发酵习题答案

一、名词解释

呼吸强度：（QO2）：单位质量的干菌体，单位时间的耗氧量。

摄氧率（OUR）：单位体积发酵液，单位时间的耗氧量

（体积氧传质系数）：以氧浓度为推动力的容积氧传质系数

发酵热：指的是；在发酵过程中产生的净热量，他是引起发酵过程中温度变化的主要原因。

菌浓：单位体积中的菌体含量。

临界氧浓度：微生物的好氧速率受发酵液中氧的浓度的影响，各种微生物对发酵液中容氧浓度有一个最低的要求，这一氧浓度叫做临界氧浓度。

原位分离技术：通过从培养介质中及时移走乳酸,达到减少产物抑制,控制ｐＨ值的目的,从而提高原料的利用率和产品产率

CO2释放率（CER）：单位体积；培养液在单位时间内的CO2释放量。

离线发酵分析：将发酵液取出来进行间接测定的分析方法。

二 问答

0.发酵过程中溶氧受哪些因素影响？

发酵过程中溶氧要受到通气量，搅拌转速，气体中的氧分压，罐压，发酵液的理化性质等

罐压越高，溶氧越高，理化性质的改变如泡沫会降低溶氧。

1.写出呼吸商的表达式并做简要描述，在发酵过程中如何测定呼吸商？其对发酵有何指导意义？

RQ=CER/OUR  （呼吸商=二氧化碳释放量/摄氧率）

2.发酵过程中泡沫对发酵带来的副作用表现在哪些方面？如果在工艺中控制泡沫的形成？

主要表现为：1，发酵罐装料系数的减少。2，若不加以控制，还会造成排气管有大量的逃液，导致产物损失。3，泡沫严重时会导致搅拌的不正常运行，妨碍菌体的呼吸，造成代谢异常 ，并导致产物产量下降，活菌体提早自容，后以过程还会造成更多泡沫的形成。4，泡沫增加了菌群的非均一性。5，消泡剂的加入有时会影响发酵或给后续的工作带来困难。

可以利用化学消泡剂或者机械消的方法来去除发酵液中的泡沫。

3.发酵中对发酵终点的判断依据有哪些？

要确定一个合理的法罐时间，须要考虑下列几个因素：1.考虑经济因素  2.产品质量因素  3.特殊因素。发酵的类型不同，要求达到的目标也不同，对发酵终点的判断标准也不相同，一般原材料成本是整个产品成本的主要成分时，则要求的是提高产物得率，当生产成本是整个产品成本的主要部分时，所追求的是提高生产率和发酵系数，当下游技术成本站整个产品成本的主要部分，而产品价格又较贵时，追求的是较高的产物浓度。

无论是初级代谢产物或次级代谢产物发酵，到了末期，菌体的分泌能力都要下降，使产物的生产能力下降或停止，有的生产菌在发酵末期，营养耗尽，菌体衰老而进入自溶，释放出体内的分解酶会破坏已形成的产物。

4.写出气液氧传递速率方程式，并简述影响基于浓度差为推动力的体积溶氧系数的因素。

气液氧传递速率方程式:dC/dt=KLa (C*-CL).

dC/dt：单位时间内发酵液溶氧浓度变化 m/h

KL    氧传质系数   a    比表面积

C*   氧在水中的饱和浓度

CL     发酵液中氧的浓度

5.①搅拌（搅拌器类型组数，间距，转速，直径）  ②空气线速度   ③ 空气分布管  ④发酵液的性质（黏度，泡沫） ⑤ 表面活性剂  ⑥离子强度  ⑦菌体浓度

6.写出青霉素发酵的工艺流程，并简述青霉素提取中的溶媒萃取和丁醇共沸结晶的过程。

青霉素发酵的工艺流程：冷冻管→斜面母瓶→大米孢子→种子罐→发酵罐→过滤→提取→脱色→结晶→工业盐。溶媒萃取的方法是：从滤液中萃取青霉素使用二级逆流工艺；而从醋酸丁酯中反萃取时，多采用二级顺流萃取工艺。丁醇共沸结晶：将二次醋酸丁酯萃取液以0.5mol/l的NaOH液萃取，调Ph至6.4-6.8，得青霉素钠盐水浓缩液；加3-4倍的丁醇，在16-26℃，5-10mmHg下真空蒸馏，将水与丁醇共沸物蒸出，并随时不加丁醇，当浓缩至原来水浓缩液体积、蒸出馏分中含水达2%-4%时，即停止蒸馏，青霉素钠盐结晶析出，过滤，将晶体洗涤后进行干燥得成品。

7.简述钙盐法对柠檬酸的提取过程，并说明钙盐法生产柠檬工艺的缺点和不足。

得到提取液中柠檬酸的质量分数较低，低于20%，增大了后续浓缩工作的负荷；单元操作损失多，总收率低；提取中柠檬酸经过多次相变消耗化工原料多，固液分离量大，能耗高；