发酵工程设备复习重点.docVIP

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。 种子罐级数接种龄双种法倒种法实消连消 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。 影响种子质量的因素有哪些？ ①原材料质量，水质，培养基pH； 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。 连续灭菌的基本设备有哪些 ？ （1）配料预热罐 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泡沫 微生物反应器 微生物反应器设计的基本要求有哪些？ 机械搅拌通风发酵罐主要由哪些结构组成，其功能分别是什么？ （a）罐体 气升式发酵罐包括哪些类型，其工作原理是什么？ 简述自吸式发酵罐的充气原理。 搅拌器由罐底向上伸入的主轴带动。叶轮旋转时叶片不断排开周围的液体使其背侧形成真空，由导气管吸入罐外空气。吸入的空气与发酵液充分混合后在叶轮末端排出，并立即通过导轮向罐壁分散，经挡板折流涌向液面，均匀分布。 动物细胞培养反应器有哪几种形式，举出一个例子加以说明。 动物细胞微载体悬浮培养反应器比较植物、动物、微生物细胞的结构和生理特点。 10-100um 比微生物细胞大 10um 代谢调节方式 内部和激素 内部和激素 内部 营养要求 苛刻 宽松可利用多种底物 生长速率 倍增时间一般为12-60h 倍增时间一般为0.5-2h 机械强度 差，缺乏保护性细胞壁差 较好 环境适应性 好 描述植物细胞、动物细胞生物反应器的共性。各有何优缺点。 微生物均匀分布在培养体系中 发酵结束时，培养基是湿物料状态，产物浓度高 发酵结束时，培养基是液体状态，产物浓度低 使用浓缩的培养基和较小的固态发酵生物反应器，因此生产率高，而得率和生长率低 使用稀释的培养基和较大体积的生物反应器，因此生产率较低 高底物浓度可以产生高的产物浓度 高底物浓度产生非牛顿流体问题，需要补料系统 由于系统压力低，所需通气的压力低 由于需要克服液位差和气体从气相到液相的阻力，系统需要较高气源压力 颗粒内的混合难以实验，且微生物生长受营养扩散的限制 可实现有效混合，营养扩散通常不受限制 有效去除代谢热困难，易出现过热问题 高水含量使发酵温度控制容易，发酵设别庞大 发酵不均匀，菌体的生长、对营养物的吸收和代谢产物的分泌在各处都是不均匀 发酵均匀 由于缺乏有效在线测量手段，过程控制比较困难 许多在线传感器的成熟，可以实现发酵过程控制 由于产物高，提取工艺简单可控，因此没有大量有机废液产生，但提取物含有底物成分 需要去除大量有机物废液，分离设备的体积常很庞大，费用高，而产物纯化比较容易 一般可以使用固体原料，在发酵过程中，糖化与发酵过程同时进行，简化操作工序，节约能耗 一般发酵原料需要经过复杂的加工，能耗大 在需要大量供氧过程中，空气通过固体层的阻力较小，能耗少，固态发酵中固态颗粒提供的液体表面积比深层液态发酵中气泡提供的界面高得多 在好氧发酵中，需要克服静液层阻力才能将供氧的通过深的液层，消耗的能量大 固体培养基的水活度在0.99以下，适宜于水活度在0.93~0.98的微生物生长，限制了应用范围，同时也限制了某些杂菌的生长 适用于大多数微生物的生长 代谢热驱除比较困难，主要依靠通气蒸发冷却，已造成局部水分缺乏 代谢热驱除比较容易通过冷却水控制，不存在通气造成水分缺乏 固态发酵微环境利于微生物分化，特别是丝状真菌分化代谢 液态发酵环境抑制微生物分化代谢，不利于次生代谢产物产生 所需设备不完善，缺乏在线传感仪器，机械化程度低，产品不稳定，重复性差 所需设备完善，自动化程度高，技术比较成熟 模拟自然生长环境，使微生物保持与自然界相似的生长状态，微生物是在接近于自然状态下的生长，有可能产生一些通常液体发酵中不产生的酶和其他代谢产物，如霉菌毒素、分生孢子等 在人工液体培养基中均匀生长 动态固态反应器优缺点： 动态固态反应器优缺点 反应类型 优点 缺点 转鼓式 强化传热、传氧；自动化程度高；微生物生长均一；取样容易 机械部件多，易染菌；对菌丝体的损伤大；易导致固体培养及成团 搅动式 有利于传热、传氧、易于保持固体培养物的均一性；易于分散添加的营养盐等物质 对菌丝体的损伤大；易导致固体培养及成团；死角不可避免 流体床式 传氧、传热良好；在培养基内不会存在局部过