生化工程

1、生化工程復習資料生化工程復習資料第一章第一章培養(yǎng)基滅菌培養(yǎng)基滅菌1.1.滅菌的方法滅菌的方法（一）化學物質滅菌（二）輻射滅菌（三）干熱滅菌（四）濕熱滅菌（五）過濾除菌2.2.幾個概念：幾個概念：①致死溫度：致死溫度：殺死微生物的極限溫度。②致死時間：致死時間：在致死溫度下，殺死全部微生物所需要的時間。③微生物的熱阻：微生物的熱阻：表示微生物對熱的抵抗能力，即指微生物在某一特定條件下（主要是溫度）的致死時間。其對熱的抵抗能力越大，可以理解

2、為熱阻越大，衡量不同的微生物對熱的抵抗能力的大小，可以使用相對熱阻的概念。④相對熱阻：相對熱阻：某一微生物在某一特定條件下的致死時間與另一微生物在相同條件下的致死時間之比。例如：芽孢大腸桿菌=30000001；病毒大腸桿菌=1—51等。⑤對數(shù)殘存定律對數(shù)殘存定律微生物的濕熱滅菌過程，其本質上就是微生物細胞內蛋白質的變性的過程。因此，可以把滅菌過程看成是蛋白質的變性的過程，從這個意義上講，滅菌過程應遵循單分子反應的速度理論，那么，則有下列

3、方程：dNdt=kN式中，N—殘存的活菌數(shù)；t—滅菌時間（s）；K—滅菌速度常數(shù)（s1），也稱反應速度常數(shù)或比死亡速度常數(shù)，此常數(shù)的大小與微生物的種類與加熱溫度有關；dNdt—活菌數(shù)瞬時變化速率，即死亡速率。3、影響滅菌效果的因素、影響滅菌效果的因素（1）微生物種類：不同的微生物k值不同。（2）初始菌量：在保持N值不變的前提下，t與初始菌量N0的對數(shù)成正比。（3）培養(yǎng)基成份：油脂、蛋白質增加微生物的耐熱性。(4)傳熱與混合狀況：影響受熱

4、均勻度。(5)培養(yǎng)基中固體顆粒的存在影響熱穿透。(6)蒸汽中空氣的存在降低蒸汽分壓和滅菌溫度。(7)pH：酸性pH下可加快微生物熱死速率4.4.連續(xù)滅菌也叫連消，將配制好的并經(jīng)預熱（連續(xù)滅菌也叫連消，將配制好的并經(jīng)預熱（6060～75℃75℃）的培養(yǎng)基用泵連續(xù)輸入由直接蒸汽加熱的加熱）的培養(yǎng)基用泵連續(xù)輸入由直接蒸汽加熱的加熱塔，使在短時間內達到滅菌溫度（塔，使在短時間內達到滅菌溫度（126126～132℃132℃）。然后進入維持罐（或維

5、持管）。然后進入維持罐（或維持管），使在滅菌溫度下維持，使在滅菌溫度下維持3～7分鐘后再進入冷卻管，使其冷卻至接種溫度并直接進入已事先滅菌（空罐滅菌）過的發(fā)酵罐內。分鐘后再進入冷卻管，使其冷卻至接種溫度并直接進入已事先滅菌（空罐滅菌）過的發(fā)酵罐內。間歇滅菌與連續(xù)滅菌的比較1、歇滅菌的優(yōu)點和缺點、歇滅菌的優(yōu)點和缺點優(yōu)點是設備要求低，不需另外設置加熱、冷卻裝置；操作要求低，適于手動操作，適合于小批量生產(chǎn)規(guī)模；適合于含有大量固體物質的培養(yǎng)基的

6、滅菌。缺點是培養(yǎng)基的營養(yǎng)物質損失較多，滅菌后培養(yǎng)基的質量下降；需進行反復的加熱和冷卻，能耗較高；不適合于大規(guī)模生產(chǎn)過程的滅菌；發(fā)酵罐的利用率較低。2、連續(xù)滅菌的優(yōu)點和缺點、連續(xù)滅菌的優(yōu)點和缺點優(yōu)點是滅菌溫度高，可減少培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質的損失；操作條件恒定，滅菌質量穩(wěn)定；易于實現(xiàn)管道化和自控操作；避免了復的加熱和冷卻，提高了熱的利用率；發(fā)酵設備利用率高。缺點是對設備的要求高，需另外設置加熱、冷卻裝置；操作較麻煩；染菌的機會較多；不適合于含大

7、量固體物料的滅菌；對蒸汽的要求高。ln=－KL，L是濾床厚度，K是常數(shù)。0NN對數(shù)穿透定律的四點假設：對數(shù)穿透定律的四點假設：?1)過濾器中過濾介質中，每一根纖維周圍的空氣流態(tài)并不因其它臨近纖維的存在而受影響。?2)空氣中的微粒與纖維表面接觸后即被吸附，不再被空氣帶走。?3)過濾器中的過濾效率與空氣中的微粒的濃度無關。?4)空氣中微粒在濾層中的減遞均勻，即每一纖維薄層除去同樣百分率的菌體。第三章第三章通氣與攪拌通氣與攪拌1攪拌器的形式反

8、應罐中的常用機械攪拌器大致可分為軸向流攪拌器和徑向流攪拌器兩種型式，前者如螺旋槳式，后者如渦輪式。（1）螺旋槳式攪拌器螺旋槳式攪拌器在罐內將液體向下或向上推進，形成軸向的螺旋流動，其混合效果尚好，但產(chǎn)生的剪率較低，對氣泡的分散效果不好。一般用在靠壓差循環(huán)的培養(yǎng)罐內，以提高其循環(huán)速度。（2）（圓盤）平直葉、彎葉、箭葉渦輪攪拌器這三種渦輪攪拌器產(chǎn)生的流型相似，消耗的功率依次降低。（攪拌器的流型課本38頁圖）2攪拌器軸功率計算Np==K(）m

9、=K(Rem)m。其中，P0：不通氣時攪拌器輸入液體的功率（W）；ρ：液體53DNPo???ND2密度kgm3；μ：液體粘度NSm2；D：渦輪直徑m；N：渦輪轉數(shù)rs是無因次數(shù)，定義為功率準數(shù)Np。53DNPo?Np表示機械攪拌器所施于單位體積被攪拌液體的外力與被攪拌液體的慣性力之比。當Rem≥104，達到充分湍流之后，Rem上升，Np不變，此時：對圓盤六平直葉渦輪Np=6；對圓盤六彎葉渦輪Np=4.7；對圓盤六箭葉渦輪Np=3.7。M

10、ichel修正式：Pg=2.25()0.3910308.032QDNPo??3.非牛頓流體特性對攪拌功率計算的影響非牛頓流體特性對攪拌功率計算的影響(1)牛頓型流體：其流變特性符合關于流體流動的牛頓黏性定律，即P45公式36主要特征，μ只是溫度的函數(shù)，與流動狀態(tài)無關。(2)非牛頓型流體：μ除了是溫度的函數(shù)外，還與流動狀態(tài)有關。2曲線為擬塑性流體的流變特性曲線，主要特征是:隨剪應速率的升高，μ是下降趨勢。曲線3是彬漢塑性流體的流變學特征線