生物工程專業(yè)發(fā)酵工藝知識(shí)點(diǎn)梳理

生物工程專業(yè)發(fā)酵工藝知識(shí)點(diǎn)梳理姓名_________________________地址_______________________________學(xué)號(hào)______________________-------------------------------密-------------------------封----------------------------線--------------------------1.請(qǐng)首先在試卷的標(biāo)封處填寫(xiě)您的姓名，身份證號(hào)和地址名稱。2.請(qǐng)仔細(xì)閱讀各種題目，在規(guī)定的位置填寫(xiě)您的答案。一、選擇題1.發(fā)酵工藝的基本原理是什么？

A.微生物代謝過(guò)程中產(chǎn)生能量的過(guò)程

B.有機(jī)物在微生物作用下轉(zhuǎn)化為其他有機(jī)物的過(guò)程

C.無(wú)機(jī)物在微生物作用下轉(zhuǎn)化為其他無(wú)機(jī)物的過(guò)程

D.以上都不是

2.哪種微生物在酒精發(fā)酵中起主要作用？

A.酵母菌

B.醋酸菌

C.乳酸菌

D.放線菌

3.發(fā)酵過(guò)程中的pH值對(duì)發(fā)酵有什么影響？

A.pH值過(guò)高或過(guò)低都會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)和代謝

B.pH值過(guò)高或過(guò)低都會(huì)促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)和代謝

C.pH值對(duì)微生物的生長(zhǎng)和代謝沒(méi)有影響

D.以上都不是

4.發(fā)酵過(guò)程中，溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)有什么影響？

A.溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)和代謝

B.溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)和代謝

C.溫度對(duì)微生物的生長(zhǎng)和代謝沒(méi)有影響

D.以上都不是

5.發(fā)酵過(guò)程中，溶解氧對(duì)微生物生長(zhǎng)有什么影響？

A.溶解氧過(guò)高或過(guò)低都會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)和代謝

B.溶解氧過(guò)高或過(guò)低都會(huì)促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)和代謝

C.溶解氧對(duì)微生物的生長(zhǎng)和代謝沒(méi)有影響

D.以上都不是

6.發(fā)酵過(guò)程中的攪拌有什么作用？

A.促進(jìn)微生物與底物的接觸，提高發(fā)酵效率

B.降低發(fā)酵液的粘度，減少能耗

C.提高發(fā)酵液的pH值，有利于微生物生長(zhǎng)

D.以上都不是

7.發(fā)酵過(guò)程中，如何判斷發(fā)酵進(jìn)程？

A.通過(guò)測(cè)量發(fā)酵液的pH值、溫度、溶解氧等參數(shù)

B.通過(guò)觀察微生物的生長(zhǎng)狀況和代謝產(chǎn)物

C.通過(guò)測(cè)量發(fā)酵液的密度、濁度等物理參數(shù)

D.以上都不是

8.發(fā)酵過(guò)程中，如何防止雜菌污染？

A.采用嚴(yán)格的滅菌和消毒措施

B.控制發(fā)酵條件，降低雜菌的生長(zhǎng)速度

C.選擇對(duì)雜菌具有抑制作用的微生物作為發(fā)酵菌種

D.以上都不是

答案及解題思路：

1.答案：B

解題思路：發(fā)酵工藝的基本原理是有機(jī)物在微生物作用下轉(zhuǎn)化為其他有機(jī)物的過(guò)程。

2.答案：A

解題思路：酵母菌在酒精發(fā)酵中起主要作用，其代謝產(chǎn)生酒精和二氧化碳。

3.答案：A

解題思路：pH值過(guò)高或過(guò)低都會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)和代謝，因?yàn)槲⑸锏拿富钚詫?duì)pH值敏感。

4.答案：A

解題思路：溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)和代謝，因?yàn)槲⑸锏拿富钚詫?duì)溫度敏感。

5.答案：A

解題思路：溶解氧過(guò)高或過(guò)低都會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)和代謝，因?yàn)槲⑸锏拇x需要氧氣。

6.答案：A

解題思路：攪拌可以促進(jìn)微生物與底物的接觸，提高發(fā)酵效率。

7.答案：A

解題思路：通過(guò)測(cè)量發(fā)酵液的pH值、溫度、溶解氧等參數(shù)，可以判斷發(fā)酵進(jìn)程。

8.答案：D

解題思路：采用嚴(yán)格的滅菌和消毒措施、控制發(fā)酵條件、選擇對(duì)雜菌具有抑制作用的微生物作為發(fā)酵菌種，都可以防止雜菌污染。二、填空題1.發(fā)酵工藝主要包括原料處理、種子擴(kuò)大培養(yǎng)、發(fā)酵、發(fā)酵液分離與提純等步驟。

2.發(fā)酵過(guò)程中，pH值控制在5.0～7.0之間。

3.發(fā)酵過(guò)程中，溫度控制在30～38℃左右。

4.發(fā)酵過(guò)程中，溶解氧控制在0.1～1.0mg/L左右。

5.發(fā)酵過(guò)程中，攪拌速度控制在20～200r/min。

6.發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵時(shí)間一般為12～72小時(shí)。

7.發(fā)酵過(guò)程中，雜菌污染的主要途徑有設(shè)備與管道污染、空氣污染、操作人員污染等。

8.發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵液的處理方法有過(guò)濾、離心、蒸餾等。

答案及解題思路：

答案：

1.原料處理、種子擴(kuò)大培養(yǎng)、發(fā)酵、發(fā)酵液分離與提純

2.5.0～7.0

3.30～38

4.0.1～1.0

5.20～200

6.12～72

7.設(shè)備與管道污染、空氣污染、操作人員污染

8.過(guò)濾、離心、蒸餾

解題思路：

1.發(fā)酵工藝的步驟包括原料預(yù)處理以優(yōu)化發(fā)酵條件、擴(kuò)大種子培養(yǎng)以保證足夠的微生物數(shù)量、實(shí)際發(fā)酵過(guò)程以及最終產(chǎn)品的分離與提純。

2.發(fā)酵過(guò)程中的pH值對(duì)于微生物的生長(zhǎng)和代謝，因此需控制在適宜的范圍內(nèi)。

3.發(fā)酵溫度是影響微生物生長(zhǎng)和代謝的重要因素，不同微生物對(duì)溫度的要求不同，但通常在30～38℃之間。

4.溶解氧水平影響需氧微生物的生長(zhǎng)，過(guò)高的溶解氧可能導(dǎo)致微生物呼吸抑制，過(guò)低的溶解氧則可能導(dǎo)致生長(zhǎng)緩慢，因此需控制在一定范圍內(nèi)。

5.攪拌速度影響發(fā)酵液的均勻性、氧氣傳遞和熱量分布，通常在20～200r/min之間。

6.發(fā)酵時(shí)間取決于微生物的生長(zhǎng)周期和發(fā)酵條件，一般在12～72小時(shí)之間。

7.雜菌污染是發(fā)酵過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題，污染途徑包括設(shè)備和管道、空氣以及操作人員。

8.發(fā)酵液的處理方法包括物理方法如過(guò)濾、離心，以及化學(xué)方法如蒸餾，以去除不需要的雜質(zhì)和提純目標(biāo)產(chǎn)物。三、判斷題1.發(fā)酵過(guò)程中，pH值越高，微生物生長(zhǎng)越快。（）

2.發(fā)酵過(guò)程中，溫度越高，微生物生長(zhǎng)越快。（）

3.發(fā)酵過(guò)程中，攪拌速度越快，微生物生長(zhǎng)越快。（）

4.發(fā)酵過(guò)程中，溶解氧越高，微生物生長(zhǎng)越快。（）

5.發(fā)酵過(guò)程中，雜菌污染會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵失敗。（）

6.發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵液的處理可以降低雜菌含量。（）

7.發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)量越高。（）

8.發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵液的pH值對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物沒(méi)有影響。（）

答案及解題思路：

1.錯(cuò)誤。發(fā)酵過(guò)程中，pH值對(duì)微生物的生長(zhǎng)影響很大，但并非pH值越高微生物生長(zhǎng)越快。每種微生物都有其最適宜的pH范圍，超出此范圍，微生物的生長(zhǎng)會(huì)受到抑制。

2.錯(cuò)誤。雖然溫度是影響微生物生長(zhǎng)的重要因素，但并非溫度越高微生物生長(zhǎng)越快。高溫可能會(huì)殺死微生物，或者使其蛋白質(zhì)變性，影響其正常生長(zhǎng)和代謝。

3.錯(cuò)誤。攪拌速度過(guò)快可能導(dǎo)致微生物細(xì)胞受損，影響其生長(zhǎng)和代謝。適當(dāng)?shù)臄嚢杩梢蕴峁┚鶆虻难鯕夂蜖I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但過(guò)快攪拌會(huì)適得其反。

4.錯(cuò)誤。對(duì)于好氧微生物來(lái)說(shuō)，溶解氧是必需的，但并非溶解氧越高微生物生長(zhǎng)越快。過(guò)高的溶解氧可能會(huì)導(dǎo)致微生物細(xì)胞膜受損。

5.正確。雜菌污染是發(fā)酵過(guò)程中的一大威脅，它們會(huì)競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、產(chǎn)生有害物質(zhì)，導(dǎo)致發(fā)酵失敗。

6.正確。發(fā)酵液的處理，如過(guò)濾、滅菌等，可以有效降低雜菌含量，保證發(fā)酵過(guò)程的順利進(jìn)行。

7.錯(cuò)誤。發(fā)酵時(shí)間長(zhǎng)短與產(chǎn)量并非簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。發(fā)酵時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能導(dǎo)致微生物死亡或代謝產(chǎn)物積累過(guò)多，反而影響產(chǎn)量。

8.錯(cuò)誤。發(fā)酵液的pH值對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物有顯著影響。不同的pH值會(huì)導(dǎo)致微生物產(chǎn)生不同的代謝產(chǎn)物，從而影響發(fā)酵產(chǎn)物的質(zhì)量和產(chǎn)量。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述發(fā)酵工藝的基本原理。

答案：

發(fā)酵工藝的基本原理是指利用微生物的代謝活動(dòng)，通過(guò)有機(jī)物質(zhì)的分解或合成來(lái)生產(chǎn)有用物質(zhì)的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程包括微生物的代謝調(diào)節(jié)、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的供給、環(huán)境條件的控制等多個(gè)方面?；驹戆ǎ?/p>

微生物的選擇與培養(yǎng)：選擇合適的微生物種進(jìn)行發(fā)酵。

營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的平衡：提供微生物生長(zhǎng)繁殖所需的碳源、氮源、水、無(wú)機(jī)鹽等。

環(huán)境條件的優(yōu)化：控制pH值、溫度、溶解氧等環(huán)境因素。

發(fā)酵過(guò)程的控制：通過(guò)發(fā)酵罐、培養(yǎng)箱等設(shè)備實(shí)現(xiàn)發(fā)酵過(guò)程的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

解題思路：

解題時(shí)需明確發(fā)酵工藝的核心概念，闡述微生物代謝過(guò)程的基本步驟，并結(jié)合實(shí)際發(fā)酵工藝的流程進(jìn)行說(shuō)明。

2.簡(jiǎn)述發(fā)酵過(guò)程中，如何控制pH值。

答案：

發(fā)酵過(guò)程中，pH值的控制對(duì)于微生物的代謝活性?？刂品椒òǎ?/p>

使用酸堿調(diào)節(jié)劑：如氫氧化鈉、鹽酸等，直接調(diào)整發(fā)酵液的pH。

調(diào)節(jié)原料的酸堿性：選擇合適的原料，通過(guò)原料的酸堿性質(zhì)來(lái)調(diào)整pH。

采用pH控制器：通過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)酵液的pH值，自動(dòng)調(diào)節(jié)酸堿度。

解題思路：

解題時(shí)應(yīng)闡述pH值對(duì)發(fā)酵過(guò)程的影響，以及控制pH值的實(shí)際方法和設(shè)備。

3.簡(jiǎn)述發(fā)酵過(guò)程中，如何控制溫度。

答案：

溫度是影響發(fā)酵過(guò)程的重要因素，控制方法包括：

使用加熱器或冷卻器：根據(jù)發(fā)酵需求，對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行加熱或冷卻。

采用恒溫培養(yǎng)箱：為微生物提供恒定的溫度環(huán)境。

使用溫度控制器：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)節(jié)發(fā)酵罐內(nèi)的溫度。

解題思路：

解題時(shí)需強(qiáng)調(diào)溫度對(duì)微生物代謝的影響，并說(shuō)明實(shí)際操作中控制溫度的方法和設(shè)備。

4.簡(jiǎn)述發(fā)酵過(guò)程中，如何控制溶解氧。

答案：

溶解氧的控制對(duì)于好氧微生物的發(fā)酵，方法包括：

調(diào)節(jié)通氣速度：通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)酵罐的通氣量來(lái)控制溶解氧濃度。

使用攪拌器：攪拌可以增加發(fā)酵液的混合程度，提高溶解氧的均勻分布。

采用溶解氧監(jiān)測(cè)儀：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)酵液中的溶解氧含量。

解題思路：

解題時(shí)應(yīng)解釋溶解氧對(duì)微生物代謝的重要性，并介紹實(shí)際操作中如何進(jìn)行溶解氧的控制。

5.簡(jiǎn)述發(fā)酵過(guò)程中，如何防止雜菌污染。

答案：

防止雜菌污染的措施包括：

純種培養(yǎng)：使用無(wú)菌技術(shù)獲取純種微生物。

空氣凈化：通過(guò)空氣凈化系統(tǒng)減少空氣中雜菌的數(shù)量。

設(shè)備消毒：對(duì)發(fā)酵罐、管道等設(shè)備進(jìn)行定期消毒。

原料處理：對(duì)原料進(jìn)行預(yù)處理，去除可能存在的雜菌。

解題思路：

解題時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)雜菌污染的危害，并詳細(xì)列出防止污染的具體措施。

6.簡(jiǎn)述發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵液的處理方法。

答案：

發(fā)酵液的處理方法包括：

濃縮：通過(guò)蒸發(fā)或膜分離等技術(shù)去除發(fā)酵液中的水分。

結(jié)晶：通過(guò)控制條件使目的產(chǎn)物從發(fā)酵液中結(jié)晶析出。

干燥：將發(fā)酵液中的水分去除，得到干燥的產(chǎn)品。

解題思路：

解題時(shí)應(yīng)描述發(fā)酵液的組成和特性，并闡述處理方法的目的和步驟。

7.簡(jiǎn)述發(fā)酵過(guò)程中，如何判斷發(fā)酵進(jìn)程。

答案：

判斷發(fā)酵進(jìn)程的方法包括：

測(cè)定發(fā)酵液的pH值：監(jiān)測(cè)pH值的變化可以反映發(fā)酵液的酸堿度變化。

測(cè)定溶解氧：通過(guò)溶解氧的變化判斷微生物的代謝狀態(tài)。

監(jiān)測(cè)產(chǎn)物濃度：通過(guò)分析目的產(chǎn)物的濃度變化來(lái)判斷發(fā)酵進(jìn)程。

細(xì)胞生長(zhǎng)曲線：通過(guò)監(jiān)測(cè)細(xì)胞數(shù)量的變化來(lái)評(píng)估發(fā)酵進(jìn)程。

解題思路：

解題時(shí)應(yīng)介紹發(fā)酵進(jìn)程監(jiān)控的指標(biāo)，并解釋如何通過(guò)這些指標(biāo)來(lái)判斷發(fā)酵狀態(tài)。

8.簡(jiǎn)述發(fā)酵過(guò)程中，影響發(fā)酵產(chǎn)量的因素。

答案：

影響發(fā)酵產(chǎn)量的因素包括：

微生物種：不同的微生物種具有不同的代謝特性，影響產(chǎn)物的產(chǎn)量。

營(yíng)養(yǎng)條件：營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的種類和濃度對(duì)微生物的生長(zhǎng)和代謝有顯著影響。

環(huán)境條件：pH值、溫度、溶解氧等環(huán)境因素都會(huì)影響發(fā)酵產(chǎn)量。

污染控制：雜菌污染會(huì)競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生長(zhǎng)空間，降低發(fā)酵產(chǎn)量。

解題思路：

解題時(shí)需列舉影響發(fā)酵產(chǎn)量的關(guān)鍵因素，并簡(jiǎn)要說(shuō)明每個(gè)因素對(duì)發(fā)酵過(guò)程的影響。五、論述題1.論述發(fā)酵過(guò)程中，pH值對(duì)發(fā)酵的影響。

發(fā)酵過(guò)程中，pH值是影響微生物生長(zhǎng)和發(fā)酵的重要因素。pH值對(duì)微生物酶的活性、細(xì)胞膜的功能、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收等都有直接或間接的影響。

解答：

發(fā)酵過(guò)程中，pH值對(duì)發(fā)酵的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）pH值影響微生物酶的活性。大多數(shù)微生物酶的最適pH值在5.5～7.5之間，過(guò)高或過(guò)低的pH值都會(huì)影響酶的活性，從而影響發(fā)酵效果。

（2）pH值影響微生物細(xì)胞膜的功能。pH值的變化可以改變細(xì)胞膜的滲透性，影響細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)的交換。

（3）pH值影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。不同的微生物對(duì)pH值的需求不同，適宜的pH值有利于微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，提高發(fā)酵效率。

2.論述發(fā)酵過(guò)程中，溫度對(duì)發(fā)酵的影響。

溫度是發(fā)酵過(guò)程中的重要因素之一，它對(duì)微生物的生長(zhǎng)、代謝和發(fā)酵產(chǎn)物的影響較大。

解答：

發(fā)酵過(guò)程中，溫度對(duì)發(fā)酵的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）溫度影響微生物的生長(zhǎng)和代謝。適宜的溫度有利于微生物的生長(zhǎng)和代謝，過(guò)高或過(guò)低的溫度都會(huì)抑制微生物的生長(zhǎng)。

（2）溫度影響酶的活性。不同酶的最適溫度不同，適宜的溫度有利于酶的活性，提高發(fā)酵效率。

（3）溫度影響發(fā)酵產(chǎn)物的形成。發(fā)酵產(chǎn)物的形成與溫度密切相關(guān)，不同的溫度下，發(fā)酵產(chǎn)物的種類和產(chǎn)量會(huì)有所不同。

3.論述發(fā)酵過(guò)程中，溶解氧對(duì)發(fā)酵的影響。

溶解氧是發(fā)酵過(guò)程中的關(guān)鍵因素之一，它對(duì)微生物的生長(zhǎng)、代謝和發(fā)酵產(chǎn)物的形成都有重要影響。

解答：

發(fā)酵過(guò)程中，溶解氧對(duì)發(fā)酵的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）溶解氧影響微生物的生長(zhǎng)。好氧微生物在適宜的溶解氧濃度下生長(zhǎng)迅速，而厭氧微生物在無(wú)氧條件下生長(zhǎng)較好。

（2）溶解氧影響微生物的代謝。溶解氧的供應(yīng)狀況影響微生物的代謝途徑和代謝速率。

（3）溶解氧影響發(fā)酵產(chǎn)物的形成。溶解氧的濃度會(huì)影響發(fā)酵產(chǎn)物的種類和產(chǎn)量。

4.論述發(fā)酵過(guò)程中，攪拌對(duì)發(fā)酵的影響。

攪拌是發(fā)酵過(guò)程中的重要操作之一，它對(duì)微生物的生長(zhǎng)、代謝和發(fā)酵產(chǎn)物的形成都有重要影響。

解答：

發(fā)酵過(guò)程中，攪拌對(duì)發(fā)酵的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）攪拌提高溶解氧的傳遞速率。攪拌可以使發(fā)酵液中的氧氣充分混合，提高氧氣的傳遞速率，有利于好氧微生物的生長(zhǎng)和代謝。

（2）攪拌改善發(fā)酵液的流動(dòng)狀態(tài)。攪拌可以使發(fā)酵液中的物質(zhì)充分混合，減少局部濃度差異，有利于微生物的生長(zhǎng)和代謝。

（3）攪拌提高發(fā)酵效率。攪拌可以使發(fā)酵液中的熱量、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等充分混合，提高發(fā)酵效率。

5.論述發(fā)酵過(guò)程中，雜菌污染對(duì)發(fā)酵的影響。

雜菌污染是發(fā)酵過(guò)程中的主要問(wèn)題之一，它對(duì)發(fā)酵效果和產(chǎn)品質(zhì)量有嚴(yán)重影響。

解答：

發(fā)酵過(guò)程中，雜菌污染對(duì)發(fā)酵的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）雜菌與目的微生物競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。雜菌的生長(zhǎng)會(huì)消耗發(fā)酵液中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，影響目的微生物的生長(zhǎng)和代謝。

（2）雜菌產(chǎn)生有害代謝產(chǎn)物。雜菌代謝過(guò)程中可能產(chǎn)生有毒物質(zhì)，影響發(fā)酵效果和產(chǎn)品質(zhì)量。

（3）雜菌導(dǎo)致發(fā)酵過(guò)程失控。雜菌的生長(zhǎng)可能導(dǎo)致發(fā)酵溫度、pH值等指標(biāo)失控，影響發(fā)酵效果。

6.論述發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵液的處理對(duì)發(fā)酵的影響。

發(fā)酵液的處理是發(fā)酵過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它對(duì)發(fā)酵效果和產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。

解答：

發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵液的處理對(duì)發(fā)酵的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）發(fā)酵液的處理可以去除發(fā)酵產(chǎn)物中的雜質(zhì)。發(fā)酵液的處理可以去除發(fā)酵產(chǎn)物中的殘留營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、細(xì)胞碎片等雜質(zhì)，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

（2）發(fā)酵液的處理可以提高發(fā)酵產(chǎn)物的純度。通過(guò)發(fā)酵液的處理，可以去除發(fā)酵產(chǎn)物中的其他成分，提高產(chǎn)品的純度。

（3）發(fā)酵液的處理可以降低后續(xù)處理過(guò)程的成本。發(fā)酵液的處理可以降低后續(xù)處理過(guò)程的難度和成本。

7.論述發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵時(shí)間的控制對(duì)發(fā)酵的影響。

發(fā)酵時(shí)間的控制是發(fā)酵過(guò)程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它對(duì)發(fā)酵效果和產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響。

解答：

發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵時(shí)間的控制對(duì)發(fā)酵的影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）發(fā)酵時(shí)間的控制影響微生物的生長(zhǎng)和代謝。適宜的發(fā)酵時(shí)間有利于微生物的生長(zhǎng)和代謝，而過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短的發(fā)酵時(shí)間都會(huì)影響發(fā)酵效果。

（2）發(fā)酵時(shí)間的控制影響發(fā)酵產(chǎn)物的形成。不同的發(fā)酵時(shí)間，發(fā)酵產(chǎn)物的種類和產(chǎn)量會(huì)有所不同。

（3）發(fā)酵時(shí)間的控制影響發(fā)酵液的處理。發(fā)酵時(shí)間的長(zhǎng)短會(huì)影響發(fā)酵液的處理難度和處理成本。

8.論述發(fā)酵過(guò)程中，影響發(fā)酵產(chǎn)量的因素。

發(fā)酵產(chǎn)量的高低是評(píng)價(jià)發(fā)酵工藝優(yōu)劣的重要指標(biāo)，影響發(fā)酵產(chǎn)量的因素較多。

解答：

發(fā)酵過(guò)程中，影響發(fā)酵產(chǎn)量的因素主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）微生物的種類和功能。不同微生物的發(fā)酵功能和生長(zhǎng)速率不同，影響發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量。

（2）發(fā)酵條件。發(fā)酵條件如pH值、溫度、溶解氧等對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量有顯著影響。

（3）培養(yǎng)基的組成。培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的種類、含量和比例對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量有重要影響。

（4）發(fā)酵工藝。發(fā)酵工藝的設(shè)計(jì)和操作對(duì)發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量有直接影響。六、計(jì)算題1.計(jì)算發(fā)酵過(guò)程中，pH值從6.0調(diào)整到6.5需要加入多少鹽酸？

解題思路：

我們需要知道pH值與氫離子濃度的關(guān)系：pH=log[H]。當(dāng)pH值從6.0調(diào)整到6.5時(shí)，氫離子濃度變化為10^(6.0)至10^(6.5)。根據(jù)鹽酸的濃度，我們可以計(jì)算出需要添加的鹽酸量。

解答：

pH值從6.0調(diào)整到6.5，[H]濃度從10^(6.0)變?yōu)?0^(6.5)，即濃度減少了10倍。假設(shè)鹽酸的濃度為1mol/L，則需要添加的鹽酸體積為：

V=(10^(6.5)10^(6.0))/1mol/L=0.0001L=100mL

2.計(jì)算發(fā)酵過(guò)程中，溫度從30℃調(diào)整到35℃需要加熱多少熱量？

解題思路：

熱量計(jì)算公式為Q=mcΔT，其中m為物質(zhì)的質(zhì)量，c為比熱容，ΔT為溫度變化。根據(jù)發(fā)酵液的體積和密度，我們可以計(jì)算出所需的熱量。

解答：

假設(shè)發(fā)酵液體積為100L，密度為1g/mL，比熱容為4.18J/(g·℃)，則所需熱量為：

Q=100000g×4.18J/(g·℃)×(35℃30℃)=418000J=418kJ

3.計(jì)算發(fā)酵過(guò)程中，溶解氧從0.5mg/L調(diào)整到1.0mg/L需要通入多少空氣？

解題思路：

溶解氧濃度與空氣中的氧分壓有關(guān)，根據(jù)亨利定律，溶解氧濃度與氧分壓成正比。我們可以通過(guò)計(jì)算氧分壓的變化，來(lái)計(jì)算所需通入的空氣量。

解答：

設(shè)初始狀態(tài)下氧分壓為P1，調(diào)整后為P2，則P1/P2=0.5/1.0=1/2。假設(shè)初始狀態(tài)下氧分壓為100kPa，則P2=200kPa?？諝庵械难醴謮簽?1%，因此所需通入的空氣量為：

V=(P2P1)/0.21=(200kPa100kPa)/0.21≈190.48L

4.計(jì)算發(fā)酵過(guò)程中，攪拌速度從100r/min調(diào)整到200r/min需要增加多少功率？

解題思路：

攪拌功率與攪拌速度的立方成正比，即P∝v^3。我們可以通過(guò)計(jì)算攪拌速度的變化，來(lái)計(jì)算所需增加的功率。

解答：

攪拌速度從100r/min調(diào)整到200r/min，即增加了1倍。所需增加的功率為：

P=(200r/min)^3/(100r/min)^31=81=7倍

5.計(jì)算發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵液體積從100L調(diào)整到200L需要增加多少發(fā)酵罐？

解題思路：

發(fā)酵罐的體積與發(fā)酵液的體積成正比。我們可以通過(guò)計(jì)算發(fā)酵液體積的變化，來(lái)計(jì)算所需增加的發(fā)酵罐數(shù)量。

解答：

發(fā)酵液體積從100L調(diào)整到200L，即增加了1倍。所需增加的發(fā)酵罐數(shù)量為：

N=200L/100L=2個(gè)

6.計(jì)算發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵時(shí)間從8小時(shí)調(diào)整到12小時(shí)，產(chǎn)量增加多少？

解題思路：

發(fā)酵時(shí)間與產(chǎn)量成正比，即產(chǎn)量∝時(shí)間。我們可以通過(guò)計(jì)算發(fā)酵時(shí)間的變化，來(lái)計(jì)算產(chǎn)量的增加。

解答：

發(fā)酵時(shí)間從8小時(shí)調(diào)整到12小時(shí)，即增加了1.5倍。產(chǎn)量增加的比例為：

Δ產(chǎn)量/原產(chǎn)量=1.51=0.5倍

7.計(jì)算發(fā)酵過(guò)程中，雜菌污染導(dǎo)致發(fā)酵失敗的概率。

解題思路：

雜菌污染導(dǎo)致發(fā)酵失敗的概率取決于雜菌的數(shù)量和發(fā)酵液的抗雜菌能力。我們可以通過(guò)計(jì)算雜菌數(shù)量與發(fā)酵液抗雜菌能力的比值，來(lái)計(jì)算發(fā)酵失敗的概率。

解答：

假設(shè)雜菌數(shù)量為N，發(fā)酵液抗雜菌能力為M，則發(fā)酵失敗的概率為：

P=N/(NM)

8.計(jì)算發(fā)酵過(guò)程中，發(fā)酵液的處理成本。

解題思路：

發(fā)酵液的處理成本包括能源消耗、設(shè)備折舊、人工費(fèi)用等。我們可以根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。

解答：

假設(shè)能源消耗為100元/噸，設(shè)備折舊為50元/噸，人工費(fèi)用為20元/噸，則處理成本為：

C=100元/噸50元/噸20元/噸=170元/噸七、應(yīng)用題1.根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況，設(shè)計(jì)一個(gè)發(fā)酵工藝流程。

解題思路：

明確發(fā)酵目的和所需產(chǎn)物。

選擇合適的菌種或酶。

設(shè)計(jì)培養(yǎng)基配方。

確定發(fā)酵條件，包括溫度、pH值、溶氧量等。

設(shè)定發(fā)酵設(shè)備，如發(fā)酵罐的類型和規(guī)模。

制定發(fā)酵周期和監(jiān)控方案。

答案：

發(fā)酵工藝流程設(shè)計(jì)

1.培養(yǎng)基制備：根據(jù)所需菌種或酶的營(yíng)養(yǎng)需求，配制培養(yǎng)基。

2.菌種活化：將菌種或酶在適宜條件下活化。

3.接種：將活化后的菌種或酶接種到培養(yǎng)基中。

4.發(fā)酵：在發(fā)酵罐中控制溫度、pH值、溶氧量等條件進(jìn)行發(fā)酵。

5.收集發(fā)酵產(chǎn)物：發(fā)酵結(jié)束后，收集發(fā)酵液。

6.產(chǎn)物分離純化：對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行分離純化，得到目標(biāo)產(chǎn)物。

2.分析發(fā)酵過(guò)程中，影響發(fā)酵產(chǎn)量的因素，并提出解決方案。

解題思路：

識(shí)別影響發(fā)酵產(chǎn)量的主要因素，如菌種特性、培養(yǎng)基成分、發(fā)酵條件等。

分析每個(gè)因素的影響機(jī)制。

提出針對(duì)性的解決方案，如優(yōu)化培養(yǎng)基配方、調(diào)整發(fā)酵條件等。

答案：

影響發(fā)酵產(chǎn)量的因素及解決方案：

菌種特性：選擇高產(chǎn)菌株，優(yōu)化菌種培養(yǎng)條件。

培養(yǎng)基成分：調(diào)整碳源、氮源、微量元素等比例，提高培養(yǎng)基利用率。

發(fā)酵條件：優(yōu)化溫度、pH值、溶氧量等條件，保證菌種生長(zhǎng)和代謝的最佳狀態(tài)。

3.針對(duì)發(fā)酵過(guò)程中，如何防止雜菌污染，提