什么是临界氧浓度和最适氧浓度,发酵过程的一般溶氧变化规律是什么?

题目

什么是临界氧浓度和最适氧浓度,发酵过程的一般溶氧变化规律是什么?

参考答案和解析
正确答案: 临界氧浓度:不影响微生物呼吸时的最低溶解氧浓度称为临界溶解氧浓度;
最适氧浓度:指溶解氧浓度对生物合成的一个最适范围。
变化规律:一般来说,发酵初期,菌体大量增殖,耗氧量大,此时氧量供小于求,溶解氧浓度明显下降,同时菌体摄氧量则出现高峰。发酵中,对于分批发酵来说溶解氧浓度变化比较小,因为菌体已繁殖到一定程度,呼吸强度变化不大。到了发酵后期,由于菌体衰亡,呼吸强度减弱,溶解氧浓度也会逐步上升。菌体开始自溶后,溶解氧浓度上升更为明显。
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相似问题和答案

第1题:

为什么溶解氧浓度是发酵过程中的重要参数?


正确答案: 目前通用的测定溶解氧传感器,只能提供相对的溶解空气饱和度(简称空气饱和度)。即在培养基灭菌后,通气搅拌,直到传感器所联系的仪表上显示的读数不在上升时设定为100%。并以此为基准,在发酵过程中连续测定观察空气饱和度的变化。用目前通用的溶解氧传感器不可能测得培养液中溶解氧的绝对值。溶解氧的绝对值至今只能用复杂的极谱仪进行测定。用空气饱和度在目前已足以初步满足发酵工艺的需要。
溶解氧是促进微生物代谢的重要因素之一,它主宰着细胞的呼吸、生长、代谢产物的生物合成,但并不是溶解氧水平越高越有利于生产,过高的溶解氧水平往往使积累的产物被进一步代谢,甚至出现毒性反应,各种菌种的最适溶解氧水平并不一致,如青霉素生物合成时溶解氧保持在30%的空气饱和度,过低的溶解氧水平,如溶解氧水平降到0,维持5分钟,明显的影响产物的生成,维持20分钟,即可造成不可逆的损伤。在发酵罐内,各个部位的溶解氧水平亦不一致,即使是某一测定点所测得的数值处于稳定状态时,对一部分培养液而言还是处于溶解氧水平波动状态,发酵罐越大,在罐内各处的溶解氧水平差异也越大,菌体收到的影响也很大,试验证实,在波动状态下虽然其平均值是30%,但产量比稳定在30%者要明显的低。发酵罐的放大,除几何相似,功率相似外,如何缩小发酵罐内部各部位间的溶解氧水平的差距,是一个重大研究课题。

第2题:

简述溶氧对发酵的影响,如何控制溶氧浓度可提高目标产物的产率?


正确答案:大部分工业微生物需要在有氧环境中生长,培养这类微生物需要采取通气发酵,适量的溶解氧可维持其呼吸代谢和代谢产物的合成。,对决大多数发酵来说,供氧不足会造成代谢异常,降低产物产量。因此,保证发酵液中溶氧和加速气相、液相和微生物之间的物质传递对于提高发酵的效率是至关重要的。
发酵液的溶氧浓度,是由供氧和需氧两方面多决定的,也就是说当发酵的供氧量大于需氧量,溶氧浓度就上升,反之就下降。因此要控制好溶氧浓度需要从这两方面入手。在供氧方面主要是设法提高氧传递的推动力和液相体积氧传递系数的值,如可调节搅拌转速或通气速率来控制供氧;发酵液的需氧量受菌体浓度的影响最为明显,发酵液的摄氧率随菌浓增加而按一定比例增加,但是氧的传递速率随菌浓的增加呈对数减少。因此可通过控制最合适菌体浓度来控制需氧量。在工业生产中还可通过调节温度,液化培养基,中间补水,填加表面活性剂来改善溶氧水平。

第3题:

微生物发酵的最适氧浓度与临界氧浓度的概念是完全一样的


正确答案:错误

第4题:

何谓呼吸强度、摄氧率和临界氧浓度?发酵过程中如何根据发酵需要控制溶解氧?


正确答案: 呼吸强度:单位时间内单位质量的菌体所消耗的氧量
摄氧率:单位时间内单位体积的发酵液所需要的氧量。
临界氧浓度:各种微生物的呼吸强度不同,当液相溶氧浓度CL较低时,QO2随着溶氧浓度的增加而增加,当CL增大到一定时,QO2不再随溶氧浓度的增加而变化,此时的溶氧浓度称为临界溶氧浓度,用Ccr表示。
当溶解氧浓度高于临界值,微生物的呼吸强度保持恒定,与培养液中溶解氧的浓度无关。当溶解氧低于临界值,微生物呼吸强度随溶解氧浓度的降低而显著下降。即细胞的代谢活动会因溶解氧浓度的限制受到影响。
在好氧发酵中,一般将溶氧水平控制在临界值以上,可避免细胞因供氧不足发生代谢异常.但并不是溶氧愈大愈好,因过度供氧操作引起能量消耗并对细胞可能产生伤害,溶氧太大有时反而抑制产物合成。

第5题:

简述发酵过程中溶氧的变化。


正确答案: 1.正常变化规律
前期:菌体大量繁殖,需氧量不断上升,如果供氧不足,就会造成溶氧量的下降。
产物合成期:与生长阶段相比,需氧量有所下降,溶氧水平上升,且比较稳定,此时往往需要工艺控制溶氧水平。
后期:由于菌体衰老,需氧量下降,溶氧水平上升。
2.异常变化
异常下降原因
(1)好气性杂菌的污染
(2)菌体代谢异常
(3)设备控制故障(如"闷罐"一罐排气封闭)
(4)消泡油过量
异常上升原因
(1)菌体代谢异常
(2)烈性噬菌体的污染

第6题:

简述临界溶氧浓度的概念。


正确答案: 临界氧浓度:CCr临界氧浓度:指不影响菌的呼吸所允许的最低氧浓度。
一般对于微生物:CCr:=1~15%饱和浓度

第7题:

提高通风发酵罐的饱和溶氧浓度的有效方法是富氧空气和直接通入氧气,目前已广泛采用。


正确答案:错误

第8题:

试述池塘溶氧变化规律是什么?


正确答案: 水平变化:由于风力作用,白天下风处溶氧比下风处高,风力越大,上下风出溶氧的差距也就越大。但夜间相反,上风处大于下风处。
垂直变化:由于水中辐照度和浮游植物均有垂直变化,白天上层照辐度大,浮游植物数量多,光合作用产氧多。下层正相反。产氧少而有机物耗氧量大,加以白天水的热阻力,上下水层不易对流,尽管上层溶氧超饱和,再下层溶氧却很低,再夏季往往趋近于零。再夜间由于池水密度流,溶氧的垂直变化不显著。
昼夜变化:一般来说,浮游植物数量越多,天启晴朗的溶氧的昼夜变异也越大。
季节变化:由于夏秋季节水温高,富有植物和微生物的新陈代谢,生长繁殖快,水质肥,耗氧因子多。溶氧的水平、垂直、昼夜变化十分显著。冬春季节水温低,则产生相反的结果。(冬季冰封情况下例外)

第9题:

控制好氧发酵的溶氧浓度一定小于微生物的临界溶氧值。


正确答案:错误

第10题:

临界氧浓度是指微生物对发酵液中溶解氧浓度的最低要求


正确答案:正确