生化工程考試大綱及詳細(xì)解釋

1、緒論1、重點1)生化工程的定義（識記）將生物技術(shù)的實驗室成果經(jīng)工藝及工程開發(fā)，成為可供工業(yè)生產(chǎn)的工藝過程，常稱為生化工程2)生化工程的研究內(nèi)容（識記）１、培養(yǎng)基滅菌、空氣除菌、通氣攪拌、反應(yīng)器及比擬放大２、微生物的連續(xù)培養(yǎng)３、生物反應(yīng)動力學(xué)４、固定化酶技術(shù)及應(yīng)用2、次重點生化工程的發(fā)展歷程（識記）生化工程學(xué)誕生于上世紀(jì)40年代。早期的發(fā)酵工業(yè)只有較少種類的產(chǎn)品，其中厭氧發(fā)酵產(chǎn)品居多。如酒類、乳酸。厭氧發(fā)酵由于不大量供應(yīng)氧氣，染雜菌導(dǎo)致生

2、產(chǎn)失敗的機(jī)會較少，故而深層液體厭氧發(fā)酵早就具有相當(dāng)大的規(guī)模。那時只有少數(shù)的好氧發(fā)酵產(chǎn)品采用了深層液體發(fā)酵生產(chǎn)法，如面包酵母，醋酸。前者因為酵母的比生長速率較高，后者因為醋酸的生成導(dǎo)致發(fā)酵液中pH降低，不易污染雜菌。40年代前期，正好是第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)場上有成千上萬的傷員需要救治，急需藥物（非磺胺類）防止傷口感染。早在1928年英國的學(xué)者Fleming發(fā)現(xiàn)了青霉素，1940年分離出純品，1941～1942年在臨床上應(yīng)用，證明有非常好

3、的療效，這時急待將青霉素投入工業(yè)化生產(chǎn)。第二章培養(yǎng)基滅菌和空氣除菌1、重點1）微生物的熱死滅動力學(xué)（應(yīng)用）2）空氣過濾設(shè)計（應(yīng)用）2、次重點1）分批滅菌的設(shè)計（應(yīng)用）分批滅菌：就是將配制好的培養(yǎng)基放在發(fā)酵罐或其他裝置中，通入蒸汽將培養(yǎng)基和所用設(shè)備一起進(jìn)行加熱滅菌的過程，通常也稱為實罐滅菌。2）連續(xù)滅菌反應(yīng)器的流體流動模型（理解）3）連續(xù)滅菌設(shè)計（應(yīng)用）連續(xù)滅菌：培養(yǎng)基在發(fā)酵罐外經(jīng)過一套連續(xù)滅菌設(shè)備，以比分批滅菌高的溫度和較短的時間進(jìn)行快

4、速連續(xù)加熱滅菌，并快速冷卻，再立即輸入預(yù)先經(jīng)過空罐滅菌后的發(fā)酵罐中3、一般1）空氣除菌方法（理解）(加熱滅菌輻射滅菌化學(xué)滅菌靜電除塵介質(zhì)過濾)2）典型空氣除菌流程（識記）(高空采風(fēng)—空壓機(jī)—貯罐—冷卻器—總過濾器—分過濾器—凈化空氣—進(jìn)罐)(北方)(濕度大時應(yīng)該在冷卻器后加上油水分離器和除霧器)3）新型過濾器（理解）(聚乙烯醇過濾器折式過濾除菌器高效燒結(jié)金屬過濾器絕對過濾3、一般：通氣攪拌反應(yīng)器的攪拌槳葉類型（識記）1.螺旋漿式攪拌器2

5、.圓盤平直渦輪攪拌器3.圓盤彎葉渦輪攪拌器4.圓盤平直箭葉攪拌器攪拌的作用：把通入的氣體打碎，強(qiáng)化湍流程度，使空氣與發(fā)酵液充分混合，氣、液、固三相更好地接觸，增加了溶氧速率，使微生物懸浮混合均勻，促進(jìn)代謝產(chǎn)物的傳質(zhì)速率。攪拌器的型式、直徑大小、轉(zhuǎn)速、組數(shù)、攪拌器間距以及在罐內(nèi)的相對位置等對氧的傳遞速率都有影響。第五章發(fā)酵罐的比擬放大1、重點：（1）幾何尺寸放大（應(yīng)用）幾何尺寸放大：在反應(yīng)罐的放大中，放大倍數(shù)實際上就是罐的體積增加倍數(shù)。放

6、大倍數(shù)m=V2V1V1：模型罐體積V2：放大罐體積一般要保持幾何相似的原則：H1D1=H2D2=常數(shù)V2V1=（D2D1）3=mD2D1=H2H1=m13（2）空氣流量放大（應(yīng)用）生物反應(yīng)器中空氣流量一般有兩種表示方法：①以單位體積培養(yǎng)液在單位時間內(nèi)通入的空氣量（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)）VVM來表示，即QgVL=VVM單位m3（m3?min）②以操作狀態(tài)下的空氣直線速度Vs表示，單位mmin兩種空氣流量的表示方法可以換算。VVM=∝min)273(6

7、.27465332??mmtVDPVLLSLV2LSDPVVL發(fā)酵液的體積(m3)PL液柱平均絕對壓強(qiáng)（Pa）HL：發(fā)酵罐液柱高度(m)p=(Pt9.81104)9.812HLρPt:罐頂壓力表所指示的讀數(shù)（Pa）Vs：罐內(nèi)空氣直線速度t：反應(yīng)器的溫度以下是三種空氣流量的放大方法：①以單位培養(yǎng)液體積中空氣流量相同的原則放大：(vvm)1=(vvm)2Vs∝(vvm)VLPD2∝(vvm)DP，VS2Vs1=D2D1P1P2，VS2可求②