生化工程期末考试复习(4)

营养成分受热分解规律符合微生物热死亡动力学规律和Arrhenius方程: －dC/dt = K’C

结论：当温度升高，微生物死亡速度比营养成分分解速度快，因此采用瞬时高温的方法。

灭菌效果（灭菌准数）：V总= ln(Ns/N0)= V加 + V保+ V冷

1.若温度从120℃升至150℃，分别计算120℃和150℃ 下的VB1的分解速率常数KB和嗜热芽孢杆菌的比死亡速率常数Ks；并比较

KB150/KB120; Ks150/Ks120，反映何种规律。

已知ΔEB1 =92114J/mol,AB1=9.30×1010（min-1）; ΔEs = 284460J/mol,As =1.34×1036 (min-1)

2.在120℃下灭菌7.6min，计算此时VC的损失率。(120℃下，若Kc ＝0.055min－1)

3.发酵培养基60 m3，初始杂菌数为105个/ml, 生产要求最终无菌度为10-3。采用分批灭菌方式，120℃维持5min.已知升温和降温的灭菌效果不超过总灭菌度效果的25％。则所设计的T-t过程是否达到无菌要求。如何改进。

对数穿透定律：－dN/dL=KN积分后得： ln（Ns/ N0）＝－K L

空气过滤器的尺寸计算：

（1） 过滤层厚度的计算： L＝－ln（Ns/ N0）/K

（2） 过滤器的直径的计算：

D滤层＝

V－空气经过滤器时的体积流量（m3/s）； VS－空容器截面的空气流速（m/s）。

4. 1.试设计一台通风量为10m3/min 的棉花纤维过滤器，过滤器使用周期为100h。空气中颗粒数为5000个/m3,通过过滤器无菌要求为10-3。滤层选用df=16μm ,气速Vs=0.1m/s，填充系数α =8%。

求：过滤效率η及滤层厚度L

解：1.P=Ns/N0=10-3/(5000×10×60×100) =3.33×10-12

η=1-P=1-3.33×10-12

2) 表查得K=0.31cm-1,

L＝－ln（Ns/ N0）/K

两个传质阻力方程：Nα= Nv =Nv = kLα(C*－C)＝qo2 X

可得 KLa= QO2·X/（C*-CL）

1.发酵罐工作容量12m3,罐径2.2m,通风量5m3/min,通气时搅拌功率11.6Kw,搅拌转速119r/min,反应器中氧c*=0.21mmol/L,试计算当液相中溶氧浓度分别为 0.48mg/L,2.4 mg/L,

4.8 mg/L时的溶氧速率。

2.采用100L通用式发酵罐培养细菌，通风比为0.8L/L.min, kLα=0.0417/s, 确保满足qo2 =8.89

－×105 g /g.s(以氧/细胞计)，c=0.2mg/L, c*=7.3mg/L时达到供氧需求平衡，求此时的最大菌体浓度。

搅拌功率的计算（计算题）