6.以生物素为限制性基质，当北京棒杆菌的比生长速率是0.036h-1时，生物素的浓度应该是多少？已知该菌对生物素的最大比生长速率是0.2h-1，饱和常数是0.40μg/L。（自己计算） 第六章
1、发酵罐应满足哪些基本要求？
能够保证无菌状态，可灭菌，耐2.5kg/cm2（表压）的压力；提供好气（嫌气）环境；设备能耗尽可能低；具有温度控制、pH控制及取样装置；蒸发损失不应过大；设备操作、清洗和维护的人工尽可能少；通用性；内壁要光滑、减少死角；不同容积的设备应具有相似的几何形状，便于按比例放大；成本尽可能低。
2、机械搅拌发酵罐搅拌器的型式有哪些？各有什么特点和应用？ （1）轴向流的代表：螺旋桨搅拌器 优点：混合效果好
缺点：剪切作用差，不能阻止气流沿搅拌轴上升，不能打碎气泡，不利于溶氧，只用于培养基的配制，料液的混合。
（2）径向流搅拌器的型式与特点：
圆盘平直叶涡轮搅拌器：是径向流的代表，在圆盘上焊有六片平直叶，圆盘可阻止气体沿搅拌轴上升，轴向流差，不利于混合，径向流强，剪切作用强，有利于打碎气泡，溶氧效果好，功率消耗大。
圆盘弯叶涡轮搅拌器：径向流较差，剪切作用不如平直叶，溶氧效果不如平直叶，轴向流较强，混合效果较好，功率消耗小。 圆盘箭叶涡轮搅拌器：径向流差，剪切作用小，溶氧效果差；轴向流强，混合效果最好，功率消耗最小。
3、试比较机械搅拌发酵罐、自吸式发酵罐、和升气式发酵罐的结构和优缺点。 （1）气升式发酵罐：
特点及结构：利用压缩空气的动能使醪液翻动，以减去机械搅拌和挡板，节省动力；罐外冷却，减少了罐内附件。
优点: 结构简单，附件少，容易制造，维修和清洗。取消了搅拌转动，减少了投资，节省动力约50%，对菌体无损伤。密封性能好，不易染菌。能自消泡，不须加消泡剂。装料系数高，可达80%-90%。
缺点: 耗气量非常大。混合与通气相耦合问题，很难在不改变通气的条件下改变混合状况。循环周期长，2.5分钟以上，对于好氧菌,不能满足溶氧需要。对于粘度大的醪液，相间混和接触较差。无菌空气压力高，罐压低，罐底易出现沉淀。降温也比较困难。 （2）自吸式发酵罐：
特点 不用空压机，在搅拌时或液体高速喷射时自动吸入空气。
优点: 不需另设空气制备系统,投资少,能耗低,吸入的气泡小,溶氧效果好,是通用罐的3倍. 缺点:搅拌转速要求高,如20立方米罐,要求400 rpm,而通用罐 < 200 rpm,功率消耗大,产生泡沫多,装料系数减少，≤70%；空气过滤器的阻力要求小;发酵罐内压力低,仅有0.1-0.2 kg/cm2,易染菌,主要用于饲料酵母,液体醋等粗放的通风发酵。 （3）通用式发酵罐的优缺点
优点: 适用范围广，便于控温，醪液混合效果好， 罐压高。
缺点: 搅拌功率消耗大，每立方米需2千瓦左右；罐内结构复杂，不易清洗，死角多，易渗漏 ，易染菌。培养菌丝体时，搅拌易受伤。需庞大的无菌空气制备系统，投资高，能耗高。
第七章
1什么叫搅拌轴功率？
搅拌器以既定的转速旋转时用以克服介质的阻力所需用的功率 2发酵工业常见的非牛顿型流体有哪些？ 彬汉塑性流体 拟塑性流体 涨塑性流体 凯松体流体
3测定KLa的方法有哪些？各有那些优缺点？ 亚硫酸盐氧化法
优点：方法简便，取样体积小，可减少由于发酵罐中液体体积的变化所造成的误差 缺点：费时长，准确性很差 排气法 A稳态法
优点：快捷，一般仅需15min，可采用添加有死菌体的发酵培养基，适用于小型发酵装置 缺点：用于大型发酵罐时有一定的局限性，不能用于超过1m高的装置 B动态法
优点：在真是的发酵体系中测定KLa； 在发酵过程的不同阶段都可进行； 测定迅速；
仅需复膜溶氧电极即可
缺点：溶氧浓度的增加范围较小，对需氧量接近发酵罐供氧能力的发酵过程不适用； 恢复通风后，微生物的呼吸速率xQO2不是一个常数； 在高于1m的发酵罐中用此法测定的Kla值明显偏低； 不适用于黏性体系 氧的衡算法
优点：最简便；可在发酵过程中测定溶氧效率
4影响发酵罐的KLa的因素有哪些？其机理是什么？ 空气流速
KL a 随空气流速的增加而增大，但空气速度过大，则可使叶轮发生过载 搅拌
打散气泡，增大气液接触面；
形成涡流，延长气泡在液体中停留时间； 形成湍流，减小气泡外的液膜阻力； 避免菌丝结团，减少菌丝团阻力 发酵液的性质
黏度、pH、极性、表面张力、离子浓度、菌体浓度等，都会影响气泡的大小、稳定性和氧的传递速率
5比拟放大的基准有哪些？ 反应器的几何特征
2、氧的体积传递系数（kLa）
3、最大剪切力（对机械搅拌反应器，可用搅拌器叶尖线速度表示） 4、单位体积液体的搅拌消耗功率（P/VL) 5、单位反应器有效体积的通气速率（VVM） 6、通气表观线速度 7、混合时间
8、搅拌雷诺准数 7 计算见课本
第八章
1 PH对发酵过程有哪些影响，发酵过程中应如何控制PH？ （1）①影响酶活性，改变菌体的代谢途径
②影响细胞膜带电情况，改变膜透性，影响微生物对营养吸收及产物的分泌 ③影响某些营养物质的可给性 ④改变培养基的氧化还原条件 ⑤影响产物的稳定性 ⑥影响某些微生物的形态
（2）①调节基础培养基的配方 调整碳氮源的配比
调整生理酸/碱性物质的比例 使用缓冲剂或加入碳酸钙 ②补料控制
H2SO4和NaOH直接控制
用补硫酸铵和氨水控制 PH较高时补加硫酸铵。当pH较低时补加氨水。 可以通过补加糖或油来调节pH
2溶解氧对发酵过程有哪些影响？发酵过程中应如何控制溶解氧？ （10溶解氧影响菌体生长和代谢产物积累
对大多数需氧发酵，溶解氧高有利于菌体生长和产物合成，但并非越高越好 （2）提高溶氧的方法有：
改变气体成分，用纯氧增加氧分压，也成“富氧通气” 提高罐压，但CO2溶解度也增加 提高通气量，但会 产生大量泡沫
提高搅拌速度和增加挡板，但工业化大生产中，大型发酵罐的转速一般都是固定的，高转速也造成大量泡沫产生
3发酵过程中泡沫消长的规律是什么？应如何控制和消除泡沫？
（1）泡沫多少与通气搅拌的程度有关，搅拌是引起泡沫的主要原因。
泡沫的产生与培养基的成分有关，蛋白质原料是主要的发泡物质，丰富的有机质增加黏度，有利于泡沫的稳定。
灭菌方法也会影响泡沫的形成。 菌种不同，如有的生长慢，易起泡。
发酵过程中，初期泡沫稳定，随着营养物的分解利用，泡沫减少，发酵中后期，菌体大量繁殖，发酵液粘稠，菌体自溶造成可溶性蛋白质浓度增加，泡沫上升 （2）泡沫的消除：
①机械消沫：在罐内装消沫浆。但作用不大。 ②化学消沫：
A.消泡剂有天然油，豆油，菜子油等，它还作为碳源被菌利用。
B.高分子物质如聚氧丙烯甘油(GP)、聚氧乙烯氧丙烯甘油(GPE)，又叫泡敌。消泡能力比植物油60-80倍强。目前工业上已取代油。
4发酵生产中应如何防治杂菌和噬菌体的污染？ （1）无菌检查 显微镜检查
无菌试验法 试剂盒检验法
（2）发酵设备的定期检查 （3）严格按要求进行操作
第十一章
1沉淀法主要包括哪些方法？其机理分别是什么？ 盐析法 破坏水化膜
破坏水化膜，暴露出憎水区域 中和电荷，减少静电斥力 等电点沉淀法
有机溶剂沉淀法 降低溶剂介电常数 破坏水化膜 相反力
非离子型聚合物沉淀法
与有机溶剂相似，能降低水活度，破坏蛋白质的水化膜。
常用非离子性聚合物为Polyethylene glycol (PEG)： 是一种水溶性的高分子聚合物，分子量 4,000 以上的 PEG 可以用来沉淀蛋白质 聚电解质沉淀法 架桥与静电 金属离子沉淀法
2发酵工业常用的吸附剂有哪些？应如何选用？ 活性炭
它能吸附绝大部分有机气体以及恶臭物质
对SO2、NOx、Cl2、H2S、CO2等有害气体也有优良的吸附能力 优点：性能稳定、抗腐蚀。 缺点：可燃性 活性氧化铝
无毒、对水的吸附容量很大
优点：性能稳定、抗腐蚀。 缺点：可燃性 废气的净化
可在移动床中使用 硅胶
常用于处理含湿量较高的气体干燥，烃类物质回收等 沸石分子筛
常用于含SO2、NOX、CO、CO2、NH3、CCl4、水蒸汽和气态碳氢化合物废气的净化 大孔吸附树脂
选择性好，解吸容易、机械强度好、可反复使用和流体阻力较小 3多级逆流萃取流程的萃取机理是什么？ 料液移动的方向和萃取剂移动的方向相反
第十二章 离子交换分离
1.常用的离子交换树脂有哪几种？其交换机理是什么？ 离子交换树脂
阳离子交换树脂：强酸性阳离子交换树脂，弱酸性阳离子交换树脂
阴离子交换树脂：强碱性阴离子交换树脂，弱碱性阴离子交换树脂
特种树脂：大孔离子交换树脂，螯合树脂，多糖基离子交换剂，萃淋树脂
2.在发酵工业应如何选用离子交换树脂？
3.简述离子交换分离技术的基本原理。
离子交换分离技术是基于不溶性高分子化合物作为层析物质的一种分离方法。通过分子中的活性离子将溶液中带相反电荷的物质吸附在离子交换剂上，然后用适当的洗脱溶剂将吸附物质再从离子交换剂上洗脱下来，从而达到目的产物的分离、浓缩和纯化的目的。
第十三章 膜分离技术
1. 截留分子量、膜的浓差极化和膜污染各是什么？如何减轻膜污染？
截留分子量：相当于一定截留率(通常为90%或95%)的相对分子量。
浓差极化:在膜分离过程中，膜表面上溶质浓度高于主体溶质浓度的现象。 膜污染:由于溶质与膜的相互作用而在膜表面和孔内吸附，或因浓差极化，溶质在膜表面产生沉淀或结晶，形成“凝胶层”引起膜性能变化的现象。
对料液进行预处理：除菌；对膜进行预处理：开发抗污染的膜；改变操作条件：加大料液流速。
2. 什么是膜分离？常用的膜分离过程有哪几种？其机理是什么？ 膜分离：利用膜的选择性（孔径大小），以膜的两侧存在的能量差作为推动力，由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的一种技术。
反渗透 ，NF 纳滤，Ultrafiltration 超滤 ，微滤， 一般过滤 膜分离过程的实质是物质透过或被截留于膜的过程，近似于筛分过程，依据滤膜孔径大小而达到物质分离的目的，故而可以按分离粒子大小进行分类。
3. 什么是超滤？影响超滤的因素有哪些？超滤在发酵工业有哪些应用？
超滤：分离介质同上，但孔径更小，为0.001-0.02 μm，分离推动力仍为压力差，截断分子量可变化。
4. 什么是反渗透？简述其基本原理。
反渗透：在溶质浓度高的一侧施加超过渗透压的压力，使溶剂透过膜的操作。
其基本原理为溶解扩散。在高于溶液渗透压的压力作用下，只有溶液中的水透过膜，而所有溶液中的大分子、小分子有机物及无机物全被截留住。
第十四章 蒸馏设备
1. 酒精发酵成熟醪中含有哪些杂质？在蒸馏过程中应如何除去？ 杂质类别 化学组成 理化特点 去除方法