发酵试验复习题1.doc

1. pH电极校正一般采用两点校准法:选择两种标准缓冲液：一种是pH7标准缓冲液，第二种是pH9标准缓冲液或pH4标准缓冲液。先用pH6.86标准缓冲液对电计进行定位，再根据待测溶液的酸碱性选择第二种标准缓冲液。如果待测溶液呈酸性，则选用pH4标准缓冲液；如果待测溶液呈碱性，则选用pH9标准缓冲液。2. 溶氧电极的校正 将溶解氧电极用蒸馏水清洗后其放入5%的新鲜配制的亚硫酸钠溶液中进行标定满度标定把溶解氧电极从溶液中取出，用水冲洗干净，用滤纸小心吸干薄膜表面的水分，并放入盛有蒸馏水容器（如三角烧瓶、高脚烧杯中）靠近水面的空气上或者放入空气中，但电极表面不能沾上水滴。精确的方式为饱和水校正，但是空气校正方便比较普及。电极在饱和水进行满度校正和测量样品时，必须比较快速的摆动电极或样品溶液保持一定流速电极在空气校正满度时，电极周围应无明显气流3. 电极安装一般现场的工业在线ph酸碱度计安装方式主要有以下几种：1.侧壁安装； 2.顶部法兰式安装；3.管道安装；4.顶插式安装；5.沉入式安装； 6.流通式安装。 现在就沉入式安装，其电极护套管的制作，进行简单的介绍，希望对使用单位有些帮助。就市面上简单的PH电极而言，比如此款电极，此结构图如下：测量范围：0-14pH温度范围：0-80耐压：0.6MP安装尺寸：上下3/4NPT（1/2）管螺纹材质：PPS联接方式：低噪音电缆线直接引出 采用国际最先进的固体电介质和大面积聚四氟乙烯液接界。不易阻塞，维护方便，长距离的参比扩散途径，极大的延长了电极在恶劣环境中的使用寿命。 内置温度传感器(可根据用户要求选用Pt100,Pt1000或NAT) 内置温度使用范围广，内置温度传感器，可用于防爆区域 新型设计的玻璃球泡，增加了球泡面积，防止内缓冲液中干扰气泡的生成，使质量更加可靠采用PPS外壳，上下3/4NPT（1/2）管螺纹，安装方便。 电极采用优质低噪音电缆线，可使信号输出长度大于20米以上、无干扰。适用范围：医药、颜料染料、纸浆造纸、中间体、化肥、淀粉、污水处理、环保、电镀废水处理等行业。护套制作：1.选材，根据使用单位的现场使用工况，一般电极使用的材质为PVC管，管径大小可以参照上图电极其直径，若使用单位需要更可靠的材质管套，可以选择不锈钢等材质。2.测量现场池深，根据现场估算需要其护套管长度。3.根据电极所提供的螺纹尺寸，在护套管内，扯出相应的内螺纹出来，比如3/4或者1/2。4.将电极线缆从护套中穿出来，电极螺纹和护套螺纹对接上，拧上前做好防水，比如用生料带缠紧等。5.将电极护套固定在现场池壁或者相应的稳定处，护套上端线缆接线端子与仪表接好后做好护套上端防水防尘等工作4. 大罐接种 当发酵液降到适宜温度时将其接种到大型发酵罐中进行扩大培养。5. 小罐接种 在进样孔旁围上一圈脱脂棉，倒上酒精，点火对加样孔进行灭菌，灭菌后，由进样孔进行接种6. 大罐取样以及发酵过程如何对取样系统灭菌？ 每两小时取样一次，取样前要对相应管道进行灭菌，打开取样器的阀门，打开蒸汽进口阀，对管道灭菌15min，再冷却15min后方可取样。将出样旋钮旋上，打开取样器的阀门，用离心管或试管接样，冷却后放入冰箱，每12h镜检一次，48h后统一测OD值。7. 培养基灭菌操作升温阶段 开始灭菌时，应先放去夹套或蛇管中的冷水，开启排气管阀，通过空气管向发酵罐内的培养基通入蒸汽进行加热，同时，也可在夹套内通蒸汽进行间接加热。当培养基温度升到70左右时，从取样管和放料管向罐内通入蒸汽进一步加热，当温度升至120，罐压为1*105Pa(表压)时，打开接种、补料、消泡剂、酸、碱等管道阀门进行排汽，当然在保温过程中，应注意凡在培养基液面下的各种进口管道都应通入蒸汽，而在液面以上的其余各管道则应排放蒸汽，这样才能不留死角，从而保证灭菌彻底。8培养基灭菌操作保压阶段 当压力上升至所需压力时，控制电压以维持恒温，并开始计算灭菌时间，待时间达到要求（一般培养基和器皿灭菌控制在121，20min）后，停止加热9. 培养基灭菌操作降温阶段关汽：关闭各排汽，进汽阀门通水：向罐夹套或蛇管中通入冷却水降温送气：向罐内送入无菌空气，降温不降压。10.消空气过滤器作用：从气源出来的压缩空气中含有过量的水汽和油滴，同时还有固体杂质，如铁锈、沙粒、管道密封剂等，这些会损坏活塞密封环，堵塞元器件上的小排气孔，缩短元器件的使用寿命或使之失效。空气过滤器的作用就是将压缩空气中的液态水、液态油滴分离出来，并滤去空气中的灰尘和固体杂质，但不能除去气态的水和油。作用原理：直接拦截：空气中的尘埃粒子，随气流作惯性运动或无规则布朗运动或受某种场力的作用而移动，当微粒运动撞到其它物体，物体间存在的范德华力（是分子与分子、分子团与分子团之间的力）使微粒粘到纤维表面。惯性撞击：颗粒粉尘在气流中作惯性运动，当遇到排列杂乱的纤维时，气流改变方向，尘粒因惯性偏离方向，撞到纤维上而被粘结。粒子越大越容易撞击，效果越好。扩散拦截：小颗粒粉尘作无规则的布朗运动，被随机运动的气体分子碰撞的粉尘颗粒撞击到过滤介质上，并被吸附截留.11.何为三路进汽？如何操作？所谓发酵罐实罐灭菌的“三路进汽”就是在对培养基灭菌时，让蒸汽从通风口、出料口、取样口进入罐内直接加热，直到所规定的温度，并维持一定的时间，使培养基均匀翻腾，达到培养基灭菌之目的。操作：加料，打开蒸汽发生器的蒸汽输出阀门，打开发酵罐的蒸汽通路总阀和排料口的蒸汽阀，排尽管路中残存的冷凝水，等出料口只有水蒸汽冒出时，就说明冷凝水排尽，此时关闭排料口的蒸汽阀门，打开通入夹套中的蒸汽阀门，与排污阀，控制夹套中的压力，使其处于1.5MPa到2.0MPa左右，罐内的温度会迅速上升，等温度达到95时就可以关闭搅拌了，此时罐内的培养基已经沸腾无需搅拌，混合的效果已经很好，同时要开始控制罐顶端的排气阀，先全开，以排尽罐内的空气，然后适当关小此阀，使罐内的压力略大于大气压，实罐灭菌开始十分后，打开空气过滤器的蒸汽阀门和隔膜阀，对空气通路灭菌。12.随着发酵的进行，溶氧会降至设定值以下，请问可以采用哪些手段提高溶氧？（3种以上）1、改变通气速率（增大通风量）2、改变搅拌速度3、改变气体组成中的氧分压（富氧空气）4、改变发酵液的理化性质 （加入氧载体、在培养基中添加H2O2）5、补料方式及速率6、反应器型式7、改变罐压8、克隆透明颤菌血红蛋白基因13. 发酵过程需要维持pH值在稳定范围，请问本实验中pH值为何不会上升和下降的？你是如何控制pH值的？ 发酵过程监测pH值的电极，能连续测定并记录pH值的变化，将信号输人pH值控制器来指令加糖、加酸或加碱，使发酵液的pH值控制在预定的数值14.补料培养基的配制、补料瓶的安装、补料液灭菌及如何安装至罐上？（1）补料的原则在于控制微生物的中间代谢，使之向着有利于产物积累的方向发展。补料培养基在成分上可以与初始发酵培养基完全相同，也可以根据实际需要适当调整。（2）将补料瓶安装上呼吸过滤器，呼吸器用硫酸纸或铝铂纸包扎上，不用塞棉花，也不用夹子夹管。将补料瓶的输液胶管安装在对应蠕动泵上，松开补料口胶管夹头。15.开始对大罐通空气时，空气的流向及其通路系统的阀门依次如何操作？空气压缩机提供压缩空气，气体通过气体流量计，经过过滤器滤除菌后经通风管进入发酵罐；在发酵罐内空气与发酵液充分混合使氧溶解，发酵尾气首先需要通过过滤器除菌处理后从排气口排出。接种前，通入无菌气体使罐内保持正压环境，接种时首先关闭进气阀，以防止料液喷出；接种完毕后马上打开进气阀，发酵结束后将相应的控制单元关闭即关闭排气阀。注意的是通气暂停或终止时，需要把通气口空气过滤器下部管道扎紧，防止发酵液倒流。16.开始对大罐灭菌时，蒸汽的流向及其通路系统的阀门依次如何操作？1.在培养基灭菌之前，通常应先将与罐相连的分空气过滤器用蒸汽灭菌并用空气吹干。2.实罐灭菌时，先将输料管路内的污水放掉冲净，然后将配制好的培养基泵送至发酵罐（种子罐或料罐）内，同时开动搅拌器进行灭菌。3.灭菌前先将各排气阀打开，将蒸汽引入夹套或蛇管进行预热，待罐温升至8090，将排气阀逐渐关小。4.接着将蒸汽从进气口、排料口、取样口直接通入罐中，使罐温上升到118120，罐压维持在0.090.1Mpa（表压），并保持30min左右。凡进口在培养基液面以下的各管道及冲视镜管都应进汽；凡开口在液面之上者均应排汽。注意：各路进气要畅通，防止短路逆流，罐内液体翻动要激烈；各路排汽也要畅通，但排汽量不宜过大，以节约用气量。17.根据实验内容，将安装好的大罐的操作参数进行设置。温度：30PH：7.0溶氧：80%加碱速率：17.0毫升/分补料速率：17.0毫升/分消泡速率：17.0毫升/分补料周期：50秒补料脉冲：20 秒消泡延时：2秒18.大罐放料及清洗。 发酵罐的放料： 打开罐底的放料阀放料 发酵罐的清洗： a、温水冲洗罐体15分钟 b、碱性洗涤液循环清洗3.5小时，保证回流温度不低于62摄氏度。 c、清水冲洗罐体至回流水pH值呈中性。 d、酸性洗涤液循环清洗2.5小时，常温。 e、清水冲洗罐体至回流水PH值呈中性。19.如何在电脑上对发酵罐的参数进行监控？检测系统包括3个部分1. 测定元件：温度计、压力表、电流计、pH计直接测定发酵过程的各种参数，并输出信号。2. 控制部分：其主要功能是将测定元件测出的各种参数信号与预先确定值极性比较，并输出信号指令执行元件进行调整控制。3. 执行元件：它接受控制部分的指令，开启或关闭有关阀门、泵、开关等调节控制机构使有关参数达到预定位置。20. 在小罐谷氨酸发酵过程中，开始补料后，发现溶氧值上下波动很大，且出现溶氧最小值越来越低，最终溶氧接近0值，对发酵产生影响，请分析其原因并提出解决方法。 谷氨酸发酵需氧量较大，而且在谷氨酸生成期需要更大的的氧气。所以在补料后，谷氨酸生成期需加大氧气的供给，确保氧气量满足谷氨酸的生产。21.发酵过程中要防止染菌，因此需要避免死角产生，请针对大罐的管路举例说明防止死角产生的方法。1. 法兰连接的死角：垫圈内圆过大过小或者法兰不平2. 渣滓在罐底与用环式空气分布管所形成的死角3.不锈钢衬里的死角（存在裂缝）3. 接种管路的死角：蒸汽不流通（装设小放气阀）4. 压力表安装不合理（缓冲罐）22. 分析发酵过程泡沫的产生原因，并提出两种以上消除泡沫的方法。 在大多数微生物发酵过程中，由于培养基中有蛋白类表面活性剂存在，在通气条件下，培养液中就形成了泡沫。泡沫是气体被分解在少量液体中的胶体体系，气液之间被一层液膜隔开，彼此不相连通。形成的泡沫有两种类型：一种是发酵液液面上的泡沫，气相所占的比例特别大，与液体有较明显的界限，如发酵前期的泡沫；另一种是发酵液中的泡沫，又称流态泡沫，分散在发酵液中，比较稳定，与液体之间无明显的界限。消除方法：调整培养基中的成分(如少加或缓加易起泡的原材料