生化工程-自考重点.docx
第一章 绪论1.2 生化工程的研究内容识记、培养基灭菌、空气除菌、通气搅拌、反响器及比较放大、微生物的连续培养、生物反响动力学、固定化酶技术及应用2、次重点生化工程的开展历程识记生化工程学诞生于上世纪 40 年代。早期的发酵工业只有较少种类的产品，其中厌氧发酵产品居多。如酒类、乳酸。厌氧发酵由于不大量供给氧气，染杂菌导致生产失败的时机较少，故而深层液体厌氧发酵早就具有相当大的规模。那时只有少数的好氧发酵产品采用了深层液体发酵生产法，如面包酵母 ，醋酸。前者因为酵母的比生长速率较高，后者因为醋酸的生成导致发酵液中 pH 降低，不易污染杂菌。40 年代前期，正好是第二次世界大战期间，战场上有成千上万的伤员需要救治，急需药物非磺胺类防止伤口感染。早在 1928 年英国的学者 Fleming 发现了青霉素，1940 年别离出纯品，19411942 年在临床上应用，证明有非常好的疗效，这时急待将青霉素投入工业化生产。第二章 培养基灭菌和空气除菌1、重点1微生物的热死灭动力学应用2空气过滤设计应用2、次重点1分批灭菌的设计应用分批灭菌：就是将配制好的培养基放在发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备一起进展加热灭菌的过程，通常也称为实罐灭菌。2连续灭菌反响器的流体流动模型理解3连续灭菌设计应用连续灭菌：培养基在发酵罐外经过一套连续灭菌设备，以比分批灭菌高的温度和较短的时间进展快速连续加热灭菌，并快速冷却，再立即输入预先经过空罐灭菌后的发酵罐中3 、一般1空气除菌方法理解(加热灭菌,辐射灭菌,化学灭菌,静电除尘,介质过滤)2典型空气除菌流程识记(高空采风空压机贮罐冷却器总过滤器分过滤器净化空气进罐)(北方)(湿度大时,应该在冷却器后加上油水别离器和除雾器)3新型过滤器理解(聚乙烯醇过滤器,折式过滤除菌器,高效烧结金属过滤器,绝对过滤器)第三章 氧的供需1、重点1概念：(1)在气液两个流体相间存在界面，在界面两侧各有一层稳定的薄膜，即气膜与液膜，这两层稳定的薄膜在任何流体力学条件下，均呈滞流状态湍流时，滞流层薄；层流时，滞流层厚。(2)界面上不存在传递阻力，那么在两相界面上，两相浓度总是相互平衡的气体中氧的浓度与溶解在液体中氧浓度处于平衡状态 。(3) 传递阻力都集中在气膜和液膜之中。即气膜和液膜以外无传递阻力，气相气体和液相主体中氧气浓度均匀。体积溶氧速率(Nv)体积溶氧系数：KL以氧浓度为推动力的容积氧传递系数，反映了设备的供氧能力 OTR=KL (C* CL 2影响供氧的因素理解3摄氧率和 kLa 的测定理解(1) 亚硫酸钠氧化法(2) 动态法用溶氧电极 (3) 氧衡算法2、次重点培养过程中的氧传递识记3、一般：1溶解氧对细胞生长的影响识记2溶解氧对发酵代谢产物生成的影响识记第四章 机械搅拌轴功率计算1、重点1概念：轴功率:搅拌器以既定的转速回转时,用以克制介质的阻力所需要的功率.功率准数 Np:表示机械搅拌器所施与单位体积被搅拌液体的外力与单位体积被搅拌的惯性力之比.通气准数 Na: 它表示发酵罐内空气的表观流速与搅拌叶顶端流速之比2搅拌器轴功率计算应用2、次重点非牛顿流体的搅拌器轴功率的计算理解3、一般：通气搅拌反响器的搅拌桨叶类型 p47识记3. 圆盘弯叶涡轮搅拌器 4. 圆盘平直箭叶搅拌器一般 6 片，最少 3 片，最多 6 片搅拌的作用：把通入的气体打碎，强化湍流程度，使空气与发酵液充分混合，气、液、固三相更好地接触，增加了溶氧速率，使微生物悬浮混合均匀，促进代谢产物的传质速率。搅拌器的型式、直径大小、转速、组数、搅拌器间距以及在罐内的相对位置等对氧的传递速率都有影响。1、重点：1几何尺寸放大应用几何尺寸放大在反响罐的放大中，放大倍数实际上就是罐的体积增加倍数。放大倍数 m=V 放大/V 模型一般要保持几何相似的原那么，那么 = =常数， = 3=m, = =m1/3,2空气流量放大应用(1)以单位培养液体积中空气流量一样的原那么放大： (vvm)1=(vvm)2Vs(vvm)VL/PD2 (vvm)D/P = ，VS2 可求(2)以空气直线流速一样的原那么放大: VS2= VS1， = = VVM2 可求。3以 KLa 值一样的原那么放大 Kd=(2.36+3.30Ni)(Pg/V)0.56Vs0.7N0.710-9式中有 Pg、N 等未定参数。 可考虑用其它经历式，如 KLa ,最后推导出： = 2/3 。3以 kLa 值一样的原那么放大应用溶氧系数是所有好气性发酵的主要指标，任何通气发酵在一定条件下都有一个到达最大产率的溶氧系数，故维持大、小罐的溶氧系数相等进展放大是合理的。经过实验和有关准数的整理，可得通风量 Q 与溶氧系数 kLa (Q/V)HL 2/3kLa- 体积溶氧系数 1/h Q- 通风量 (m3 /min);1概念：周线速度：搅拌叶轮尖端线速度混合时间：把少许具有与搅拌罐内的液体一样物性的液体注入搅拌罐内，两者到达分子水平的均匀混合所需要的时间。3、一般：搅拌液流速度压头H 、搅拌液流循环量(Q)以及 Q/H 比值比照较放大的意义 P85应用理论得率：微生物反响过程中，局部碳源作为基质被同化为挤爆成分，就碳源被同化为菌体的观点来看菌体的得率。限制性基质：在培养微生物的营养物质中，对微生物的生长起到限制作用的营养物。2无抑制的细胞生长动力学Monod 方程应用当培养基中不存在抑制细胞生长的物质时，细胞的生长速率与基质浓度关系Monod 方程式
