发酵工程复习题

CO2对发酵的影响

CO2对微生物生长的影响。CO2对微生物生长具有刺激(促进)和抑制作用。 CO2对菌体形态的影响

CO2对产物合成的影响。CO2对产物合成具有刺激(促进)和抑制作用。 CO2对培养液酸碱平衡的影响 (2)具体的控制措施:

通风和搅拌:(即调节通风量和搅拌速率来控制) 碱中和:CO2形成的碳酸,可用碱来中和。 补料:由补料工艺调节。 调节罐压。

7)泡沫对发酵的影响及控制 (1)泡沫对发酵的影响

降低发酵罐的装料系数。需氧发酵中,发酵罐装料系数为0.6~0.7,余下的空间用于容纳泡沫。

影响菌的呼吸,导致代谢异常或菌体自溶。 增加了染菌的机会和产物的损失。 导致原料浪费

消泡剂会给后提取工序带来困难。 (2)泡沫的控制,可以采用三种途径:

调整培养基中的成分(如少加或缓加易起泡的原材料) 或改变某些物理化学参数(如pH值、温度、通气和搅拌)或改变发酵工艺(如采用分次投料)来控制,以减少泡沫形成的机会。 但这些方法的效果有一定的限度。

采用菌种选育的方法,筛选不产生流态泡沫的菌种,来消除起泡的内在因素。 采用机械消泡或消泡剂消泡这两种方法来消除已形成的泡沫。 8)染菌对发酵的影响及防治 (1)影响

染菌对不同发酵过程的影响 杂菌的种类对发酵过程的影响 染菌发生的时期不同对发酵的影响 染菌程度对发酵的影响 (2)控制

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污染杂菌的处理:种子罐染菌的处理,发酵罐染菌的处理、染菌后对设备的处理污染噬菌体后的处理污染烈性噬菌体后的处理:发酵液用高压蒸汽灭菌后放掉,严防发酵液任意流失。

全部停产,对环境进行全面的清洗和消毒,断绝噬菌体的寄生基础。 更换生产菌种,不断抗噬菌体菌种,防止噬菌体的重复污染。

污染温和噬菌体后的处理:污染温和噬菌体时,其反应温和,平皿培养不出现明显的噬菌斑,只出现部分菌体自溶,生化指标变化不显著,但生产能力降低。 温和噬菌体对生产的危害也是严重的,但不易被发现,应予以高度重视 8、如何选择最适发酵温度? 答:1)根据菌种及生长阶段选择。

微生物种类不同,所具有的酶系及其性质不同,所要求的温度范围也不同。在发酵前期由于菌量少,发酵目的是要尽快达到大量的菌体,取稍高的温度,促使菌的呼吸与代谢,使菌生长迅速;在中期菌量已达到合成产物的最适量,发酵需要延长中期,从而提高产量,因此中期温度要稍低一些,可以推迟衰老。发酵后期,产物合成能力降低,延长发酵周期没有必要,就又提高温度,刺激产物合成到放罐。

2)根据培养条件选择。

温度选择还要根据培养条件综合考虑,灵活选择。

通气条件差时可适当降低温度,使菌呼吸速率降低些,溶氧浓度也可髙些。 培养基稀薄时,温度也该低些。因为温度高营养利用快,会使菌过早自溶。 3)根据菌生长情况

菌生长快,维持在较高温度时间要短些;菌生长慢,维持较高温度时间可长些。培养条件适宜,如营养丰富,通气能满足,那么前期温度可髙些,以利于菌的生长。总的来说,温度的选择根据菌种生长阶段及培养条件综合考虑。要通过反复实践来定出最适温度。

9、不同时间染菌对发酵有什么影响,染菌如何控制?

答:(1)种子培养期染菌:由于接种量较小,生产菌生长一开始不占优势,而且培养液中几乎没有抗生素(产物)或只有很少抗生素(产物)。因而它防御杂菌能力低,容易污染杂菌。如在此阶段染菌,应将培养液全部废弃。 (2)发酵前期染菌:发酵前期最易染菌,且危害最大。

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原因 发酵前期菌量不很多,与杂菌没有竞争优势;且还未合成产物(抗生素)或产生很少,抵御杂菌能力弱。

在这个时期要特别警惕以制止染菌的发生。

染菌措施 可以用降低培养温度,调整补料量,用酸碱调pH值,缩短培养周期等措施予以补救。如果前期染菌,且培养基养料消耗不多,可以重新灭菌,补加一些营养,重新接种再用。

(3)发酵中期染菌 :发酵中期染菌会严重干扰产生菌的代谢。杂菌大量产酸,培养液pH下降;糖、氮消耗快,发酵液发粘,菌丝自溶,产物分泌减少或停止,有时甚至会使已产生的产物分解。有时也会使发酵液发臭,产生大量泡沫。 措施 降温培养,减少补料,密切注意代谢变化情况。如果发酵单位到达一定水平可以提前放罐,或者抗生素生产中可以将高单位的发酵液输送一部分到染菌罐,抑制杂菌。

(4) 发酵后期染菌:发酵后期发酵液内已积累大量的产物,特别是抗生素,对杂菌有一定的抑制或杀灭能力。因此如果染菌不多,对生产影响不大。如果染菌严重,又破坏性较大,可以提前放罐。 发酵染菌后的措施:

染菌后的培养基必须灭菌后才可放下水道。灭菌方法:可通蒸汽灭菌,也可加入过氧乙酸等化学灭菌剂搅拌半小时,才放下水道。否则由于各罐的管道相通,会造成其它罐的染菌,而且直接放下水道也会造成空气的污染而导致其它罐批染菌。

凡染菌的罐要找染菌的原因,对症下药,该罐也要彻底清洗,进行空罐消毒,才可进罐。?

染菌厉害时,车间环境要用石灰消毒,空气用甲醛熏蒸。特别,若染噬菌体,空气必须用甲醛蒸汽消毒?

14、什么叫染菌,对发酵有什么影响,对提炼有什么危害? 答:染菌:发酵过程中除了生产菌以外,还有其它菌生长繁殖

染菌的影响:发酵过程污染杂菌,会严重的影响生产,是发酵工业的致命伤。 造成大量原材料的浪费,在经济上造成巨大损失? 扰乱生产秩序,破坏生产计划。?

遇到连续染菌,特别在找不到染菌原因往往会影响人们的情绪和生产积极性。? 影响产品外观及内在质量?

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发酵染菌对提炼的影响:染菌发酵液中含有比正常发酵液更多的水溶性蛋白和其它杂质。

采用有机溶剂萃取的提炼工艺,则极易发生乳化,很难使水相和溶剂相分离,影响进一步提纯。

采用直接用离子交换树脂的提取工艺,如链霉素、庆大霉素,染菌后大量杂菌黏附在离子交换树脂表面,或被离子交换树脂吸附,大大降低离子交换树脂的交换容量,而且有的杂菌很难用水冲洗干净,洗脱时与产物一起进入洗脱液,影响进一步提纯

37如何对发酵过程中二氧化碳浓度进行控制?

答:对CO2浓度的控制主要看其对发酵的影响,如果对发酵有促进作用,应该提高其浓度;反之应设法降低其浓度。通过提高通气量和搅拌速率,在调节溶解氧的同时,还可以调节CO2的浓度,通气使溶解氧保持在临界值以上,CO2又可随着废气排出,使其维持在引起抑制作用的浓度之下。降低通气量和搅拌速率,有利于提高CO2在发酵液中的浓度。

38 什么是发酵性泡沫?泡沫对发酵有那些危害?泡沫的消除与防止方法有那些?

答:微生物细胞生长代谢和呼吸会排出气体,如氨气,二氧化碳等,这些气体使发酵液产生的气泡也称为发酵性泡沫。

尽管泡沫是好氧发酵中正常现象,但过多的泡沫仍然给发酵带来负面影响,主要表现在由于过多的泡沫生成,如不加控制,会引起逃液,造成损失。而泡沫过多,气体交换受阻,将影响生产菌的呼吸和代谢导致菌体自溶;如果泡沫控制不好,还会引起大量逃液,造成浪费和污染环境;泡沫上升到罐顶,会从轴封渗出,增加了杂菌污染的机会。

泡沫的消除与防止方法有:正目前发酵工业上消除泡沫的方法,大都采用机械方法消沫与消沫剂消沫。机械消沫是利用物理作用,靠机械的强烈振动或压力的变化促使泡沫破碎。机械消沫的方法有多种,一种是在罐内将泡沫消除,最简单的时在搅拌轴的上部安装消沫桨,搅拌桨随搅拌轴转动时将泡沫打碎;另一种是将泡沫引出罐外,通过喷嘴的加速作用或离心力消除泡沫,液体再返回罐内。常用的消沫剂有天然油脂,聚醚类,高级醇,硅酮类,脂肪酸等,其中使用最多是天然油脂和聚醚类。

泡沫对发酵的影响

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