生化工程考试大纲及详细解释

《生化工程考试大纲及详细解释》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、绪论1、重点1)生化工程的定义（识记）将生物技术的实验室成果经工艺及工程开发，成为可供工业生产的工艺过程，常称为生化工程2)生化工程的研究内容（识记）１、培养基灭菌、空气除菌、通气搅拌、反应器及比拟放大２、微生物的连续培养３、生物反应动力学４、固定化酶技术及应用2、次重点生化工程的发展历程（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应氧气，染杂菌导致生产失败的机会较少，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

2、，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年分离出纯品，1941～1942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，

3、通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行加热灭菌的过程，通常也称为实罐灭菌。2）连续灭菌反应器的流体流动模型（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行快速连续加热灭菌，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分离器和除雾器)3）新型过滤器（理解）(

4、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：比耗氧速率:单位质量的细胞（干重）在单位时间内消耗氧的量。摄氧率:单位体积培养液在单位时间内耗氧量。临界氧浓度:指不影响菌体的呼吸和产物合成的最低氧浓度。氧的传递通量:通过单位面积的氧传递速率。双膜理论:(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

5、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(NvN)体积溶氧系数：KLα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=KLα(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：

6、轴功率:搅拌器以既定的转转时,用以克服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1、（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：通气搅拌反应器的搅拌桨叶类型（识记）1.螺旋浆式搅拌器2.圆盘平直涡轮搅拌器3.圆盘弯叶涡轮搅拌器4.圆盘平直箭叶搅拌器搅拌的作用：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

7、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。第五章发酵罐的比拟放大1、重点：（1）几何尺寸放大（应用）几何尺寸放大：在反应罐的放大中，放大倍数实际上就是罐的体积增加倍数。放大倍数m=V2/V1V1：模型罐体积V2：放大罐体积一般要保持几何相似的原则：H1/D1=H2/D2=常数V2/V1=（D2/D1）3=mD2/D1=H2/H1=m1/3（2）空气流量放大（应用）生物反应器中空气流量一般有两种表示方法：①以单位体积培养液在单位时间内通入的空气量（标准状态）VVM来表

8、示，即Qg/VL=VVM单位m3/（m3·min）②以操作状态下的空气直线速度Vs表示，单位m/min两种空气流量的表示方法可以换算。VVM=∝VL发