发酵工程期末复习必考知识点(4)
本站小编 免费考研网/2016-08-16
需要指出的是,有时将各种条件控制在最佳状态不一定能得到最高单位产量,而且取得最高单位产量不一定能获得最好的经济效益。因此说发酵管理也是一门艺术,有规律但无定数,与管理人员的技术水平及管理能力有着密切的关系。
十六、如何判断发酵终点:
根据不同的发酵目的和如何获得最佳经济效益来确定具体的指标,有菌丝形态,产物浓度,滤速,PH值,培养基外观,粘度等。产物浓度为首要考虑,需要进行实时化验菌形及菌体形态,通过镜检防止菌体自溶,滤速由培养基内粘度决定,是加工需要泡沫及培养基外观为表现观察,作为参考,PH值一般到终点时PH一般上升即变酸作为参考。
十七、紫外,化学,干热可用于培养基灭菌吗?为什么?
不能,干热灭菌法的灭菌温度一般是140-180度,并且无水,固体培养基将很快失水,干燥;液体培养基会被蒸干。化学灭菌会使培养基的组成发生变化,化学药剂易残留;紫外灭菌用于培养基灭菌不能很好的穿透整个培养基,不能彻底的灭菌。(穿透力差)
十八、培养缺陷型菌株筛选:一.诱变处理 二.淘汰野生型:通过抗生素法或过滤法可以淘汰众多的野生型菌株,以达到浓缩目的。 三.检出缺陷型:夹层培养法,限量补充培养法,逐个检出法,影印平板法。 四.鉴定缺陷型。 五验证生产性状是否退化,菌种保藏。 十九、如何筛选抗噬菌体菌株?:抗噬菌体菌株选育方法包括(1)自然突变法-以噬菌体为筛子,敏感菌株孢子自然突变为抗性菌株(抗性突变频率低)。(2)诱发突变法-诱变处理过的敏感菌株孢子液分离在高浓度噬菌体平板上,长出的菌落为抗性变异株;生长速度一般与正常菌落相近。诱变后敏感菌孢子接入种子培养基,菌丝长浓后加入高浓度噬菌体再培养几天,加入噬菌体反复感染,敏感菌裂解,平板分离抗性株。 抗性菌株分别在孢子培养、种子培养和发酵培养过程中用点滴法或双层琼脂法测定噬菌斑。如都不出现噬菌斑,说明该菌株对此噬菌体具有抗性。还可观察抗性菌株经多次传代后对噬菌体的抗性是否稳定。 二十、何为单种法,双种法,倒种法各优缺点。
单种法:一个种子灌接种一只发酵罐的接种方法。
双种法:用两只种子灌接种一只发酵罐的接种方法。
倒种法:从一只发酵罐中倒出适宜的,适量的发酵液给另一个发酵罐做种子的方法。
二十一、发酵罐的结构
发酵罐结构的主要部件包括罐身、搅拌器、挡板、轴封、消泡器、联轴器、轴承、变速装置、空气分布器、冷却装置、人孔及灯、视镜等。
(1)罐体(A)形状由圆筒与椭圆形、碟形上下封头组成。 (B)材料,碳钢、不锈钢或碳钢加耐腐材料衬里(衬里通常为2-3mm)。不锈钢通常为1Cr18Ni9Ti, 或0Cr18Ni9Ti,其余的成分是Fe,C,Si,Mn等。 (C)容积,有5、10、20、50、75、100、150、500 m3等不同规格的罐体。(D)罐壁厚度,由罐径和罐压决定。 此外在罐体的外侧尚有一些附件,在罐顶部开有人孔、灯镜和视镜、进料管、排气管、接种管、压力表管及取样管。 在罐体侧部有温度计管、各种检测仪表探头接口。
(2)搅拌器和挡板(A)搅拌:通用式发酵罐通常使用涡轮式搅拌器,型式有平叶式、弯叶式和箭叶式三种。其作用是打碎气泡,推动发酵液翻腾,促使发酵液各组分均匀分布(轴向),提高氧气传质速率,增加溶氧浓度(径向)。其功率为平叶>弯叶>箭叶,但其翻动流体的能力则与上述情况相反。叶片数量:一般6片,最少3片,最多6片。搅拌轴一般是从罐的顶部伸入罐内;但对于大容积(大于100 m3)的发酵罐来说,也可采用下伸轴。下伸轴装置可以使罐的重心降低,轴的长度缩短,稳定性提高,传动噪音减弱,还可在罐顶部留出充分的空间来安装高效的机械消泡装置和自控元件。但是,下伸轴装置的密封要求高。(B)挡板:是防止液面中央产生漩涡,促使发酵液激烈翻动,提高溶氧。一般带夹层的小罐装挡板,而装有蛇管热交换器的罐体,蛇管可替代挡板。这些蛇管就可以起到挡板的作用,就无需再安装挡板
(3)消泡器:锯齿式、梳式、孔板式等,消泡器长度绝约为0.65D,新式的消泡器有涡轮式、盘片离心式消泡器。孔板式的孔径约10~20mm。 罐内消泡:在发酵罐内消除泡沫,耙式消泡桨、碟式消泡器等;罐外消泡:将泡沫引出发酵罐外,消泡后返回罐内,旋转叶片消泡器、离心式消泡器等
(4)联轴器及轴承 (A)联轴器:搅拌轴若过长,可分成2、3节,因此需要联轴器。联轴器分鼓型及夹壳型两种,小罐也可用法兰连接。联轴的必要条件是轴的中心线必须对正,轴应垂直且达到动平衡。 (B)轴承:罐外援轴承,可用滚动轴承,可以加油润滑。为了减少震动,大中型发酵罐还应装有可调节的中间轴承,它不能加润滑油,需要磨合轴承。材料采用石棉酚醛塑料、聚四氟乙烯,轴瓦与轴之间的间隙取轴径的0.4-0.7% 。在轴上增加轴套可防止轴颈被磨损。
(5)变速装置 电动机的转速,2级 — 2900r/min,4级 — 1400r/min,6级— 960r/min,而发酵罐的转速一般在80 — 160r/min,小罐也不超过300r/min。因此要变速。常用三角带传送变速,现在多用无级变速电机变速。
(6)空气分布装置 单管式与环形管式,目前倾向于用前者,但在罐底要焊接一块缓冲板。 单管式空气分布装置 管口正对罐底中央,开口向下,以免被培养液中的固体物质堵塞,与罐底的距离约40mm,这样的空气分散效果较好。环形管空气分布装置以环径为搅拌器直径的0.8倍较有效,下方有很多小孔,喷孔直径为φ5~8mm,喷孔向下,喷孔的总截面积约等于通风管的截面积。空气流速取:20m/sec。 空气分布装置直径较大的发酵罐还可采用另一种空气分布器,它是在环管上伸出若干根支管,支管向内开孔,径向单孔。从支管中导出的空气遇到中间的挡流圈后,折向上方而被搅拌器所破碎。也可在环管上分出若干放射状排列的分支管作为大罐的空气分布器。空气分布装置空气分布装置的另一种形式是导气盘。导气盘上有一导轮,它由若干固定叶片组成,空气由导气盘底部进入后,被盘壁所阻挡而折向上方,被搅拌器进一步破碎。
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