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生化工程整理
和生化工程复习资料
考试题型:
一、填空题20题×1’=20’(一题2空,每章1题)
二、名解题5题×3’=15’
三、问答题5题×7’=35’(作业,期中考)
四、计算题3题×10’=30’(1、2、3、8章)
第一章:
培养基灭菌
1、培养基的灭菌系:
指杀灭培养基中有生活能力的细菌营养体及其孢子,或除去培养基中的细菌营养体及其孢子。
灭菌:
是指采用强烈的理化因素使被处理物体内、外部的一切微生物永远丧失其生长、繁殖能力的措施。
消毒:
是指用理化方法消灭致病菌,即采取一定措施杀死被处理物体表面或内部存在的有害的病源菌。
相对热阻:
微生物在某一特定条件下的致死时间与另一微生物在相同条件下的致死时间之比。
热阻:
表征不同微生物对热抵抗能力强弱的指标。
是指微生物在某一特定条件(主要是温度和加热方式)下的致死时间。
2、液体培养基的热灭菌取决于杂菌孢子的热死灭动力学、反应器的形式和操作方法,还取决于培养基中有效成分受热破坏的可接受范围。
3、K——比热死速率常速,min-1Ln(
)=-Kt或N=
e
K除了取决于菌体的抗热性能,还明显地收灭菌温度T的影响。
K除了取决于菌体的种类及其存在形式之外,还是热力学温度T的函数。
4、
从式中可以看出:
1)活化能
的大小对K值有重大影响。
其他条件相同时,
愈高,K值愈低,热死速率愈慢。
2)不同菌的孢子的热死灭反应
可能各不相同,在相同T条件下灭菌,尚不能肯定
值低的孢子热死灭速率一定比
值高的快,因为K值并不唯一地取决于
,还与T有关。
3)对
两边取自然对数,得
(课本P3)
4)K是
和T的函数。
K对T的变化率与
有关。
5、培养基灭菌既要杀死杂菌的孢子,又要保存其中的有效成分。
6、对于周期长、成本高的发酵,常取灭菌后一罐培养基中残存的活菌孢子数N=10-3个(失败率),也就是说,灭菌103次,存活一个活菌孢子的机会为1次。
7、(期中考)芽孢的热阻特别高的原因:
①具有吡啶二羧酸,能增强对热抵抗力;②壁厚而且结构致密,热不易透过;③游离水分少,蛋白质含水量较营养细胞低。
在实际生产中,以相对热阻大的芽孢作为灭菌的依据。
8、根据返混程度的大小,有四种基本模型:
不存在返混的活塞流模型、全返混的连续式全混流模型、多级全混流反应器模型及扩散模型。
9、分批灭菌全过程包括升温、保温、降温三个阶段,其中升温和冷却阶段对杀灭细菌孢子的贡献很小,保温阶段的贡献最大。
分批灭菌的T-t过程曲线取决于加热的方式、换热面积的大小、传热系数的高低、换热介质的温度及培养基的重量等多种因素。
10、计算题2题:
P5P7+2补充题
补充
(1)现有一台11000L发酵罐,装料10000L,已知该发酵培养基中细菌芽孢数为105/ml,杂菌芽孢在120℃时灭菌死亡速度常数K值为1.8min-1,工艺上允许1000批灭菌后可存在一个活菌,求在120℃下灭菌时间t?
解:
N0=104×103×105=1012个/mLN=10-3个/mL
K=1.8min-1t=(1/K)ln(N0/N)=(1/1.8)ln(1012/10-3)=18min
补充
(2)有一发酵罐内装40m3培养基、在121℃温度下进行实罐灭菌。
原感染程度为每1mL有2×105个耐热细菌芽孢,121℃时灭菌速度常数为1.8min-1。
求灭菌失败机率为0.001时所需要的灭菌时间。
解:
11、(期中考)影响培养基灭菌的因素有哪些?
除了所污染杂菌的种类、数量、灭茵温度和时间外,培养基成分、pH值、培养基中颗粒、泡沫等对培养基灭菌有影响。
第二章:
空气除菌
1、无菌空气:
是指自然界的空气通过除菌处理使其含菌量降低到一个极限百分数的净化空气。
获得无菌空气的方法:
①利用加热、化学药剂或射线等,使空气中微生物细胞的蛋白质变性,以杀灭各种微生物。
②利用过滤介质及静电除尘补集空气中的灰尘和各种颗粒,以除去空气中的各种微生物
空气除菌方法:
①加热灭菌②辐射灭菌③化学灭菌④静电除尘⑤介质过滤。
静电除尘的原理:
静电除菌是利用静电引力来吸附带电粒子而达到除尘灭菌的目的。
悬浮于空气中的微生物,其孢子大多数带有不同的电荷,没有带电荷的微粒进入高压静电场时都会被电离成带电微粒。
但对于一些直径很小的微粒,它所带的电荷很小,当产生的引力等于或小于微粒布朗扩散运动的动量时,则微粒就不能被吸附而沉降、所以静电除尘灭菌对很小的微粒效率较低。
2、过滤介质的除菌效率取决于下述机制:
①直接截留②惯性冲击③布朗运动或扩散拦截④重力沉降⑤静电吸引。
3、直接截留:
细菌的质量小,紧随空气流的流线而前进,当空气流线中所夹带的微粒由于和纤维相接触而被捕集时称为直接截留。
4、K值的大小与空气流速,纤维的填充密度和直径、空气中的颗粒大小等因素有关。
(K—比热死速率常数,min-1)
5、比较理想的空气除菌流程应具有以下特点:
(考填空)
①高空采风:
吸气进口风管应设置在工厂的上风向,高度在20~30m处,以减少吸入空气的微生物含量。
②装设前过滤器:
在压缩机前安装中效前置过滤器,以保护空气压缩机和减轻总过滤器的负担。
③尽量选用无油润滑压缩机,以减少压缩后空气中的油雾污染。
④压缩机后采用冷却型的空气贮罐,可降低压缩后空气的温度,同时除去部分润滑油。
⑤采用冷却-旋风分离器,使油水分离较完全。
⑥采用除雾器,以除去空气中的雾滴。
⑦用蒸汽加热器将空气加热至约50℃,使空气的相对湿度低于60%,再进入总过滤器,以保证总过滤器维持干燥状态。
⑧空气经总过滤器除去大部分尘埃、颗粒与微生物后,进入每一个发酵罐的分过滤器。
分过滤器是由预过滤器和无菌膜过滤器组成。
通过分过滤器后再进入发酵罐。
这样空气的除菌程度可以达到99.99999%以上。
⑨空气除菌设备从总过滤器起均能采用蒸汽彻底灭菌,并且能够分段保压和灭菌,这样不需要经常用蒸汽对过滤器或整个空气过滤系统进行灭菌。
⑩空气过滤系统能够定期排油、排水,能检测各阶段的空气温度以及其净化程度,并且能够防止冷凝水倒流入总过滤器。
设备应尽量简单。
6、例题:
(1)一个发酵罐每分钟空气流量为10m3,空气在过滤器中的线速度为0.15m/s,这时过滤器的除菌效率K=153.5m-1,空气中的微生物浓度为200个/m3,发酵周期为100hr。
据此设计空气过滤器。
解:
N1=10×60×100×200=1.2×107(个)
过滤器出口空气中的含菌取0.001,则介质层的厚度为:
空气过滤器的直径为:
(2)若空流速因故变为0.03m/s,在此流速下,除菌常数变20.0m-1,这时,每分钟进入过滤器的微生物数为:
每分钟从过滤器出口流出的微生物数为:
在此操作条件下,介质层的厚度应为:
7、作业题:
一个发酵罐每分钟空气流量为9m3,空气在过滤器中的线速度为0.12m/s,这时过滤器的除菌效率K=145.5m-1,空气中的微生物浓度为180个/m3,发酵周期为96hr。
据此设计空气过滤器。
[答案参考上述例题
(1)]
解:
过滤前空气中的总颗粒数N1=9×60×96×180=9.3312×106(个)
过滤器出口空气中的含菌取N2=10-3=0.001,则滤层厚度为:
空气过滤器的直径为:
(期中考)试述哪些空气系统导致染菌,并对其如何防治?
第三章:
通气与搅拌
1、在25度常压下,纯水中的饱和溶解氧不超过8mg/L
2、发酵罐中的常用机械搅拌桨有径向流和轴向流两类形式。
径向流搅拌器分为:
①圆盘平直叶涡轮搅拌器②圆盘弯叶涡轮搅拌器③圆盘箭叶涡轮搅拌器④新型凹叶圆盘涡轮浆。
3、搅拌器的流型:
搅拌器在罐内照成液流的形式,这种形式不仅决定于搅拌器本身,还受罐内附件如挡板及其数目和安装位置的影响。
①罐内垂直搅拌器在无挡板时的搅拌流型②径向流涡轮搅拌器的搅拌流型③轴向流搅拌器的搅拌流型
4、搅拌功率不但决定于搅拌器的形式、转速、罐内附件及其间的尺寸比,还决定于被搅拌液体的物理特性。
=K
是一个无因次数,定义为功率准数Np。
Np表示机械搅拌器施于单位体积被搅拌液体的外力与单位体积被搅拌液体的惯性力之比。
5、课本P43例3-1:
某种细菌醪发酵罐的参数如下:
罐直径DT=1.8m;圆盘六弯叶涡轮直径D=0.60m,一只涡轮;罐内装4块挡板;搅拌器转速N=168r/min;通气流量Q=1.42m3/min(已换算为罐内状态的流量);罐压p=1.5×105Pa;醪液黏度μ=1.96×10-3N·s/m2;醪液密度ρ=1020kg/m3。
要求计算通气搅拌功率Pg。
解:
已知此细菌醪为牛顿型流体,先算出ReM,由Np~ReM图线查出Np,自Np算出P0,再从修正的Michel式算出Pg。
(1)计算ReM:
ReM=5.25×104
(2)由Np~ReM查Np:
Np=4.7
(3)计算P0:
P0=NpD5N3ρ=8.07kw
(4)计算Pg:
6、非牛顿型发酵醪的流变学特征:
P43
①牛顿型流体的流变特征线:
μ只是温度的函数,与流动状态无关。
剪应速率dω/dr增加,剪应力τ同倍数增加。
②拟塑性流体的流变特征线:
随剪应速率的升高,τ不成比例增加,μ是下降趋势。
即越搅越稀。
③彬汉塑性流体的流变特征线:
相邻两层流体间的剪应力τ如果不大于τy,液体层间的剪应速率=0,也就是不会产生相对流动,所以τy称为屈服剪应力,当τ>τy以后,彬汉塑性流体就和牛顿型流体具有相同的流变学特性。
④膨胀性流体的流变特征线:
它的粘度μ随流体间剪应速率的增加而增大。
7、双膜理论认为,气液两相间存在一个界面,界面两侧分别为呈层流状态的气膜和液膜;在气液界面上两相浓度相互平衡,界面上不存在传递阻力;气液两相的主流途径上各点的氧浓度不随时间而变化。
(双膜理论的基本前提(氧从气相到微生物细胞内部的传递可分为7个步骤):
①从气泡中的气相扩散通过气膜到气液界面;
②通过气液界面;
③从气液界面扩散通过气泡的液膜到液相主流;
④液相溶解氧的传送;
⑤从液相主流扩散通过包围细胞的液膜到达细胞表面;
⑥氧通过细胞壁;
⑦微生物细胞内氧的传送。
)
8、测量体积溶解氧系数KLa的方法有:
①亚硫酸钠氧化法②极谱法③氧的物料衡算法④溶解氧电解法等。
亚硫酸钠氧化法的原理:
用铜离子作为催化剂时,溶解到水中的氧能立即氧化其中的亚硫酸根离子,其氧化反应在较大范围内与亚硫酸根离子的浓度无关。
实际上氧分子一经溶入液相,立即就被还原掉。
这样的反应特性排除了氧化反应成为溶氧阻力的可能,因此,氧溶解于液体的速度就是控制此氧化反应的因素。
9、(期中考)提高KLa的途径:
(1)增加搅拌转速N,以提高Pg,可有效地提高KLa。
(2)增大通气量Q,以提高vs。
在原通气量较低时,提高Q可以显著提高KLa。
但当Q原本已经很高时,进一步提高Q,Pg将随之降低,其综合的效果将不会使KLa有明显提高,甚至可能降低,并有可能发生液泛。
(3)为了提高vVN,除了提高KLa之外,提高c*也是可行的方法之一。
通入纯氧或在可能的条件下适当提高罐内液面上部的背压以提高c*。
(4)丝状菌的繁殖导致发酵液黏度的上升和KLa的急剧下降。
过分地提高转速及通气速率可能导致菌丝体的机械破坏及液泛。
在此情况下可重复地放出一部分发酵液,补充新鲜灭菌的等体积培养基,这样可以使KLa有较大的回升。
在抗生素发酵中有这样的实例。
(5)向发酵液中添加少量的水不溶性的氧载体。
向发酵液中添加少量的水不溶性的、被称为氧载体的另一液体,氧在该相中具有比在水中高得多的溶解度。
氧溶入水相主流的途径有二:
气泡→水,气泡→氧载体→水主流。
只要氧载体选择适当,优化运作条件以增大第二条途径的贡献,就能明显地提高反应器的表观KLa。
10、导致KLa下降的原因:
①在亚硫酸盐水溶液中加入1.35%的死菌体时,溶氧系数就降低了50%;
②进一步试验表明,黑曲霉菌丝体浓度对KLα的影响非常显著,尤其是当黑曲霉菌丝体的浓度达到2%(干重)时,KLa的降低是非常惊人的。
③某些带些过程中可能产生表面活性物质,如蛋白质之类,或者水中添加表面活性剂等,这些物质被相间界面所吸附,导致液体表面张力降低,气泡的直径变小,使单位体积中的相间界面a增大;但表面活性物质在相间界面上聚集超过一定浓度时,能使液膜传质系数KL剧烈下降。
鼓泡通气条件下,水中添加硫酸月桂基钠(SLS)10mg/L,KLa下降45%左右,在涡轮搅拌罐中添加SLS4mg/L,KLa净增15%。
④当对数生长长期到来时,菌体的好养速率大增,将导致原有供氧、耗氧平衡的破坏,有可能使液内溶解氧降低到临界浓度以下;加消泡剂或补料也可能导致KLa下降。
第四章:
发酵罐的比拟放大
1、生物反应器的放大:
是指将实验室研究设备中的优化培养或发酵结果转移到工业规模的生物反应器中加以重演的技术。
经验比拟放大法:
是一种在解决主要矛盾的基础上,协调解决放大后原有的次要矛盾可能被激化问题的方法。
(比拟放大准则:
以KLa(或Kd)为基准的比拟放大;以P0/V相等为准则的比拟放大;比拟放大的其他校核基准——恒周线速度、恒混合时间、搅拌液流速度压头(H)、搅拌液流循环量(Q)以及Q/H比值、CO2毒性校核。
)
2、在P0/V相等的条件下,D/DT比愈小,N就愈大,造成的剪切速率也愈大,这有利于菌丝团的破碎和气泡的分散及传氧速率的加快,也有利于代谢产物的向外扩散,这对于产物抑制的发酵可能有重要意义。
3、混合时间tm:
是把少量具有与搅拌罐内的液体相同物性的液体注入搅拌罐内,两者达到分子水平的均匀混合所需要的时间。
4、搅拌液流速度压头(H)正比于涡轮周线速度的平方:
H∝(N·D)2
搅拌液流循环量Q正比于涡轮的旋转面积及周线速度:
Q∝(π·N·D)(π/4·D2)∝N·D3
H愈大,液体的湍动程度愈高,剪切率愈大,有利于菌丝团及气泡的分散,有利于传质。
Q愈大,液体的循环愈快,有利于混合和缩短混合时间。
(5、对于原型罐:
同样,对于放大罐:
然后再决定Vs,计算出P0和Pg)
6、计算题P66例1.P68例2
7、(期中考)在发酵过程中,影响耗氧的因素有哪些?
8、(期中考)将发酵罐进行放大时,必须测试其哪几个重要方面?
第五章:
固定化酶、固定化细胞
1、酶的固定化:
将酶和菌体与不溶性载体结合的过程。
固定化酶:
在一定空间内呈闭锁状态存在的酶,能连续进行反应,反应后的酶可回收重复使用。
2、将酶、细胞的固定化方法分为:
①载体结合法②交联法③包埋法④其他方法。
载体结合法中,根据结合的形式,可分为共价结合法,离子结合法,物理吸附法等三种。
包埋法分为格子型和微胶囊型两种。
3、对于固定化细胞,按微生物在固定化后的生长状态可分为固定化死细胞、固定化活细胞、固定化增殖细胞等三类。
4、固定化酶、细胞的性质进行固定化后发生什么改变?
①固定化后的活性:
酶经固定化后,活力降低。
细胞固定化后,一般酶活力不下降。
细胞内酶受细胞膜、壁的保护。
②稳定性:
酶或细胞被固定化后,由于载体的存在,酶分子的结构或细胞被约束,对外部恶劣环境的敏感性下降,使其稳定性增加(对热、对各种化学试剂等)。
而且有时稳定性增加的幅度比较大。
③催化特征:
a.底物专一性:
当底物为大分子时,酶或细胞对底物专一性下降;当底物为小分子时,酶或细胞对底物专一性变化不大。
b.反应的最适pH:
依固定化载体与酶分子、细胞上所分布电荷的相互作用不同而异。
有的变化,有的不变化,有的向pH小的方向移动,有的向pH大的方向移动。
c.反应的最适温度:
固定化酶、细胞的最适温度往往升高,升高的幅度不同,2~15℃不等。
d.动力学常数:
固定化酶的表观Km(app)与游离酶的Km相比。
有些不变,有的变化很大。
e.最大反应速度:
固定化酶、细胞的反应速度Vmax一般不变化。
5、酶、细胞经固定化后投入应用,技术特点:
1.连续、稳定地生产;
2.获得的产物纯度高,质量好;
3.生产的副产物少;
4.易实现自控;
5.固定化酶或细胞可重复使用,减少了浪费;
6.反应的动力学常数、反应的最佳pH和反应温度有可能按意愿经固定化予以调整;
7.能大大提高酶、细胞的比生产能力。
6、抑制剂与活性剂的影响(原理,特点,米氏常数Km怎么改变?
)
①竞争性效应(Vm不变,Km变大):
改变I的浓度,斜率改变,vm不变。
I为活性剂,浓度增加,斜率增大;I为抑制剂,则相反。
②非竞争性效应(Vm变小,Km不变):
改变I的浓度,斜率改变,Km不变。
I为抑制剂,浓度增加,斜率增大;I为活化剂,则相反。
③竞争性和非竞争性效应(Vm、Km变小)。
7、传质系数KL与物质的扩散系数De成正比,与传质阻力临界膜厚度△y成反比:
KL=De/△y。
De取决于传质物质的性质,与流体的物理性质和流体状态有关。
8、从动力学形式上可将理想反应器分为以下三种类型:
①间歇式全混流反应器(BSTR);②连续式全混流反应器(CSTR);③平推流反应器(PFR)。
9、固定化酶、固定化的细胞的操作稳定性
在使用期间,固定化酶、固定化的细胞活力下降的主要原因如下:
1.酶变性、细胞自消化
2.吸附抑制剂物
3.染菌
4.酶、细胞流失
5.载体崩解
6.流动紊乱
7.操作失活等
9、(作业题):
固定化酶、固定化的细胞具有哪些优缺点?
答:
(1)固定化酶的优点:
1极易将固定化酶与底物、产物分开;产物溶液中没有酶的残留,简化了提纯工艺;
2可以在较长时间内反复使用,有利于工艺的连续化、管道化;
3酶反应过程可以严格控制,有利于工艺自动化和微电脑化;
4在绝大多数情况下提高了酶的稳定性;
5比水溶性酶更能适应于多酶反应;
6酶的使用效率提高,产物得率提高,产品质量有保障,成本低。
缺点:
①酶固定化时酶的活力有所损失,同时也增加了固定化的成本,使工厂开始投资大。
②比较适应水溶性底物和小分子底物。
③与完整细胞比较,不适应多酶反应,特别是需要辅因子的反应;同时对胞内酶需径分离后,才能固定化。
(2)固定化细胞的优点:
①分离简单,为多酶系统,无须辅因子再生。
②细胞生长快,而且多,反应快。
③可以连续发酵,节约了成本,而且在蒸馏和提取前不用分离细胞,能使发酵液的排出和细胞的培养同时进行,降低了产物抑制和消耗。
④保持酶在细胞内的自然状态,酶的稳定,对污染因子的抵抗力增强。
缺点:
①保持菌体的完整,防止菌体自溶,否则,将影响产品纯度。
②防止目标酶的分解,和抑制胞内其他酶的活性防止副产物的形成。
②细胞膜、细胞壁会阻碍底物渗透和扩散。
10、(期中考)固定化的原则和方法?
固定化原则:
酶催化作用依靠它的高级结构及活性中心。
固定化时,活性中心的必需基团应避免参加反应;避免高温、强碱、有机溶剂以及高浓度盐的处理,保护靠氢键、离子键、疏水键等弱键维系的酶蛋白质的高级结构。
尽可能在温和条件下进行固定化反应。
固定化方法:
载体结合法;交联法;包埋法;其他方法;
固定化方法与载体的选择依据:
⑴固定化酶应用的安全性;⑵固定化酶在操作中的稳定性;
⑶固定化的成本;
11、(期中考)影响固定化酶反应动力学的因素有哪些?
1.酶分子构相的改变和载体屏障效应
2.微环境效应—分配效应
3.扩散阻力
4.外扩散及对酶反应动力学的影响
5.内扩散及对酶反应动力学的影响
第六章:
典型发酵过程动力学及模型
1、根据达到稳定状态的方式不同,搅拌罐连续反应器CSTR又可分为恒化器和恒浊器两种类型。
恒化器:
指具有恒定化学环境的反应器,恒化指明了操作的稳定状态特征。
恒浊器:
一种根据培养器内微生物的生长密度,并借光电系统来控制培养液流速,以取得菌体密度高、生长速率恒定的微生物细胞的连续培养器。
2、细胞的生长过程包括五个阶段:
延滞期、指数生长期、减速期、静止期和衰亡期。
延滞期的长短与菌种的菌龄和接种量有关,年轻的种子延滞期短,年龄老的种子延滞期长。
3、根据发酵过程中物料的加入和排出的方式的不同,发酵可以分为分批发酵、连续发酵和补料分批发酵。
4、(作业题)分批培养、连续发酵和补料分批发酵有哪些特点、优缺点?
分批发酵是在反应器中加入培养基进行灭菌后,接入菌种,在维持适合细胞生长和产物生成的条件下进行细胞培养,反应过程中除需要通入一定量的无菌空气、消泡剂和酸碱外,一般不再加入培养基和培养物,也不取出代谢产物,只有当发酵过程进行达到一定程度之后,才全部将培养液放出进行后处理。
特点:
反应物料一次性加入,维持一定的反应条件让其封闭进行,直到产物或细胞生成量达到一定要求后才一次性放出;反应器内物系组成随时间而变化,属于非稳态过程。
优点:
①操作简单:
对温度的要求低,工艺操作简单。
②操作引起染菌的概率低:
比较容易解决杂菌污染和杂菌退化等问题。
③不会产生菌种老化和变异等问题:
对营养物的利用效率较高,产物浓度也比连续发酵要高。
缺点:
①人力、物力、动力消耗较大。
②生产周期较长,由于分批发酵时菌体有一定的生长规律,都要经历延滞期、稳定期和衰亡期,而且每批发酵都要经菌种扩大发酵、设备冲洗、灭菌等阶段。
③生产效率低,生产上常以体积生产率(以每小时每升发酵物中代谢产物的g数来表示)来计算效率,在分批发酵过程中,必须计算全过程的生产效率,即时间不仅包括发酵时间,而且也包括放料、洗罐、加料、灭菌等时间。
补料分批培养是介于分批培养与连续培养之间,在发酵的过程中连续或间歇的补加一种或一种以上特定限制性底物。
优点:
①可以解除底物的抑制、产物的反馈抑制和分解代谢物阻遏作用。
当代谢产物收率或其生产效率明显地受某种底物组分浓度影响(如用醋酸、甲醇、苯酚等作为发酵基组分而存在底物浓度的抑制)时,采用补料分批技术比分批发酵有利。
②可以减少菌体生长量,提高有用产物的转化率。
③菌种的变异及杂菌污染问题易控制。
④便于自动控制化。
缺点:
①用于反馈控制的附属设备比较贵。
②在没有反馈控制的系统中,料液的添加程序是预先固定的。
当微生物的生长方式(即菌体生长)随时间变化的情况与预想到的不一致时,不能进行有效的调节。
③要求操作者具有较高的操作技能。
连续发酵过程指以一定的速度向反应器中流加培养基,同时以相同的速度排出培养液,因而反应器内的液量维持恒定
优点:
①微生物细胞的生长速度、代谢活性处于恒定状态,能够达到稳定高速培养微生物或产生大量代谢产物的目的。
②反应器的生产效率高,劳动成本低,产品质量稳定。
③设备的体积可以减少,操作时间短,总的操作管理方便,便于自动化控制。
缺点:
①开放式操作导致容易发生染菌。
②反应器中有些细胞得不到更新,容易发生退化变异。
③对设备的合理性和加料设备的精确性要求甚高。
④营养成分的利用较分批发酵差,产物浓度比分批发酵低。
第七章:
发酵过程参数的在线测量及仪表
1、控制:
一般是将环境因素调节到最适条件,使其利于细胞生长或产物的生成。
传感器:
是指能够将非电量转换为电量的器件,它实质上是一种功能块。
准确度:
是指测量值和真实值之间的差异。
精度:
是指在相同的检测条件下,重复使用同一传感器时获得相同结果的统计概率。
分辨率:
是指检测设备能够区分几个相近值的能力。
2、发酵过程中需要检测的参数主要包括物理参数、化学参数和生物学参数。
3、pH传感器的工作原理:
测量系统是:
pH玻璃电极、参比电极(电位恒定)。
E=EGlas–E
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