分批发酵连续流加发酵和分批补料发酵优缺点比较

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1、图表比较分批发酵、连续（流加）发酵和分批补料发酵优缺点?表一：分批发酵、连续（流加）发酵和分批补料发酵简单比较发酵方法 比较内容“、分批发酵连续（流加）发酵分批补料发酵定义指生物反应器的间歇操作， 在发酵过程中，除了不断进 行通气（好氧发酵）和为调 节pH而加入的酸碱溶液外， 与外界没有其他物料交换.以一定的速度向发酵罐内添 加新鲜培养基，同时以相同 速度流出培养液，从而使发 酵罐内的液量维持恒定的发 酵过程。在微生物分批发酵过程中，以某种方 式向发酵系统中补加一定物料，但并 不连续地向外放出发酵液的发酵技 术，使发酵液的体积随时间逐渐增 力口。是介于分批发酵和连续发酵之间 的一种发酵技术。发

2、酵周期在特定的条件下只完成一个 生长周期的微生物培养方法完成多个生长周期的微生物培养方法无菌要求高高低菌种变异稳定易污染杂菌，退化高菌种变异，退化少应用范围范围广范围小范围广发酵罐体积恒定值体积相对恒定随时间增加：D=F/（V0+Ft）比生长速率卩=l/Xdx/dt卩=1/X(dx/dt+Dx)Xt=X0+Yx/s(SR-St)成本低高高产物利用率与转化效率高低高接下表：背面接上表：背面文酵方法分批发酵连续（流加）发酵分批补料发酵比较内容优点对温度的要求低，工艺操可以提高设备的利用率和可以解除底物的抑制、产物的反馈作简单;比较容易解决杂菌污染和单位时间产量，只保持个期的稳定状态;抑制和分解代谢

3、物阻遏作用。可以减少菌体生长量，提高有用产其他菌种退化等问题；对营养物的利用效率较 高，产物浓度也比连续 发酵要咼。 发酵中各参数趋于恒值，便于自动控制； 易于分期控制。可以在不 同的罐中控制不同的条 件。物的转化率； 菌种的变异及染菌易控制； 便于自动化控制 避免在分批发酵中一次性投入糖过 多导致细胞大量生长，耗氧过多， 以致通风搅拌设备不能匹配的状 况。缺点 人力、物力、动力消耗较大； 生产周期较短 生产效率低。 对设备的合理性和加料设 备的精确性要求甚冋； 营养成分的利用较分批发酵差，产物浓度比分批 发酵低； 杂菌污染的机会较多，菌 种易因变异而发生退化。对补料过程中加入的物料无菌要求

4、咼，如果这个过程中有处理不当， 之前的过程全部作废，发酵倒罐。呼吸作用与发酵的根本区别在于：电子受体不是将电子直接传递给底物本身的中间产物， 而是交给电子传递系统，并逐步释放能量后再交给最终的电子受体。4、发酵过程杂菌污染的途径有哪些？如出现杂菌污染，应如何处理？ 答：发酵过程杂菌污染的途径有 1.种子带菌，2.培养基及设备消毒不够，3.设备破损，4.空 气系统，5.操作不当（取样、补料、消泡、控制）等。（2 分）如出现杂菌污染，应对染菌时间、种类、染菌规模进行分析根据具体情况处理，（ 1 分） 如：1. 种子带杂菌灭菌，排掉。（0.5 分）2. 发酵前期严重：实消后补种、料。不严重：运转并观

5、察。（0.5 分）3. 发酵中期分析微生物数量、种类、物料性质，再做处理。（0.5 分）4. 发酵后期同中期，并考虑产率与成本关系，考虑放罐。（0.5 分）5、连续发酵有何优缺点？ 答：（1）、设备生产能力大、利用率高、没有中间清洗杀菌、没有发酵适应期。（1 分） （2）、连续化、自动化、人平生产率高、成本降低。（1 分）（3）、发酵稳定、便于管理。（1 分）缺点：营养利用率略低、控制要求高。（2 分）6、摇瓶提高溶氧方法有哪些？发酵罐提高溶氧方法有哪些？ 答：摇瓶提高溶氧可考虑减小装液比，增加摇床转速，不会造成染菌的情况下减少瓶口砂 布层数等方法。（3 分）发酵罐提高溶氧的方法有选择合理罐型

6、，增加高径比，适当提高 通气量，适当提高搅拌速度（搅拌罐）等方法。（3 分）6、泡沫对发酵有何影响？常用的消泡方法有何优缺点？答：泡沫对发酵的影响有：（1）泡沫持久存在，妨碍 CO2 的排除，影响微生物对氧的吸 收，破坏正常生理代谢，不利发酵和生物合成。（2）泡沫大量产生，使发酵罐有效容积大 大减少，影响设备利用率。（3）泡沫过多，控制不好，会引起大量跑料，造成浪费和环境 污染（4）泡沫升到灌顶，可能从轴封渗出，增加染菌机会（ 5）泡沫过多也会影响氧传 递、通风与搅拌效果。（3 分，答出3点以上即可） 化学消泡优点：化学消泡剂来源广泛，消泡效果好作用迅速可靠，用量少，不需改造设 备，大小规模适

7、用，易实现自动控制。缺点：消泡剂对微生物生长有毒性。（1 分） 物理消泡优点：不用在发酵液中加其他物质，节省原料，减少由于加消泡剂引起的污染机 会。缺点：不如化学消泡迅速、可靠，需一定设备及消耗动力，不能从根本上消除引起稳 定泡沫的因素。（1 分）7、改变细胞膜通透性的方法有哪些？答：（1） 选择生物素缺陷型限制生物素用量，（2） 生物素过量时采用油酸缺陷型菌株， 限制油酸用量，（3） 添加含高级脂肪酸的表面活性剂，拮抗脂肪酸的合成，（4）选育甘 油缺陷型，限制甘油含量，（5）添加青霉素控制细胞壁后期合成。（每点1 分）基于工业发酵的基本模式,在微生物定向育种和发酵条件控制方面所采取的五字策略

8、是 “ 进、通、节、堵、出 ”进，促进细胞对碳源营养物质的吸收；通，使来自上游和各个注入分支的碳架物质能 畅通地流向目的产物； 节，阻塞与目的产物的形成无关或关系不大的代谢支流，使碳架物质相对集中地流向目 的产物； 堵，消除或削弱目的产物进一步代谢的途径； 出，促进目的产物向胞外空间分泌。五、分析问答题：（15 分） 1、在某菌种发酵生产中，最近发现发酵过程中糖氮的消耗减慢了，发酵周期延长了，产品 得率下降，试分析可能的原因，并进一步验证和提出解决的办法。答：经分析很可能发生了菌种衰退。（3 分，写出分析的根据） 验证方法：1、显微镜镜检，观察菌种形态上有无发生变异， 2、平板培养，观察菌落生

9、长 情况， 3、摇瓶培养，测定相关生理指标。换过菌种或进行菌种复壮，看上述现象是否消 失。（5 分）要解决好菌种衰退问题要做到：（1）做好菌种的保藏工作（5 分，回答5 点以上即可，每点给1分）A、使菌种在保藏中处于休眠状态，抱子、芽抱。低温、干燥、缺氧、营养缺乏、代谢活 动下降。B、要纯粹，要作无菌检查C、新鲜的斜面，生长要丰满，取幼龄菌接种D、接种量要适当，斜面生长不过密E、保藏培养基，C源比例少，营养贫乏一些，否则产酸，产生代谢产物，引起变异。保藏 培养基不加或少加葡萄糖，活化用 0.1葡萄糖F、尽量减少传代次数G、培养条件中，营养、温度、水分要合适，稳定。活化使用培养基要与保藏使用培养

10、基基本相同 （2）定期进行菌种选育工作（2分） 通过自然选育和诱变育种的方法，选育遗传性能稳定的高产菌株。26 举例说明生物化学意义上的“发酵”和工业意义上的“发酵”概念的异同。 答：生物化学意义上的 “发酵”，指微生物在无氧条件下分解各种有机物质产生能量的一种 方式。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出二氧化碳，同时获得能量；丙 酮酸被还原为乳酸而获得能量等。而工业意义上的 “发酵”，它泛指利用微生物制造成生产 某些产品的过程。它包括厌氧培养的生产过程，如酒精、乳酸、丙酮丁醇等，以及通气 （有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等的生产。产品既有微生物细胞代 谢产物，也包括菌体细胞（如单细胞蛋白SCP）、酶等。