发酵工程与设备习题答案.docx

第一章1．简述发酵工程的概念及其主要内容。发酵工程是生物技术的重要组成部分，是生物技术产业化的重要环节。它是应用生物学、化学和工程技术学的原理，大规模（工厂化）培养动植物和微生物细胞，生产生物量或产物的科学。发酵工程可分为上游工程、中游工程料应因地制宜，价格低廉；且性能稳定，资源丰富，便于采购运输，适合大规模储藏，能保证生产上的供应。④应能满足总体工艺的要求，如不影响通气、提取、纯化及废物处理等。
2．发酵过程中泡沫形成的原因是什么？有何危害？如何消除泡沫？
原因：与培养基的组分或微生物产生的一些因子有关，
主要是培养基中的蛋白质在气液界面
处形成稳定薄膜所致。泡沫会导致培养基中的细胞逃逸进而自溶，
释放出胞内蛋白，进一步
增加泡沫的稳定性。
危害：①导致发酵罐工作容积减小；②传质传热速率降低；
③干扰传感器使发酵过程的监控
失效；④空气过滤器受潮易污染杂菌；⑤发酵液逃逸导致产物损失。
消泡沫方法：①改用合成培养基，改进某些物理参数（如
pH、温度、通风和搅拌）；②利用
机械消泡器；③利用消泡剂（会降低传氧速率）。
？
①
种子培养基的糖分较少，氮源较多
②
种子培养基应和发酵培养基成分相近
③
对于连续发酵，种子培养基和发酵培养基应当相同
④
对抗生素发酵，种子培养基应含有充足的碳源和氮源
？
①
根据前人的经验和培养基成分确定一些必须考虑的问题，初步确定可能的培养基成分
②
通过单因子实验最终确定出最为适宜的培养基成分；
③
培养基成分确定后，剩下的问题就是各成分最适的浓度，
由于培养基成分很多，为减少
实验次数常采用一些合理的实验设计方法第四章
？在应用对数残留定律进行培养基灭菌工艺条件计算是灭菌度一般选多少？对数残留定律：培养基中的微生物受热的死亡速率与残存的微生物数量成正比，即通常生产中取培养基的灭菌要求即灭菌度为N=10-3个/罐

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kN
，又能减少营养物质的破坏。为什么？连续灭菌。高温短时，当灭菌温度上升时，微生物杀灭速度的上升，超过培养及成分的速度，根据这一理论，培养基灭菌采用高温短时间的方法，以减少营养成分的破碎，营养成分虽因温度增加，破坏也增加，但因灭菌温度大为缩短，总的破坏量因此减少。
？纤维介质过滤除菌起作用的是哪几个机理？①惯性作用；②扩散作用；③静电吸附；④拦截作用
1>惯性冲击（捕集）作用
2>拦截捕集作用
3>扩散作用
4>重力沉降作用5>静电吸引作用
℃，要求在40min
内对30m3的培养基进行灭菌,培养
基的原始污染度是105个菌/cm3,要求灭菌后
30m3培养基中只有一个菌，试计算灭菌时间应
为多长（℃下枯草杆菌芽孢比热死速率常数是
-1）。
解：根据对数残留定律

103/min，发酵周期
100h，%，原始空气含菌量为
5000个/m3，试计算过滤器过滤介质的厚度（选用直径为
16μm的棉花纤维，当空气的流
-1）。
第五章1．单细胞微生物分批培养过程分为哪几个时期？各个时期的比生长速率分别是多少？
细胞生长可分为迟滞期、加速期、对数生长期、减速期、稳定生长期和衰亡期
6个阶段。①
迟滞期，将少量的单细胞接种到一定体积的固定培养基中，
开始阶段细胞并不分裂，
细胞数
目不增加这一阶段称为迟滞期。②
.加速期，经过迟滞期后，细胞开始大量繁殖，进入一个
短暂的加速期并很快到达对数生长期。
③对数生长期，微生物经过迟滞期的调整后，
进入快
速生长阶段，使细胞数目和菌体质量的增长随培养时间成直线上升，
这一时期称为对数生长
期。④.减速期，分批培养中，微生物群体不会长时间保持指数增长这是由于营养物质的缺
乏代谢产物的积累，从而导致生长速率下降。
进入减速期⑤稳定生长期，
微生物在对数生长
后期，随着基质的消耗，即当限制性基质浓度
S=Ks时，基质则不能支持微生物的下一集细
胞分裂。⑥.衰亡期，稳定生长期后，随着基质的严重缺乏，代谢产物得更多积累，细胞的能量储备消耗完毕以及环境条件的恶劣变化使细胞生长进入衰亡期。、连续式培养与发酵、分批补液式培养与发酵？试比较三者