发酵工艺及设备期末复习

《发酵工艺及设备》期末复习一、填空题一、填空题1现代生物技术包含 、 、 、 、 五大主要工程技术体系？2、发酵菌种培育有哪六种根本类型和方法？。4、厌氧液体发酵设备有哪些？5、好氧固体深层发酵设备：。6、好氧液体深层通气菌种培育包括哪三个根本掌握点?7、发酵过程产生泡沫的消退方法有哪些?8、常用空气除菌方法有：加热杀菌、辐射杀菌、静电吸附杀菌、介质过滤杀菌、化学杀菌.9、微生物发酵培育〔过程〕方法主要有：分批培育、补料分批培育、连续培育、半连续培育四种。10、微生物生长一般可以分为：调整期、对数期、稳定期和衰亡期。11、发酵过程工艺掌握的主要化学参数：溶解氧、PH、核酸量等.12、发酵过程掌握的目的就是得到最大的比生产率和最大得率。13、菌种的分别和筛选一般分为：采样、富集、分别、目的菌筛选414、富集培育目的就是让目的菌在种群中占优势，使筛选变得可能。15、依据工业微生物对氧气的需求不同,培育法可分为好氧培育和厌氧培育两种.16、微生物的培育基依据生产用途主要分为：孢子、种子、发酵培育基。17、发酵产物精制常用离子交换法、色谱法、结晶法.一般大分子物质的精制依靠色谱分别,小分子物质的精制常用结晶操作。18、常用工业微生物可分为：细菌、酵母菌、霉菌、放线菌四大类.19、发酵过程工艺掌握的代谢参数中物理参数：温度、压力、搅拌转速、功率输入、流加数率和质量等20、发酵环境无菌的检测方法有:显微镜检查法、肉汤培育法、平板培育法、发酵过程的特别观看法21、染杂菌缘由：发酵工艺流程中的各环节漏洞和发酵过程治理不善两个方面.22、试验室中进展菌液发酵方式主要有四种：试管液体培育、浅层液体培育、摇瓶培育、台式发酵罐23、发酵高产菌种选育方法包括：自然选育、杂交育种、诱变育种、基因工程育种、原生质体融合24、发酵产物分别提取可分为:预处理、固液分别、初步纯化、精细纯化和成品加工等五个主要过程。25、发酵过程主要分析工程有:pH、排气氧、排气CO2和呼吸熵、糖含量、氨基氮和氨氮、磷含量、菌浓度和菌形态。26、微生物调整其代谢承受酶活性、酶合成量、细胞膜的透性。27、工业微生物菌种可以来自自然分别，也可以来自从微生物菌种保藏机构单位猎取。28、发酵工业上常用的糖类主要有葡萄糖、糖蜜。29、工业发酵方式依据所用菌种是单一或是多种可以分为单一纯种发酵和混合发酵。30、种子及发酵液进展无菌状况掌握常用的方法：显微镜检测法、酚红肉汤培育基法、平板画线培育法和发酵过程的特别观看法。31、我国白酒的分类方法多样，按香型分类白酒可分为五种，即酱香型酒，以茅台酒为代表；浓香型，以泸州特曲或五粮液为代表；芳香香型，以汾酒为代表；米香型,以桂林三花酒为代表；凤香型，以山西西凤酒为代表;.32、发酵产物提取浓缩有沉淀、吸附、膜分别、萃取四类方法。沉淀法依据参加沉淀剂不同又可分为: 法、 法、 法、 法、 法。吸附法可分为： 法、 法。四种膜分别法中: 法、 法、 法最重要。常用萃取方法有：溶剂萃取、双水相萃取、超临界流体萃取法、 .33、优良的乳酸菌具有： 、 、 、 、 五个特性.34、污水生物处理的优点有：效率高、效果好、适用范围广、本钱低运行费用少、处理的水量大方法成熟35;按微生物在构筑物中的状态可分为：活性污泥法与生物膜法36、污水生物处理的作用机理是：吸附作用、生物氧化和细胞合成作用、絮凝体的形成与絮凝沉淀37、污水生物处理的类型有：推流式曝气处理、完全混合曝气、接触氧化稳定法、分段布水推流式活性污泥法、氧化沟〔氧化塘〕式活性污泥法.38、污水生物膜法类型有：生物滤池、塔式生物滤池、生物转盘、生物接触氧化、生物流化床39、氧化塘活性污泥法的类型有：厌氧塘、好氧塘、兼性塘和曝气塘40、污水的厌氧生物处理方法有:常规消化池或一般消化池、厌氧生物滤池、厌氧接触法、上流式厌氧污泥床反响器。41、沼气发酵有：水解和发酵性细菌群、产氢产乙酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌等五大微生物菌群参与活动。4243〔〕(2〔3〕添加剂青贮。44、微生物资源开发六大领域:A微生物食品、B微生物饲料、C微生物肥料、D微生物农药、E微生物能源、F、微生物生态环境保护剂45、SCP1从甲醇、乙醇、甲烷和多链烷烃等能源物质生产单细胞蛋白〔〕〔3〕从甘薯、木薯以及马铃薯等淀粉质原料生产单细胞蛋白、二、简答、论述题(5〕用纤维素类原料生产单细胞蛋白〔6)从造纸厂、酒精厂、味精厂、豆腐厂、酱油厂等的发酵废液生产单细胞蛋白(7〕用玉米芯生产单细胞蛋白二、简答、论述题1、发酵过程的影响因素有哪些？温度、ph值、基质浓度如何掌握？如何推断发酵终点?P150-174影响因素有：温度、phCO2浓度、空气量、设备管道消毒、杂菌、罐压等掌握：温度—依据菌种特性、生长阶段及培育条件综合选择最适温度，掌握手段：热交换。ph值-依据菌种特性、发酵各阶段要求选择最适ph值，手段：加缓冲剂、弱酸碱、氨水、通风、变温等。基质浓度-依据菌体生长代谢、合成途径选择最适补料时机、方式。手段：中间流加补料、放料ph、外观、黏度、发酵类型、本钱构成、有无异常等综合考虑。2、连续式发酵及特点：p34—36微生物在近似恒定状态(恒定的基质浓度、恒定的产物浓度、恒定的pH、恒定菌体浓度、恒定的比生长速率〕下生长的发酵方式.优点：能维持低基质浓度；简化了发酵罐的屡次灭菌、清洗、出料，可以提高设备利用率和单位时间的产量；便于自动掌握;产品质量稳定.缺点:菌种发生变异的可能性较大；易污染要求严格的无菌条件;工艺掌握较分批发酵难度大;难以用于发酵次生代谢物的工业化生产。3，分批式发酵及特点:p31—32A、属于非稳态培育发酵法,发酵的环境条件〔温度、pH值、培育基成分、溶解氧、氧化复原电位等〕随微B、发酵动力学模型依据细胞生长和产物生成的关系可分为偶联型、非偶联型、混合型；依据基质消耗和产物生成的关系可分为类型Ⅰ、Ⅱ、ⅢC、一旦发生杂菌污染，简洁终止操作D、对原料组分的要求比较粗放E、很难承受掌握培育条件的方法供给生产力量4，膜生物反响器原理及特点：膜生物反响器是将细胞或微生物截留或存放在海绵体内，实现生物催化剂与反响溶液的即时分别的膜反响器2特点：①承受膜分别技术与发酵过程相结合，实现了发酵过程中生物催化剂与反响溶液的即时分别，解除了代谢产物对细胞生长的抑制作用，可进展细胞高密度培育和提高代谢物产率。②生物催化剂可重复使用，可承受固定化技术进展发酵.③生化条件温顺，也适用高分子膜。④可用于微生物发酵和动植物细胞培育，易实现连续发酵。①②③④5、目前补料分批发酵已成为发酵工业中最常见的一种生产方式，请论述发酵过程中补料掌握的目的，所补的物料包括哪些类型，补料的原则及掌握策略。目的：①解除基质过浓的抑制；②解除产物的反响抑制；③解除葡萄糖分解代谢阻遏效应物料类型:①补充微生物能源和碳源的需要；②补充菌体所需的氮源;③补充微量元素或无机盐.原则:必需选择恰当的反响掌握参数和补料速率.掌握策略：①大多数补料分批发酵均补加生长限制性基质；②以阅历数据或推测数据掌握流加；③以pH、尾气、溶氧、产物浓度等参数间接掌握流加；④以物料平衡方程，通过传感器在线测定的一些参数计算限制性基质的浓度，间接掌握流量；⑤用传感器直接测定限制性基质的浓度，直接掌握流加。6、简述等电沉淀的原理和优缺点原理:等电点沉淀法主要利用两性分子上的电中性时溶解度最低，而各种两性分子具有不同等电点而进展分别的一种方法。两性分子在处于等电点时的pH值，再加其他沉淀因素，则很易沉淀析出.优点：很多蛋白质的等电点都在偏酸性范围内,而无机酸通常价较廉,井且某些酸，如磷酸、盐酸和硫酸的应用能为蛋白质类食品所允许。同时，常可直接进展其他纯化操作，无需将剩余的酸除去。缺点：酸化时,易使蛋白质失活，这是由于蛋白质对低pH比较敏感。7、补料分批发酵及特点p338、简述双水相萃取技术原理及特点双水相系统是指某些高聚物之间或高聚物与无机盐之间在水中以适当的浓度溶解会形成互不相溶的两水相或多水相系统。通过溶质在双水相间的安排系数的差异而进展萃取的方法即为双水相萃取。特点：易于放大;双水相系统之间的传质过程和平衡过程快速，因此能耗较小,可以实现快速分别；易于进展连续化操作;相分别过程温顺,生化分子如酶不易受到破坏；选择性高、收率高；操作条件温顺。9、分别简述离心泵、盘磨机工作原理离心泵主要部件：1排出口；2泵壳；3叶轮;4吸入口；5底阀；6泵轴。原理:利用叶轮高速旋转时所产生的离心力输送液体。流体从叶轮获得动能以高流速流入泵壳，将动能转变为静压能排出，同时叶轮中心形成真空吸入的液体，从而实现连续输送。盘磨机主要部件:1、出料口；2、进料口；3、转动磨盘；4、固定磨盘〔反转磨盘)原理:利用研磨力和剪切力对物料进展粉碎。物料由进料口进入圆盘中心，在离心力的作用下从动盘和定盘缝隙中甩出，并受到圆盘的研磨和剪切作用而粉碎。10、简述啤酒发酵用大型露天圆柱锥型密封发酵罐的特点优点：加速发酵,C.C。T发酵和传统发酵相比，由于发酵基质〔麦汁)和酵母对流获得强化，可加速发酵.厂房投资节约、冷耗节约。C。C.T发酵可依靠CIP自动程序清洗消毒，工艺卫生更易得到保证。11、发酵产品的生产特点:①一般操作条件比较温顺;②以淀粉、糖蜜等为主，辅以少量有机、无机氮源为原料;③过程反响以生命体的自动调整方式进展；④能合成简单的化合物如酶、光学活性体等；⑤能进展一些特别反响，如官能团导入;酵母泥使用代数一般比传统低〔只能使用～6代11、发酵产品的生产特点:①一般操作条件比较温顺;②以淀粉、糖蜜等为主，辅以少量有机、无机氮源为原料;③过程反响以生命体的自动调整方式进展；④能合成简单的化合物如酶、光学活性体等；⑤能进展一些特别反响，如官能团导入;第3〔6页〕⑥生产产品的生物体本身也是产物，含有多种物质；⑥生产产品的生物体本身也是产物，含有多种物质；⑦生产过程中，需要防止杂菌污染；⑧菌种性能被转变，从而获得的反响性能或提高生产率。12、什么是种子扩大培育，其任务是什么？扁瓶或摇瓶及种子罐逐级扩大培育，最终获得肯定数量和质量的纯种过程。这些纯种培育物称为种子.②、种子扩大培育的任务：现代的发酵工业生产规模越来越大，每只发酵罐的容积有几十立方米甚至几百立方米，要使小小的微生物在几十小时的较短时间内，完成如此巨大的发酵转化任务，那就必需具备数量巨大的微生物细胞才行。13、超临界流体萃取的原理及特点p44;对非挥发性产品无溶剂残留；无毒无污染;对非挥发性产品无溶剂残留；无毒无污染.14、发酵染菌的缘由有哪些？p18615、污水活性污泥法处理的影响因素水中溶解氧〔DO)混合液溶解氧浓度过高,氧转移效率降低，铺张动力费用,还会引起絮凝体分散.DO2.0~4.0mg／LO2温度和pH一般认为活性污泥处理中的适宜温度为1～31>3的最适pH6。0~8。0之间。pH〈4.5，原生动物全部消逝,真菌将占优势，简洁产生膨胀现象。pH〉9.0,微生物的代谢速率也会受到影响3。养分盐浓度和平衡铁以及痕量的铜、锌、钻、铝等都是必要的。一般认为BOD:N：P100:5：14。食料微生物比：F/M污泥负荷：每日每千克混合液中的悬浮固体所能承受的BOD千克数,其单位是kgBOD／(kgMLSSd).污泥龄：指曝气池中微生物细胞的停留时间。有回流的活性污泥法，污泥龄就是曝气池全池污泥平均更一次所需要的时间。一般活性污泥法—般c5~15d，延时限气法c20~30d，高负荷活性污泥法c0。3～2.5d.有毒物质：无机物有重金属、硫化氢、卤族元素及其化合物；有机物有酚、醇、醛等。重金属及其盐类是蛋白质沉淀剂，其离子易与细胞蛋白质结合,使之变性.16、污水处理厂常见的污泥膨胀缘由有哪些？(1)〔2〕温度过高：夏秋季膨胀现象频繁。有时低水温也会有问题。(3)0。35kgBOD／(kgMLSSd〕就会膨胀。〔4〕废水中悬浮物低，低分子糖类多；〔5)有毒金属、硫化物等毒物流入.(1〕改进污水处理工艺推流式一般不简洁发生膨胀,完全混合法易发生膨胀，承受间歇式进水可抑制膨胀发生。活性污泥饥饿可抑制丝状菌的增长：菌胶团形成菌贮存力量高，丝状菌贮存力量低。(1〕改进污水处理工艺推流式一般不简洁发生膨胀,完全混合法易发生膨胀，承受间歇式进水可抑制膨胀发生。活性污泥饥饿可抑制丝状菌的增长：菌胶团形成菌贮存力量高，丝状菌贮存力量低。〔2)分析污泥膨胀缘由,转变运行条件4废水中含硫化物较高引起硫发菌繁衍造成的,预曝气氧化除去硫化物，降低了硫发菌的含量，可消退膨胀；提高溶氧浓度，溶氧〉21mg/LBOD0.2~0.3kg／(kg.MLSSd〕。〔3)投加絮凝剂〔三氯化铁5～50mg/L〕;铝盐〔按矾10~100mg/L)；高分子絮凝剂〔4〕投加氧化剂丝状细菌膨胀加氯气或加过氧化氢；有效氯浓度为10～20mg/L〔〉20mg/L〕；过氧化氢浓度为100～200mg/L18、氧化塘净化污水的原理①、表层好氧菌或兼性厌氧菌氧化分解有机物，释放出氮、磷和CO2。表层的藻类利用氮、磷和CO2，光合作用,释放出氧气。溶解氧又为好氧菌所利用，这样构成藻菌“共生“体系.②、塘下层和污泥层进展厌氧过程，形成CH4、CO2、NH3,和H2S，还有多种可溶性降解产物。19、沼气发酵微生物的作用机理①不产甲烷菌为产甲烷菌供给养分； ②不产甲烷菌为产甲烷菌制造适宜的厌氧环境；③不产甲烷菌为产甲烷菌去除有毒物质；④不产甲烷菌与产甲烷菌共同维持环境中适宜的酸碱度.20、饲用益生素的发酵菌种应具备哪些特点？①无病原性、无毒副作用、不与病原微生物产生杂交种②体内外生殖速度快，具有很强的竞争优势；③能在低pH④能产生乳酸、过氧化氢等肠道致病菌的抑制物；⑤加工后存活率高，混入饲料后室温下稳定性好；⑥能促进动物的生长发育.六个特点三、工艺题1、简述维生素C的两步法发酵生产原理，并画出两步发酵法工艺流程图第一步发酵菌种为生黑葡萄糖酸杆菌，在34℃发酵温度下,氧化D-山梨醇其次步发酵用混合菌:小菌为氧化葡萄糖酸杆菌,大菌为蜡状芽孢杆菌原理：以葡萄糖作为起始原料，经催化加氢制成D．山梨醇，经第一步醋杆菌深层发酵氧化制得收率很高的L-山梨糖，L—山梨糖经其次步细菌氧化，直接生成2一氧代古洛糖酸，再进展转化精制得到维生素C.2、简述食醋固态发酵法生产原理，并画出工艺流程图原料：糯米、大米、高粱、小麦、玉米、马铃薯、麸皮、米糠、废糖蜜等辅料：谷糠、小米壳、高粱壳等发酵用菌：①淀粉糖化菌：米曲霉、黄曲霉、宇佐美曲霉和甘薯曲霉等②酒精发酵微生物：酵母菌③醋酸发酵微生物:醋化醋杆菌、制醋杆菌、巴氏醋杆菌,先通过霉菌将淀粉糖化，再经过酵母菌发酵生成