酒精发酵。
适用原料：玉米、木薯、小麦等淀粉质原料。
安琪牌超级酿酒高活性干酵母是我国首创的最新生物技术产品。
该产品复水后立即恢复成正常细胞状态，具有耐酸、耐乙醇(17%v/v)、耐糖(60%葡萄糖)等特点。
产品特点1、乙醇耐受性：≤23%(v/v).2、耐温性：能够耐受82OF-108OF (28-42℃)，最适发酵温度为90OF-93OF (32-34℃)3、pH耐受性：，最适发酵、酒精发酵周期适当缩短：间歇发酵60-65小时，连续发酵55-60小时使用方法用量：按吨原料计：按吨乙醇计：高浓度乙醇≥12%v/v发酵使用方法：①酒母培养：在15oBx的醪液中加入规定用量的酵母，在培养过程中通风量逐渐增大。
满罐后，继续培养6至8小时，酒母罐控制温度32℃。
酒母成熟指标：酵母细胞数亿/毫升醪液，出芽率≥10%。
②进入发酵罐：添加10公斤硫铵和5公斤磷铵(以100m3醪液为例)。
其中木薯和小麦原料可以在酒母阶段适当添加其它营养盐。
PH值控制在，发酵温度控制在35±1℃，满罐时，酵母细胞数达到亿/毫升醪液。
乙醇浓度<12%v/v发酵使用方法：主发酵温度控制≤40℃，最佳发酵温度34-36℃。
2、酵母复水活化工艺（1）种子罐清洗：确保无死角。
（2）工艺水的处理：a、灭菌b、升温（30-40℃）（3）混合：将水与酵母混合，保持温度（30-40℃）（4）活化：a、供糖（连续过程）b、供水c、供氧（连续通气）d、供氮：保证酵母在早期时细胞内较多的氮，才能保证叫母后期的发酵能力。
（5）开车前，完成二号主发酵罐前所有设备清洗。
完成发酵风灭菌过滤器灭菌。
发酵风通过调整冷干机旁通阀门开度控制风温度，保持风温28-32℃。
打开回用水罐至混合输送机的所用阀门，向拌料罐加入25%底水，温度控制60℃启动搅拌器并加入2公斤液化酶。
启动混合输送机，以30t/h玉米粉投料，加入比约为1：（根据液化锤度调整），同时流加液化酶（加酶量的2/3）。
加氨水、碱将PH控制在，保证液化锤度控制16-180Bx，拌料罐温度控制在58-60℃。
当拌料罐液位到25%时，启动搅拌器。
当拌料罐满罐后溢流至预液化预液化罐R304，当液位达15%启动液化泵循环（变频开度不得低于55），并通蒸汽。
预液化温度控制在88-90℃，当液位达25%，启动搅拌器，当预液化罐液位达到50%时向后液化罐分料。
料液通过液化喷射器（启动一台喷射器）喷射到105-110℃。
后经蒸煮后熟器进入闪蒸罐闪蒸降温至90℃（根据酶种定参数）左右流入后液化罐A，同时启动液化酶泵向闪蒸下料口流加液化酶（加酶量的1/3）。
液位达25%时，启动搅拌器。
物料从后液化A#罐底部进入高位流出进B#罐，液位达25%时，启动搅拌器。
物料从后液化B#罐上部进入高位流出进调配罐，同时加酸调节PH值。
打开调配罐去糖化罐A所有阀门及液化换热器手动阀门向其供料，同时加入糖化酶。
温度控制60-62℃，加酸调整PH为，当糖化罐A液位到25%时，启动搅拌器，通过调整罐位将糖化率控制在40-50%左右。
糖化罐A液位达50%后，向预发酵罐同时分料保证糖化醪温度30-32℃，各罐流加量约为20m3/h。
当液位达到5-10%时将活化罐酵母（已复水活化完）分三次分别打入三个预发酵罐。
博大生化公司酵母活化具体操作如下：活化罐加入工艺水25-30%液位，通蒸汽并启动泵打循环。
当温度达到37℃时停蒸汽停泵，投入15箱干酵母（15箱安琪），静止活化20min 后全部打入预发酵A罐。
完成后重复上述操作打入预B，预C。
预发酵罐接入酵母后，进行培养，第1小时10m3/h进料，通风量100m3/h第2小时以10m3/h进料，第三小时流加20m3/h，第4小时加入30m3/h直至满罐，随着灌位的增加不断增加通风量至300 m3/h，保证1m3醪液每小时通风1m3当液位达到30%时从罐上人孔门加入营养盐（二铵、尿素各1袋），大约10小时。
液位达到85%后，再加入营养盐（二铵、尿素各1袋），镜检酵母，酵母数应在亿/ml，出芽率10%以上。
满罐后向主1分料50%，这时主1可连续进料40m3/h，主一跟据酵母耗糖情况控制糖化醪流加量。
预B，预C接入活化罐的酵母后操作同上。
首次开车三个罐同时培养，正常生产后，三个罐错开培养，保证二天重新培养一次。
五、调控指标与调控方法（1）液糖化控制参数一览表★—表示关健控制点（2）发酵控制参数一览表★—表示关键控制六、异常现象及处理七、博大生化公司酒精发酵的工艺流程发酵工艺流程简图蒸馏流程简图八、试车事故预案⑴液糖化工序换热器循环冷却水中断事故①液糖化工序换热器循环冷却水中断事故现象②经液化换热器的液化醪液仪表温度显示迅速升高③循环冷却水出水调节阀开度100%，且不发生变化。
④循环冷却水出水仪表温度显示迅速升高⑤蒸煮醪闪蒸压力迅速升高，温度迅速升高⑵液糖化工序换热器循环冷却水中断事故报告程序①岗位人员确认后报告班长，班长组织事故处理，并立即向本班调度汇报调度负责指挥事故处理，并向有关部门及人员汇报⑶液糖化工序换热器循环冷却水中断事故处理程序①立即停止向换热器进料，关闭循环冷却水自动阀，并报告调度，要求尽快恢复循环冷却水②在循环冷却水未恢复前，液糖化按正常停车处理为保持各罐的液位，手动关闭除循环管线上的所有阀门检查好各转动设备，做好启动前的检查准备工作如循环冷却水恢复后，液糖化工序即可重新开车⑷液糖化工序蒸汽中断事故①液糖化工序蒸汽中断事故现象②液化罐醪液、喷射器后仪表温度显示迅速降低③蒸汽仪表流量显示为零⑸液糖化工序蒸汽中断事故报告程序①岗位人员确认后报告班长②班长组织事故处理，并立即向调度汇报③调度负责指挥事故处理，并向有关部门及人员汇报⑹液糖化工序蒸汽中断事故处理程序①立即停止进料，关闭蒸汽管路自动阀，并报告调度，要求尽快恢复蒸汽②在蒸汽未恢复前，液糖化工序按正常停车处理，冲洗好管线③为保持各罐的液位，手动关闭除循环管线上的所有阀门④检查好各转动设备，做好启动前的检查准备工作⑤如蒸汽恢复后，液糖化工序即可重新开车⑺液糖化工序仪表风中断事故①所有罐液位发生异变，温度指标同时发生异变。
②所有气关阀开度100%，所有气开阀开度0%，且不发生变化。
③蒸汽出现中断。
④立即停止玉米粉和工艺水进拌料罐，每个罐停止向下罐进料，开启循环管线进行单罐或罐组的物料循环，一并报告调度，要求尽快恢复仪表风⑤在仪表风未恢复前，若短期可恢复，继续打循环，若长期则液糖化按正常停车处理⑥打循环时为保持各罐的液位，手动调节管线上的手动阀门；停车处理后要检查好各转动设备，做好启动前的检查准备工作⑦如仪表风恢复后，液糖化工序即可重新开车⑻液糖化工序电源中断事故①液糖化工序所有泵、搅拌器等用电设备同时停止运转②DCS控制屏幕用UPS供电，有报警，仪表失灵。