发酵工程期末复习必考知识点(3)
本站小编 免费考研网/2016-08-16
3 V=Pt/(60×0.9)=(18×8)/ (60×0.9)=2.66 m
八、典型空气除菌的工艺流程:
采气 前置过滤器 空压机 储气管 冷却器
油水分离器 加热器 总过滤器 分过滤器 发酵罐
a) 采气:在城市,通常情况下地面空气的含菌量为103个-104个/m3,高度每上升10米,含菌数下降一个数量级,因此最好采集一定高度的空气。一般要求采气管距地面20米~30米。
b) 前置过滤:在空气机前要求安置前置过滤器,又叫过滤器.其功能主要是除去大颗粒沙土、纤维等杂物,以防损伤空压机。
c) 空压机:这是一个空气驱动设备,需要的能耗很大,耗电量占发酵厂的1/3~1/4。 d) 储气罐:带有压力表的空罐,体积一般都不大,主要功能是消除往复式空压机产生的气流脉冲。
e) 冷却器:空气经空压机压缩后温度很高,可达120度,冷却后才能通入发酵罐.否则会烧焦过滤介质,增加发酵罐的降温负荷。
f) 油水分离器:冷却后的空气温度低于漏点后,即有水滴析出。此外,空压机的油滴也需除去,否则会污染过滤介质,影响滤菌效果。
g) 加热器:经过分离器的空气虽然没有水滴,但相对湿度依然是100%,若在过滤过程中湿度降低,仍会打湿过滤介质,故通过加温使相对湿度降下来。
h) 总过滤器:为过滤除菌的主要设备,传统的过滤器是上下两层棉花,中层是活性炭。现在也有人用化纤作为过滤介质。过滤器的尺寸、过滤介质的厚度需根据计算结果来确定。计算方法是根据对数穿透定律而确定的。
i) 分过滤器:为了保险起见,在无菌空气进罐之前还要进行一次过滤。该过滤器的滤菌效果据说可以达到99.999%。经上述处理的空气的无菌度、温度、湿度即可达到要求。
九、种子质量判断:
A)pH;B) 菌体形态(染色镜检:形态均一,染色均一,深色较健康。如:酵母菌,丝状真菌边缘的光滑完整程度,如果在液态培养中如果分支较多则比较健康)、浓度(需要在小的范围内波动);C) 培养基外观、气味(凭经验来看);D) 产物含量(不能太高也不能太低,次级代谢产物较高说明一道发酵后期)、酶活力;E) 无杂菌
十、如何处理发酵过程中溶氧不足,各适合什么情况?
从供氧方面考虑:(1)提高罐压(封压高,同时二氧化碳浓度高,抑制发酵)(2)增加通气量(3)通入纯氧(效果好,价格高)(4)增加搅拌功率(首选)
从需氧方面考虑:(1)降低培养温度(2)补水稀释培养液(增加染菌机率){适合应急情况} 十一、在发酵过程中如何控制PH?
⑴在基础培养基配方中考虑到pH的缓冲能力。⑵加酸、碱调pH。⑶通过补料调pH,如加糖、硫铵,可使pH下降。加尿素、氨水可使pH上升。对菌体的影响:①胞外酶的活性影响底物水解②影响细胞膜的通透性,主要影响跨膜运输和能量代谢。
十二、如何控制泡沫?
(1)预防泡沫的形成A)选择不产泡沫的培养成分。B)选择适宜的灭菌条件。C)选育不产泡沫的菌株。
(2)控制泡沫的方法A)机械消沫:钉、耙、离心式消沫器。B)消沫剂消沫a) 消沫机理:破坏了泡沫的稳定性,泡沫自然就会消失。Ⅰ)提高发酵液的表面张力,如补水Ⅱ)加反极性物质,如加油。Ⅲ)加表面活性物质,如脂肪酸盐。Ⅳ)加强极性物质,如硫酸盐。b)消沫剂的种类和性质Ⅰ)天然油脂,适应于各类发酵。Ⅱ)聚醚类:如聚氧丙烯甘油(GP),亲水性差, 抑泡能力强于消泡能力,宜加入基础培养基中。聚氧乙烯丙烯甘油(GPE),又叫泡敌,亲水性好,适用于各种发酵。Ⅲ)高级醇:如十八醇、聚二醇等,效果较好,适用于霉菌发酵。Ⅳ)硅酮类:如聚二甲基硅氧烷及其衍生物。适用于微碱性的放线菌与细菌发酵。c) 消沫剂的应用Ⅰ)消沫剂与分散剂并用。Ⅱ)消沫剂与抗氧化剂并用。Ⅲ)加入方式,滴加好于一次性加入。Ⅳ)加量要适当,否则会抑菌。
十三、如何根据杂菌的类型判断可能的污染源
(1)杂菌的检出(a)显微镜镜检(检出形态差异大的杂菌)(b)平板检查法(依菌落不同,检出杂菌)(c)肉汤检查法(只能检出细菌杂菌)
(2)染菌原因的分析a种子带菌;b培养基灭菌不彻底;c空气系统带菌;d泡沫冒顶;e夹套及蛇管穿孔;f操作不慎。
(3)染菌后的处理(a)种子罐染菌:倒掉。(b)发酵罐染菌:前期(加新料灭菌);中期(偏离杂菌最适生长条件);后期(放罐)。
十四、污染噬菌体如何判断处理?
(1)污染噬菌体的发现和检查:发酵液突然转稀,泡沫增多,早期镜检染色不均匀,菌丝成像模糊,在较短的时间内菌体大量的自溶,最后仅残留菌丝片断,平皿培养有明显的噬菌斑,PH逐渐上升,溶氧浓度回升提前,营养成分很少消耗,产物合成停止等现象。
(2)出现噬菌体污染后的处理(a)灭菌放罐;(b)清理生产环境;(c)调换生产菌株;(d)停产整顿;(e)选育抗噬菌体菌株。若早期发现噬菌体 可在60℃灭杀噬菌体,在接入抗性菌种,或者直接加入抗性菌种;若中期发现噬菌体则可适当补充部分营养物质再灭菌和接入抗性菌种;还可添加噬菌体抑制剂,如柠檬酸钠、草酸盐、四环素等。
十五、如果你是一个发酵工人,如何调控发酵条件以达到较好的经济效益?
为了让大家对发酵管理有一个清晰的认识,我们分条块讲解了上述内容。然而实际上真正进行的发酵生产管理,事情决非这幺简单。因为发酵过程本身是一个由多因子参与的过程,这些因子相互促进而又相互制约,并且随着发酵过程的进行而动态发展。因此发酵过程的管理人员首先要有一个整体的统筹管理的观念。即要有一个生产目标,包括产量、质量、效益计划。围绕这些计划安排生产任务与技术指标。然后才能考虑每一条块的操作细则。
在考虑技术管理操作细则时,一定要有一条主线,一般来说是以菌种生长与代谢为主线,即菌种 — 扩大培养 — 发酵 — 放罐,以培养基配制灭菌和空气除菌为附线。在发酵开始之后,紧紧围绕菌体生长与产物合成,控制好温度、溶氧、pH、泡沫,并且不失时机地适当补料,促使发酵过程沿着我们所希望的方向发展。最终取得良好的经济效益。
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