发酵设备与工艺第十二章作业

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1、1.在发酵工业中，根据目的产物的类型和存在形式可将发酵产物分为哪三类？答：1、菌体2、酶3、代谢产物2.发酵产物的提取与精制过程包括哪四个阶段？每个阶段可采用哪些操作单元？答(1)预处理：改变发酵液物理性质。单元操作：离心与过滤(2)提取：分离出目的物及其性质相似物。单元操作：萃取、吸附、沉淀、蒸发、(3)精制：除去相似物，精炼目的。单元操作：层析、膜分离法、离子交换发、沉淀法电泳(4)后加工：使用要求决定单元操作：结晶、干燥、蒸馏3.发酵醪的一般特性是什么？(1)水量大；(2)产物浓度低；(3)悬浮物以胶体状物(菌体，蛋白)为主(4)含有无机盐类、非蛋白质大分子杂质及其降解产物

2、等。(5)存在少量发酵副产物。(6)含其它有机杂质。4.提高过滤设备处理能力的途径有哪些？1通过物理化学方法改善发酵醪的滤饼结构2采取用力工艺措施3改善设备结构5.酸化凝结法又称等电点法，酸化剂的加入有何作用？常用酸化剂有哪些？答：①调节发酵醪的PH值2作为沉淀剂使发酵醪中的多价离子生成难溶性的化合物而除去同时反应生成的草酸钙还能促进蛋白质的凝固常用酸试剂：草酸、盐酸、硫酸及磷酸。6.什么是絮凝和絮凝剂？发酵工业常用絮凝剂有哪些？絮凝剂：是一种能溶于水的高分子化合物，含有很多离子化基团絮凝：某些高分子化合物，在絮凝剂的作用下，基于架桥作用，视胶粒形成粗大的絮凝团的过程，是一种以物

3、理的聚合为主的过程常用的絮凝剂：聚丙烯酰胺〈PAM〉、含40000个PAM单体。聚苯乙烯衍生物7.助滤剂的功能和种类？答：当滤浆中含有极细的颗粒时，在滤过介质上形成了致密的细孔道的滤饼，或堵塞过滤介质的孔道，使滤过无法进行。另外当滤浆中含有粘性或胶凝性或高度可压缩性颗粒时，形成的滤饼对滤液的阻力很大。这时可将某种质坚硬的能形成疏松滤渣的另一种固体颗粒加入滤浆中，或用滤浆将其制成糊状物辅在过滤介质上，以形成较疏松的滤饼，使滤液得以畅流，这种固体颗粒称为助滤剂。常用的助滤剂有硅藻土、纸粕、活性炭、金属屑和炉渣等。硅藻土具有很大的比表面积，能吸附胶体物质，并形成空隙率很高的滤饼，是应用

4、最广泛的助滤剂。纸粕多用作预涂层，可防止滤布的早期堵塞。8.简述板框式压滤机和转鼓真空过滤机的优缺点？板框压滤机的优点是：板框压滤机的结构简单，制造方便，附离设备少，占地面积小而过滤面积较大，操作压强高，适应性强，应用广泛。板框压滤机的缺点是：板框压滤机是间歇操作，生产效率低，工人劳动强度大，滤布损耗也较大，维护工作量大。转鼓真空过滤机：适用于过滤固体颗粒粗细不均的悬浮液，不需要搅拌装置，机器成本低，能适应进料浓度的变化，若需要在高温下操作，很容易采取保温措施。缺点是，转鼓表面不能充分利用，滤饼需要一定的黏性，否则易脱落，致使真空度下降，进料流量发生变化；更换滤布困难。9.细胞的

5、机械破碎方法有哪些？分别简述其原理和特点？1高压匀浆法原理：细胞悬浮在高压作用下从阀座与阀之间环系高速高速喷出后撞击到环上,细胞受到高速撞击后,急速释放到低压环境,从而在撞击力与剪切力的综合作用下破碎特点:1比生长率越高,破碎效率越低.。2团状与絮状造成高压匀浆机堵塞，一般不宜使用。3为了保护目标产物的生物活性，需对料液做冷却处理，设置相应冷却装置2珠磨破碎法原理：破碎室内填充玻璃或氧化锆微球，填充率为80%-85%，在搅拌桨的高速搅拌下微球高速运动，微球与微球之间以及微球与细胞之间发生冲击与研磨，使悬浮液中的细胞受到研磨剪切力与撞击而破碎。特点：1通常选用的微球与目标细胞的直径

6、之比为30-100之间。2珠磨破碎操作的有效能量为1%左右3适用于绝大数微生物细胞的破碎3撞击法原理：细胞是弹性体，比一般的刚性固体粒子难于破碎，将细胞冷却可使其成为刚性球体，降低破碎的难度。特点：细胞破碎程度均匀，可避免细胞反复受力过度发生过度破碎的现象。另外，细胞破碎程度可通过五级调节载气压力控制，避免细胞内部结构的破坏4超声波法：原理：在超声波作用下，液体发生空化作用，空穴的形成、增大与闭合产生极大的冲击力与剪切力使细胞破碎特点：利用频率高、波长短的超声波进行细胞破碎，效率更高