上流式發酵柱實驗裝置

⑴ pH感測器的pH感測器的使用方法：

在使用時，通常先將PH感測器加上不銹鋼保護套，再插入發酵罐中。大多數PH感測器都具有溫度補償系統。由於電極內容物會隨使用時間或高溫滅菌而不斷變化，因而在每批發酵滅菌操作前均需進行標定，即用標準的PH緩沖液校準。通常PH感測器的測定范圍是0～14，精度達±(0.05～0.1)，響應時間為數秒至數十秒，靈敏度為0.1。
⑴校準 必須在使用前對感測器進行校準，這是對發酵罐進行滅菌的最後一步操作。感測器的校準在發酵罐外進行，將PH電極浸沒到含一種或多種標准緩沖液的適當容器中進行校準。這些操作最好均在發酵罐運行溫度下進行。PH電極需與發酵過程中使用的PH計相連接，PH計的校準裝置可按常規的PH計校準步驟來調整。由於發酵過程中重新校準的時分困難或者不可能，最好能固定PH計的校準控制，以避免實驗中的偶發性偏移，許多商業性的儀表都提供一些固定螺絲。
⑵ 滅菌 校準以後，應該將感測器插入到發酵罐中並進行密封。在發酵罐滅菌時，一般將PH計的連接物移開(採用高壓滅菌鍋滅菌時)，滅菌後重新連接，PH感測器開始工作。也有實驗操作人員用酒精對PH感測器單獨消毒(即不放入滅菌鍋)，主要是為了延長感測器的使用壽命。然後需將感測器立即插入且密封在罐內。必須指出，這一過程可能染菌。盡管有些報道稱在研究中規則地使用這一步驟沒有問題。具體方法如下：放好感測器，加上一個合適的配件以使PH探頭易於由發酵罐頂盤進行安裝，然後將其在無水酒精中至少放置lh。探頭和配件必須是很乾凈的，探頭的浸沒位置應高於配件。最後應迅速地將感測器轉移到預先滅好菌的發酵罐中，其已與空氣供應系統相連，而且其中的空氣已開始流動。
⑶ 校準的檢查 在滅菌或使用過程中，很可能會使校準發生偏移。對於狀況良好的感測器，這種偏移不會超過0.2個單位。但一些研究人員仍建議在發酵罐滅菌以後進行校準或者再校準。目前已有適用於較大發酵罐的這種系統，可以完全無菌地取出感測器，再將其部分地插入校準緩沖液中進行校準。在實驗室規模下，有必要將感測器完全移出，利用前述的化學處理方法來進行再消毒。在實驗室中檢查一個可疑校準的較好方法是對發酵液進行無菌取樣，在發酵罐外測量其PH值盡快進行檢測、讀數。因為細胞在不斷變化的條件下(例如在連續培養中氧和基質的消耗)進行連續代謝，如果培養基的緩沖性能較差，PH在幾分鍾內即可發生顯著變化，從而無法正確檢查感測器的校準。 在實際使用過程中，PH實際使用過程中，在PH感測器可能會存在以下問題：靈敏度/斜率下降，響應遲緩，雜訊信號以及化學破壞。
⑴靈敏度/率斜在PH和探頭的電極電位之間存在一定的理論關系(見前述的能斯特方程)。新的PH探頭可接近其理論斜率(即25℃下每PH單位的電極電位為59mv),但隨著探頭的老化或破壞，靈敏也會不斷下降。大多的PH計或放大器能控制並改變其將電壓信號轉變為PH讀數的靈敏度(通常標記為斜率或靈敏度)，可由mv或溫度來定標(因為溫度是理論上影響斜率的惟一因素)。值得注意的是，這不同於「緩沖液設置」或「零控制」。圖5-9表示了當靈敏度控制發生設置錯誤時的情況。將系統進行某種PH校準(通過緩沖液設置控制)後，再用一種或多種緩沖液進行檢驗。與預期結果不同的是，PH計的讀數會系統性地偏離已知緩沖液的PH值，如圖5-9中虛線所示。如果所得到的線比較陡，說明斜率設置過低；如果所得的線比較平緩，則說明斜率設置過高。斜率/靈敏度的控制必須設置在低於理論值的PH值，才能使PH探頭能夠按照5-9中所示的實線來工作(這相當於進行探頭的兩點校準)時，說明該系統的靈敏度較差。
⑵清洗 當PH探頭表現出響應延遲或靈敏度下降時，就需要對其進行清洗。PH探頭惡化的主要原因是發酵液中的物質污染了多孔塞，多孔塞如果被污染就會由白色變成褐色或黑色。為防止污染，可將PH探頭浸泡在10mmol.L-1HCl溶液中，這樣不會損壞PH感測器(這也可用於運行間歇期間常規保存PH探頭)。有時添加胃蛋白酶有助於去除蛋白質沉澱。如果HCl處理沒有效果，可以嘗試下面兩種方法，盡管它們具有一定的損壞PH探頭的風險，但也有一定的效果。將PH探頭浸泡於1%左右的H 2O2 溶液中約1～2h；或者對多孔塞進行溫和的機械清洗，即採用鋒利的刀片颳去外表面的沉積物。
⑶ 電干擾 PH計的高阻抗和放大器線路可能會產生一些問題，這使得PH探頭對由其他電氣設備的雜散場入口的感應電壓帶來的雜訊比較敏感，對由載有PH探頭信號的兩個接線柱間微量的電流泄漏引起的錯誤響應也較為敏感。為此PH感測器或PH計的製造商提供了專用的屏蔽導線和接線柱。，如果存在過量雜訊，可將PH探頭導線從其他電線處移開以減少雜訊。攪拌器電機可能是一個干擾源，這可通過將電機關閉幾秒鍾來檢查。PH跡線上的尖峰與加熱器電路的開或關相對應(開關可以由燈來觀察或根據加熱器控制單元的繼電器切換的聲音來判斷)。高壓滅菌後出現的雜訊或不準確的讀數，可以反映滅菌過程中蒸汽冷凝引起的接線柱及導線的污染。
⑷防止機械破壞PH探頭相當易碎，在發酵罐的安裝和清洗過程中容易破損。因些建議在發酵罐准備的後期再插入PH探頭(需要在這里進行校準)，在使用後(下罐)拆卸時先取出PH探頭。感測器發生破損的很多情況是由於未取出感測器就直接提起了發酵罐的頂蓋。為了避免探頭在運行間歇期間貯存時產生破損， 一個簡便方法是將感測器置於一個塑料量筒內，該量筒內裝有專用溶液。選擇合適的量筒尺寸，以使探頭的較寬部位也可放入，球形檢測部位懸浮在底部上方(如可將一個棉塞入量筒底部)，同時最好將量筒用夾子固定

⑵ 試例舉幾種啤酒發酵設備，並闡明其特點。

啤酒發酵設備-發酵罐介紹 發酵罐：承擔產物的生產任務。它必須能夠提供微生物生命活動和代謝所要求的條件，並便於操作和控制，保證工藝條件的實現，從而獲得高產。
一個優良的發酵罐裝置和組成
(1)應具有嚴密的結構
(2)良好的液體混合特性
(3)好的傳質相傳熱速率
(4)具有配套而又可靠的檢測，控制儀表啤酒發酵設備-發酵罐發展歷史 第一階段：1900年以前，是現代發酵罐的雛形，它帶有簡單的溫度和熱交換儀器。
第二階段：1900-1940年，出現了200m3的鋼制發酵罐，在麵包酵母發酵罐中開始使用空氣分布器，機械攪拌開始用在小型的發酵罐中。
第三階段：1940-1960年，機械攪拌，通風，無菌操作和純種培養等一系列技術開始完善，發酵工藝過程的參數檢測和控制方面已出現，耐蒸汽滅菌的在線連續測定的pH電極和溶氧電極，計算機開始進行發酵過程的控制。發酵產品的分離和純化設備逐步實現商品化。
第四階段：1960-1979年，機械攪拌通風發酵罐的容積增大到80-150m3。由於大規模生產單細胞蛋白的需要，又出現了壓力循環和壓力噴射型的發酵罐，它可以克服—些氣體交換和熱交換問題。計算機開始在發酵工業上得到廣泛應用。
第五階段：1979年至今。生物工程和技術的迅猛發展，給發酵工業提出了新的課題。於是，大規模細胞培養發酵罐應運而生，胰島素，干擾素等基因工程的產品走上商品化。啤酒發酵設備-發酵罐的特點 (1)發酵罐與其他工業設備的突出差別是對純種培養的要求之高，幾乎達到十分苛刻的程度。因此，發酵罐的嚴密性，運行的高度可靠性是發酵工業的顯著特點。
(2)現代發酵工業為了獲取更大的經濟利益，發酵罐更加趨向大型化和自動化發展。在發酵罐的自動化方面，作為參數檢測的眼睛如pH電極，溶解氧電極，溶解CO2電極等的在線檢測在國外巳相當成熟。發酵檢測參數還只限於溫度，壓力，空氣流量等一些最常規的參數。啤酒發酵設備-發酵罐的種類發酵工業上最常用的是通風攪拌罐。除了通風攪拌發酵罐外，其它型式的發酵罐如：氣提式發酵罐，壓力循環發酵罐，帶超濾膜的發酵罐等。
典型發酵設備：種子制備設備、主發酵設備、輔助設備(無菌空氣和培養基的制備)、發酵液預處理設備、粗產品的提取設備、產品精製與乾燥設備、流出物回收，利用和處理設備發酵罐工藝操作條件
1。溫度:25～40℃。
2。壓力:0～1kg/cm3(表壓)。
3。滅菌條件;溫度100～140℃，壓力0～3kg/cm3(表壓)。
4。pH:2～11。
5。需氧量:0。05～0。3kmo1/m3·h。
6。通氣量:0。3～2VVM。
7。功率消耗:0。5～4kW/m3。
8。發酵熱量:5000～20000kcal/m3。h。啤酒發酵設備-發酵罐的類型 1。按微生物生長代謝需要分類
好氣:抗生素，酶制劑，酵母，氨基酸，維生素等產品是在好氣發酵罐中進行的；需要強烈的通風攪拌，目的是提高氧在發酵液中的傳質系數。厭氣：丙酮丁醇，酒精，啤酒，乳酸等採用厭氣發酵罐。不需要通氣。
2。按照發酵罐設備特點分類
機械攪拌通風發酵罐：包括循環式，如伍式發酵罐，文氏管發酵罐，以及非循環式的通風式發酵罐和自吸式發酵罐等。非機械攪拌通風發酵罐:包括循環式的氣提式，液提式發酵罐，以及非循環式的排管式和噴射式發酵罐。這兩類發酵罐是採用不同的手段使發酵罐內的氣，固，液三相充分混合，從而滿足微生物生長和產物形成對氧的需求。
3。按容積分類
一般認為500L以下的是實驗室發酵罐;500-5000L是中試發酵罐;5000L以上是生產規模的發酵罐。密閉厭氧發酵罐
對這類發酵罐的要求是：能封閉；能承受一定壓力;有冷卻設備;罐內盡量減少裝置，消滅死角，便於清洗滅菌。
酒精和啤酒都屬於嫌氣發酵產物，其發酵罐因不需要通入昂貴的無菌空氣，因此在設備放大，製造和操作時，都比好氣發酵設備簡單得多。
它的容積常大於50m3，H:Dt=1-2，罐的上，下部都是錐形的。
上部有物料口，冷卻水口，CO2和氣體出口，人孔和壓力表開口等。
溫度控制採用罐內蛇管和罐外壁直接水噴淋相結合，排料管在罐的底部。
一，酒精發酵罐
酵母將糖轉化為酒精高轉化率條件
(1)滿足酵母生長和代謝的必要工藝條件
(2)一定的生化反應時間
(3)及時移走在生化反應過程中將釋放的生物熱
酒精發酵罐的結構要求：滿足工藝要求，有利於發酵熱的排出，從結構上有利於發酵液的排出，有利於設備清洗，維修以及設備製造安裝方便等問題。
啤酒發酵設備-發展趨勢 近年來，啤酒發酵設備向大型，室外，聯合的方向發展，迄今為止，使用的大型發酵罐容量已達1500噸。大型化的目的是：
(1)由於大型化，使啤酒質量均一化;由於啤酒生產的罐數減少，使生產合理化，降低了主要設備的投資。
發酵容器材料的變化。由陶器向木材---水泥----金屬材料演變。現在的啤酒生產，後兩種材料都在使用。我國大多數啤酒發酵容器為內有塗料的鋼筋水泥槽，新建的大型容器一般使用不銹鋼。
(2)開放式發酵容器向密閉式轉變。
小規模生產時，一般用開放式，對發酵的管理，泡沫形態的觀察和醪液濃度的測定等比較方便。隨著啤酒生產規模的擴大，發酵容器大型化，並為密閉式。從開放式轉向密閉發酵的最大問題是發酵時被氣泡帶到表面的泡蓋的處理。可用吸取法分離泡蓋。
(3)密閉容器的演變。
原來是在開放式長方形容器上面加弓形蓋子的密閉發酵槽；隨著技術革新過渡到用鋼板，不銹鋼或鋁制的卧式圓筒形發酵罐。後來出現的是立式圓筒體錐底發酵罐。目前使用的大型發酵罐主要是立式罐，如奈坦罐，聯合罐，朝日罐等。由於發酵罐容量的增大，要求清洗設備裝置也有很大的改進，大都採用CIP自動清洗系統。啤酒前，後發酵設備及計算。啤酒發酵設備-前後發酵設備(一)前發酵設備
傳統的前發酵槽均置於發酵室內，發酵槽大部分為開口式。前發酵槽可為鋼板制，常見的採用鋼筋混凝上製成，也有用磚砌，外面抹水泥的發酵槽。形式以長方形或正方形為主。前發酵槽內要塗布一層特殊塗料作為保護層。採用不飽和聚脂樹脂，環氧樹脂或其他特殊塗料較為廣泛，但還未完全符合啤酒低溫發酵的防腐要求。
前發酵槽的底略有傾斜，利於廢水排出離槽底10-15cm處，伸出有嫩啤酒放出管為了維持發酵槽內醪液的低溫，在槽中裝有冷卻蛇管或排管。前發酵槽的冷卻面積，根據經驗，對下面啤酒發酵取每立方米發酵液約為0。2平方米冷卻面積，蛇管內通入0-2度的冰水。注意CO2的排放，防止中毒。
後發酵設備
主要完成嫩啤酒的繼續發酵，並飽和二氧化碳，促進啤酒的穩定，澄清和成熟。
根據工藝要求，貯酒室內要維持比前發酵室更低的溫度，一般要求0-2℃，特殊產品要求達到-2℃左右。後發酵過程殘糖較低，發酵溫和，故槽內一般無須再裝置冷卻蛇管。貯酒室的建築結構和保溫要求，均不能低於前發酵，室內低溫的維持，是借室內冷卻排管或通入冷風循環而得。後發酵槽是金屬的圓筒形密閉容器，有卧式和立式兩種。工廠大多數採用卧式。發酵過程中需飽和CO2，後發酵槽應製成耐壓0。1-0。2MPa表壓的容器。後發酵槽槽身裝有人孔，取樣閥，進出啤酒接管，排出二氧化碳接管，壓縮空氣接管，溫度計，壓力表和安全閥等附屬裝置。後發酵槽的材料，一般用A3鋼板製造，內壁塗以防腐層。貯酒槽全部放置在隔熱的貯酒室內，維持一定的後酵溫度。毗鄰貯酒室外建有絕熱保暖的操作通道，在通道內進行後發酵過程的調節和操作。貯酒室和通道相隔的牆壁上開有一定直徑和數量的玻璃窺察窗，便於觀察後發酵室內部情況。通道內保持常溫，開啟發酵液的管道和閥門都接通到通道里。啤酒發酵設備-新型啤酒發酵設備1。圓筒體錐底發酵耀
圓簡體錐底立式發酵罐(簡稱錐形罐)，已廣泛用於上面或下面發酵啤酒生產。錐形罐可單獨用於前發酵或後發酵，還可以將前，後發酵合並在該罐進行(一罐法)。這種設備的優點:在於能縮短發酵時間，而且具有生產上的靈活性，故能適合於生產各種類型啤酒的要求。
設備特點
這種設備一般置於室外。已滅菌的新鮮麥汁與酵母由底部進入罐內;發酵最旺盛時，使用全部冷卻夾套，維持適宜的發酵溫度。冷媒多採用乙二醇或酒精溶液，也可使用氨(直接蒸發)作冷媒;CO2氣體由罐頂排出。罐身和罐蓋上均裝有人孔，罐頂裝有壓力表，安全閥和玻璃視鏡。在罐底裝有凈化的CO2充氣管。罐身裝有取樣管和溫度計接管。設備外部包紮良好的保溫層，以減少冷量損耗。
優點:
(1)是能耗低，採用的管徑小，生產費用可以降低。
(2)最終沉積在錐底的酵母，可打開錐底閥門，把酵母排出罐外，部分酵母留作下次待用。
影響發酵設備造價的因素
發酵設備大小，形式，操作壓力及所需的冷卻工作負荷。容器的形式主要指其單位容積所需的表面積，以m2/100L表示，這是影響造價的主要因素。2.通用罐
用於多罐法及一罐法生產。因而它適合多方面的需要，故又稱該類型罐為通用罐。
結構:主體是一圓柱體，是由7層1。2m寬的鋼板組成。總的表面積是378m3，總體積765m3。
聯合罐是由帶人孔的薄殼垂直圓柱體，拱形頂及有足夠斜度以除去酵母的錐底所組成。錐底的形式可與浸麥槽的錐底相似。聯合罐的基礎是一鋼筋混凝土圓柱體，其外壁約3m高，20cm厚。基礎圓柱體壁上部的形狀是按照罐底的斜度來確定的。有30個鐵錨均勻地分埋入圓柱體壁中，並與罐焊接。圓柱體與罐底之間填入堅固結實的水泥沙漿，在填充料與罐底之間留25。4cm厚的空心層以絕緣。
3。朝日罐
前發酵和後發酵合一的室外大型發酵罐朝日罐是用4—6mm的不綉鋼板製成的斜底圓柱型發酵罐。其高度與直徑比為1:1-2:1外部設有冷卻夾套，冷卻夾套包圍罐身與罐底。外面用泡沫塑料保溫內部設有帶轉軸的可動排油管，用來排出酒液，並有保持酒液中CO2含量均一的作用。
朝日罐特點
朝日罐與錐形罐具有相同的功能，但生產工藝不同。
(1)利用離心機回收酵母
(2)利用薄板換熱器控制發酵溫度
(3)利用循環泵把發酵液抽出又送回去。
優點:
三種設備互相組合，解決了前，後發酵溫度控制和酵母濃度的控制問題，加速了酵母的成熟。使用酵母離心機分離發酵液的酵母，可以解決酵母沉澱慢的缺點利用凝聚性弱的酵母進行發酵，增加酵母與發酵濃接觸時間，促進發酵液中乙醛和雙乙醯的還原，減少其含量。啤酒發酵設備-啤酒的連續發酵罐種類1。兩個攪拌罐和一個酵母分離罐串聯起來，加入酒花的麥芽汁流加入第一個攪拌罐，經發酵後，成熟啤酒從分離罐中流出。這種流程已達到日產100m2的規模。
2。由數個高度6～9m的塔式發酵罐串聯起來，附加一些酵母分離和啤酒貯藏設備。
還有一個由主發酵塔和一個發酵塔組成，發酵周期40，50小時，連續發酵兩個月，各項經濟指標均優於間歇法。
丙酮—丁醇發酵罐
生產丙酮，丁醇的發酵罐比酒精發酵罐高，罐身需承受高壓，罐壁較厚，用鋼板製成。頂蓋和底部採用球形封頭，罐內表面平整光滑，無內部件，採用表面噴淋冷卻。種子罐採用夾套冷卻。一，機械攪拌發酵罐
機械攪拌發酵罐是發酵工廠常用類型之一。它是利用機械攪拌器的作用，使空氣和醪液充分混合促使氧在醪液中溶解，以保證供給微生物生長繁殖，發酵所需要的氧氣。
啤酒發酵設備-發酵罐的結構1，罐體
2，攪拌器和擋板
3，消泡器
4，聯軸器及軸承
5，變速裝置
6，空氣分布裝置
7，軸封
8，冷卻裝置
罐體
由圓柱體及橢圓形或碟形封頭焊接而成，材料為碳鋼或不銹鋼，對於大型發酵罐可用襯不銹鋼板或復合不銹鋼製成，襯里用的不銹鋼板厚為2-3毫米。為了滿足工業要求，在一定壓力下操作，空消或實消，罐為一個受壓容器，通常滅菌的壓力為2。5公斤/厘米2(絕對壓力)。
攪拌器
攪拌器有平葉式，彎葉式，箭葉式三種其作用是打碎氣泡，使氧溶解於醪液中，從攪拌程度來說，以平葉渦輪最為激烈，功率消耗也最大，彎葉次之，箭葉最小。為了拆裝方便，大型攪拌器可做成兩半型，用螺栓聯成整體。
通用發酵罐的攪拌槳類型
(1)通用發酵罐的攪拌槳最廣泛使用的是平葉渦輪攪拌槳，國內採用的大多數是六平葉式，其各部分尺寸比例已規范化。這種攪拌槳具有很大的循環液體輸送量，功率消耗大。因此特別適用於絲狀菌發酵。
（2)船用螺旋攪拌器，它具有比渦輪槳更為強烈的軸向流動，但是氧傳遞效率低。
(3)振動混合器，盡管可以提供較高的氧傳遞效率，但剪切力較低。
(4)多棒攪拌槳，已用於粘稠的絲狀鏈黴菌發酵的發酵罐中。這種攪拌槳具有較好的剪切分散能力和較低的功率消耗，在整個發酵過程中功率變化相對渦輪槳要小的多。
(5)氣體導入式攪拌器，是由一個空心的攪拌槳組成，安裝在空心的攪拌軸上。攪拌槳上至少有一個暴露在液體中的開口。由於攪拌槳轉動，開口處的壓力隨之減少，使導入的氣體沿著攪拌軸向下流動。它適應於低粘度的發酵液。
消泡裝置
消泡方式有兩種:一是加入化學消泡劑消除泡沫，但高濃度的化學消泡劑會對發酵產生抑製作用，故不能添加太多;第二種方式，即機械消泡。機械消泡裝置主要有四種。
一是鋸齒式消泡槳。它安裝於罐內頂部，高出液面的位置，固定在攪拌軸上，隨攪拌軸轉動，不斷將泡沫打破。
二是半封閉式渦輪消泡器，它是由前者發展改進而來，泡沫可直接被渦輪打碎或被渦輪拋出撞擊到罐壁而破碎。
三是離心式消泡器，它們置於發酵罐的頂部，利用高速旋轉產生的離心力將泡沫破碎，液體仍然返回罐內。
第四種是刮板式消泡器，它安裝於發酵罐的排氣口處，泡沫從氣液進口進到高速旋轉的刮板中，刮板轉速為1000—1450rpm，泡沫迅速被打碎，由於離心力作用，液體披甩向殼體壁上，返回罐內，氣體則由汽孔排出。
擋板
擋板的作用是改變液流的方向，由徑向流改為軸向流，促使液體激烈翻動，增加溶解氧。通常擋板寬度取(0。1-0。12)D，裝設4-6塊即可滿足全擋板條件。所謂"全擋板條件"是指在一定轉速下再增加罐內附件而軸功率仍保持不變。要達到全擋板條件必須滿足下式要求:
D—罐的直徑(mm)
Z—擋板數
W—擋板寬度(mm)
豎立的列管，排管，也可以起擋板作用，故一般具有冷卻列管或排管的發酵罐內不另設擋板。(但冷卻管為盤管時，則應設擋板。)擋板的長度自液面起到罐底為止。擋板與罐壁之間的距離為(1/5~1/9)W，避免形成死角，防止物料與菌體堆積。
聯軸器及軸承
大型發酵罐攪拌軸較長，常分為二至三段，用聯軸器使上下攪拌軸成牢固的剛性聯接。常用的聯軸器有鼓形及夾殼形兩種。小型的發酵罐可採用法蘭將攪拌軸連接，軸的連接應垂直，中心線對正。為了減少震動，中型發酵罐一般在罐內裝有底軸承，而大型發酵罐裝有中間軸承，底軸承和中間軸承的水平位置應能適當調節。罐內軸承不能加潤滑油，應採用液體潤滑的塑料軸瓦(如石棉酚醛塑料，聚四氟乙烯等)。軸瓦與軸之間的間隙常取軸徑的0。4-0。7%，以適應溫度差的變化。罐內軸承接觸處的軸頸極易磨損，尤其是底軸承處的磨損更為嚴重，可以在與軸承接觸處的軸上增加一個軸套，用緊固螺釘與軸固定，這樣僅磨損軸套而軸不會磨損，檢修時只要更換軸套就可以了。
變速裝置
試驗罐採用無級變速裝置，發酵罐常用的變速裝置有三角皮帶伸展動，圓柱或螺旋圓錐齒輪減速裝置，其中以三角皮帶變速傳動效率較高，但加工，安裝精度要求高。採用變極電動機作階段變速，即在需氧高峰時採用高轉速，而在不需較高溶解氧的階段適當降低轉速。這樣，發酵產率並不降低，而動力消耗則有所節約。自動化程度較高的發酵罐，採用可控硅變頻裝置，根據溶氧測定儀連續測定發酵液中溶解氧濃度的情況，並按照微生物生長需要的耗氧及發酵情況，隨時自動變更轉速，這種裝置進一步節約了動力消耗，並可相應提高發酵產率，但其裝置頗為復雜。
空氣分布裝置
空氣分布裝置的作用是吹入無菌空氣，並使空氣均勻分布。分布裝置的形式有單管及環形管等。常用的為單管式，管口對正罐底中央，裝於最低一擋攪拌器下面，管口與罐低的距離約40mm，並且空氣分散效果較好。若距離過大，空氣分散效果較差。該距離可根據溶氧情況適當調整，空氣由分布管噴出上升時，被攪拌器打碎成小氣泡，並與醪液充分混合，增加了氣液傳質效果。通常通風管的空氣流速取20米/秒。為了防止吹管吹入的空氣直接噴擊罐底，加速罐底腐蝕，在空氣分布器下部罐底上加焊一塊不銹鋼補強。可延長罐底壽命。通風量在0。02~0。5ml/sec時，氣泡的直徑與空氣噴口直徑的1/3次方成正比。也就是說，噴口直徑越小，氣泡直徑也越小。因而氧的傳質系數也越大。但是生產實際的通風量均超過上述范圍，因此氣泡直徑僅與通風量有關，而與噴口直徑無關。
軸封
軸封的作用：使罐頂或罐底與軸之間的縫隙加以密封，防止泄露和污染雜菌。常用的軸封有填料函軸封和端面軸封兩種。填料函軸封是由填料箱體，填料底襯套，填料壓蓋和壓緊螺栓待零件構成，使旋轉軸達到密封的效果。安裝在旋轉軸與設備之間的部件，它的作用是阻止工作介質(液體，氣體)沿轉動軸伸出設備之處泄漏冷卻裝置
5M3以下發酵罐一般採用夾套冷卻。大型發酵罐採用列管冷卻(四至八組)。帶夾套的發酵罐罐體壁厚要按外壓計算[即3。5Kg/厘米2(絕對壓力)]夾套內設置螺旋片導板，來增加換熱效果，同時對罐身起加強作用。冷卻列管極易腐蝕或磨損穿孔，最好用不銹鋼製造。啤酒發酵設備-標准通用式發酵罐編輯本段 通用式發酵罐是最廣泛應用的深層好氣培養設備。
在工業生產中，尤其是制葯工業中，使用得最廣泛的就是通用式發酵罐。這種發酵繞既具有機械攪拌裝置，又具有壓縮空氣分布裝置。發酵罐的攪拌軸既可置於發酵罐的頂部，也可置於其底部，其高徑比為2:1-6:19有關的重要因素是氧傳遞效率，功率輸入，混合質量，攪拌槳形式和發酵罐的幾何比例等。
自吸式發酵罐
它與通用發酵罐的主要區別是:①有一個特殊的攪拌器，攪拌器由轉子和定子組成;②沒有通氣管。
具有轉子和定子的攪拌器的吸氣原理:浸在發酵液中的轉子迅速旋轉，液體和空氣在離心力的作用下，被甩向葉輪外緣。這時，轉子中心處形成負壓，轉子轉速愈大，所造成的負壓也愈大。由於轉子的空膛與大氣相通，發酵罐外的空氣通過過濾器不斷地被吸入，隨即甩向葉輪外緣，再通過異向葉輪使氣液均勻分布甩出。轉子的攪拌，又使氣液在葉輪周圍形成強烈的混合流，空氣泡被粉碎，氣液充分混合。
自吸式發酵罐的攪拌器
①回轉翼片式自吸攪拌器;
②噴射式自吸攪拌器;
③具有轉子和定子的自吸攪拌器。
氣泡塔式發酵罐
塔式發酵罐系一直立長圓筒，筒內安裝孔板，有的還在罐內安裝攪拌器，罐壁四周裝擋板。與分批的機械攪拌發酵罐類似，有的塔頂橫截面擴大，供以降低流速，截留液體夾帶的懸浮物。發酵液和空氣可以並流，也可逆流。
_罐的特點是:罐身高，高徑比為6;土黴素等生產用的設備，高徑比達到7。由於液位高，空氣利用率高，節省空氣約5%，節省動力約30%，但底部存在沉澱現象;溫度高時降溫較難。

現代發酵罐的大型化給STF帶來—系列難以克服的困難。要大於1000kW的機械攪拌;大量的冷卻水和排除熱量;能量的均勻分布;溶解氧，碳源和其它營養與pH控制等。
帶升式發酵罐
帶升式發酵罐也稱為氣流攪拌發酵罐，不用機械攪拌，借通風起到攪拌作用並供給氧氣。
特點:結構簡單，冷卻面積小，無攪拌傳動設備，料液充滿系數大，無須加消泡劑，維修，操作及清洗簡便，節省動力，減少染菌等。
工作原理:外循環氣流攪拌罐是將空氣上升管裝在罐外，下端與罐底連通，管底裝空氣噴嘴，壓縮空氣以250～300m/s高速噴出，與上升管內醪液接觸，由於氣液混合體密度小於罐內醪液，所以在管內上升，管上端與罐身切線相連，液體由切線進入在罐內迴旋下降，形成激烈循環。
液提式發酵罐
液提發酵罐是液體藉助於一個液體泵進行輸送，同時氣體在液體的噴嘴處被吸入發酵罐。
噴嘴是這類發酵罐的一個特殊部件，製造要求精密。
氣提式發酵罐
空氣壓縮機是氣提式發酵罐的重要組成部分，它的效率決定於它的形式。
壓縮氣體通過空氣分布器進入液體後，最初形成的氣泡是由液體劇烈翻動來分散的，所以氣泡的分散程度決定於功率消耗速率。
(一)噴嘴塔式
這是由一個兩相噴嘴和鼓泡柱組成的發醉罐，它的通氣效率比多孔管式或多孔板式好得多。
這種形式的反應器常用於廢水處理，如在一個15000m'的活性污泥池中，安裝56個噴嘴，每天可轉化30000kg的氧。
(二)噴嘴塔循環式
它以兩相噴嘴作為通氣裝置，具有高的液體循環速度。
(三)噴璃循環式
它利用噴嘴的噴射力，吸入氣體，使氣體在罐體內部循環，達到較好的傳氧效果。
的傳氧效果。
(四)噴射通道式
在這種反應器里，液體在細長形的噴嘴裡被加速，使循環液體的位能更有效地轉變成動能。噴嘴最窄處液體的速度最大，而靜壓最低，空氣通過小孔或狹窄處被吸入和分散，在噴嘴處形成的氣泡被向下流動的液體帶到罐的底部。在窄管的終端，氣體向上運動並離開液體排出。
(五)滴流床式
液體在罐頂部被分散，然後向下滴流通過已被固定化的微生物細胞。空氣是在罐底導入並與液體逆向流動。它在好氧廢水處理中有著廣泛的應用。
(六)多級塔循環式
這種罐以多孔盤管或篩孔發作為一級分離器。液休平面由溢流管控制。(七)管道循環式
空氣以3-4m/s的速度導入液體流中，然後通過—個多孔過濾器在
旋風分離器中分離，最後排出系統。這種液流以單向通過泵和流量計。採用這種可以有很高的細胞濃度〔可達t659(乾重細胞)/L和高的氧傳遞速率。然而功率輸入也是相當高的。(八)液體流化床式
近年來，沉化床生化反應器的研究報道很多，它主要應用在3個方面
①酶固定在固體基質上;
②完整細胞固定在固體基質上進行純培養;
③生化流化床廣泛應用於廢水處理過程。

⑶ 實驗室設備分類目錄

也可以參考一下如下分類：

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離心機 培養箱 氣候箱 搖床 電泳設備 恆溫設備 乾燥設備 振盪器 勻漿/混合器 攪拌器 製冷設備 各類泵 其他

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試驗機 試驗箱 試驗室 其他試驗設備

⑷ 生物選修1知識點 詳細

徐州二中2011屆生物知識點匯總（選修一模塊）

考點一、酶的應用：酵在洗滌等方面的應用；制備和應用固相酶
一、酶在洗滌等方面的應用
1．加酶洗衣粉是指含有酶制劑的洗衣粉,目前常用的酶制劑有四類：蛋白酶、脂肪酶 、澱粉酶、纖維素酶 。其中應用最廣泛、效果最明顯的是鹼性蛋白酶 和鹼性脂肪酶 。鹼性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質孫歷水解成可溶培拿性的氨基酸或小分子的肽，使污跡從衣物上脫落。脂肪酶、澱粉酶和纖維素酶也能分別將大分子的脂肪、澱粉、纖維素水解為小分子物質，使洗衣粉具有更強的去污能力。
酶制劑的特點：能夠耐酸、耐鹼、忍受表面活性劑和較高的溫度，並且通過特殊的化學物質將酶層層包裹，與洗衣粉其他成分隔離。
2、影響酶活性的因素有溫度 、酸鹼度 和表面活性劑 。 酶不能直接添加到洗衣粉中，因為洗衣粉中的表面活性物質會降低酶的活性。將基因工程生產出的酶用特殊水溶性物質包裹起來，與洗衣粉的其它成分隔離開來。
3、加酶洗衣粉能減少對環境的污染，因為加酶洗衣粉可以降低表面活性劑和三聚磷酸鈉的用量，使洗滌劑朝低磷、無磷的方向發展。（普通洗衣粉的化學成分有：表面活性劑、水軟化劑、鹼劑、漂白粉等成分，有的洗衣粉中還含有增白劑、香精和色素，以及填充劑等。）
  普通洗衣粉 加酶洗衣粉
相同點 表面活性劑可以產生泡沫，可以將油脂分子分散開，水軟化劑可以分散污垢
不同點 酶可以將大分子有機物分解為小分子有機物，小分子有機物易容於水，從而與纖維分開
4、可在洗滌後比較污物的殘留狀況，如：已消失、顏色變淺、面積縮小等來判斷洗滌效果。
二、制備和應用固相酶
1、固定化酶是指在一定的空間范圍內起催化作用，並能反復和連續使用的酶。
原理：將酶固定在不溶於水的載體上，使酶既易催化反應，又易於回收，可以重復使用。
2、使用固定化酶技術，將這種酶固定在一種顆粒狀載體上，再將這些酶顆粒裝到一個反應柱內，柱子底端裝上分布著許多小孔的篩板。酶顆粒無法通過篩板的小孔，而反應溶液卻可以自由出入。生產過程中，將葡萄糖溶液從反應柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應柱，與固定化葡萄糖異構酶接觸，轉化成果糖，從反應柱的下端流出。反應柱能連續使用半年，大大降低了生產成本，提高了果糖的產量和質量。
3．固定化酶和固定化細胞是利用物理或化學的方法將酶或細胞固定在一定空間內的技術，包括包配凱搭埋法、化學結合法和物理吸附法。一般來說，酶更適合採用化學結合和物理吸附法固定，而細胞多採用包埋法固定化。這是因為細胞個大，而酶分子很小；個大的難以被吸附或結合，而個小的酶容易從包埋材料中漏出。
4．包埋法法固定化細胞即將微生物細胞包埋在不溶於水的載體中。常用的載體材料有明膠、瓊脂糖、海藻酸鈉、醋酸纖維素和聚丙烯醯胺等。
固定化細胞是在固定化酶的基礎上發展起來的，它的優點如下：(1)省去了酶的分離手續.為多酶系統,無須輔因子再生；(2)細胞生長快,而且多,反應快；(3)可以連續發酵,節約了成本,而且在蒸餾和提取前不用分離去細胞,能一邊徘出發酵液,一邊進行培養,排除了產物抑制和消耗；(4)保持酶在細胞內的原始狀況,增加了酶的穩定,特別是對污染因子的抵抗力增加.
缺點：(1)必須保持菌體的完整,防止菌體自溶,否則,將影響產品純度；(2)必須防止細胞內蛋白酶對所需酶的分解,同時,需抑制胞內其他酶的活性止副產物的形成；(3)細胞膜,壁會阻礙底物滲透和擴散。
類型 優點 不足
直接使用酶 催化效率高，低耗能、低污染等。 對環境條件非常敏感，容易失活；溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產成本；反應後酶會混在產物中，可能影響產品質量。
固定化酶 既能與反應物接觸，又能與產物分離，固定在載體上的酶還可以被反復利用。 一種酶只能催化一種化學反應，而在生產實踐中，很多產物的形成都通過一系列的酶促反應才能得到的。
固定化細胞 成本低，操作更容易。 固定後的酶或細胞與反應物不容易接近，可能導致反應效果下降等。
應用：1、某一實驗小組的同學，欲通過制備固定化酵母細胞進行葡萄糖溶液發酵實驗，實驗材料及用具齊全。（1）酵母細胞的固定採用的方法是包埋法。
（2）請完善該實驗小組的同學在制備固定化酵母細胞過程的步驟
①配製氯化鈣溶液時應用蒸餾水。 ②海藻酸鈉溶解應用小火間斷加熱，邊攪拌邊加熱。③海藻酸鈉溶液必須冷卻至室溫才能加入酵母細胞。④注射器中的海藻酸鈉和酵母細胞的混合物應滴入氯化鈣溶液中形成凝膠珠。
（3）該實驗小組用如圖所示的裝置來進行葡萄糖發酵
①為使該實驗中所用到的固定化酵母細胞可以反復運用，實驗過程中，一定要在無菌條件下進行。
②加入反應液後的操作是關閉活塞1和活塞2。
③裝置的長導管起到什麼作用？釋放CO2，減小反應柱內壓力；防止空氣進入反應柱。
（4）實驗過程中，可能會觀察到的現象：有氣泡產生、有酒味散發
實驗過程中，裝置內可能會發生的反應式為：（有氧呼吸、無氧呼吸產生酒精和二氧化碳）
應用：2、麥芽汁可以滲入到由海藻酸鈉和啤酒酵母製成的凝膠珠中，啤酒酵母可以利用自身細胞內的一系列酶將可發酵性糖轉化成乙醇。下面是利用固定化酵母細胞發酵生產啤酒的實驗過程：
步驟1：酵母細胞的活化。稱取lg乾酵母置於50mL燒杯中，加l0mL蒸餾水，攪拌，靜置1h。
步驟2：配製物質的量濃度為0．05mol／L的氯化鈣(CaCl2)溶液。
步驟3：配製海藻酸鈉溶液。稱取0.7g海藻酸鈉置於50mI燒杯中，加l0mL蒸餾水，燒杯放在酒精燈上用小火或間斷加熱。
步驟4：在冷卻至常溫的海藻酸鈉溶液中加入活化的酵母細胞，充分混合後轉入注射器
步驟5：固定化酵母細胞。以恆定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配製好的氯化鈣(CaCl2)溶液中形成凝膠珠，讓凝膠珠在氯化鈣(CaCl2)溶液中浸泡30分鍾。
步驟6：固定化酵母細胞(凝膠珠)用蒸餾水沖洗2～3次。
步驟7：將適量的凝膠珠放人500mL錐形瓶中，加300mL已消毒的麥芽汁，封口於25℃下發酵。
仔細閱讀上述過程，回答下列問題：
(1)步驟6用蒸餾水沖洗2～3次的目的是：洗去雜質(氯化鈣)和雜菌，防止污染。
(2)發酵產物酒精可用重鉻酸鉀進行檢驗，但需在酸性性條件下才呈現灰綠色。
(3)如何檢驗凝膠珠的質量是否合格？（方法一是用鑷子夾起一個凝膠珠放在實驗桌上用手擠壓，如果凝膠珠不容易破裂，沒有液體流出，就表明凝膠珠的製作成功。方法二是在實驗桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠很容易彈起，也能表明制備的凝膠珠是成功的。）
考點二、生物技術在食品加工中的應用：發酵食品加工的基本方法
一、發酵： 廣義：是通過微生物的培養來大量生產各種代謝產物的過程。包括有氧發酵（如醋酸發酵、谷氨酸發酵）和無氧發酵（如酒精發酵）。 狹義：是指微生物的無氧呼吸（包括酒精發酵、乳酸發酵等）。 所以：發酵≠無氧呼吸。
應用： 釀酒、發饅頭、麵包製作、酒精製造、生產葯用酵母片、生產維生素、生產抗菌素等。
二、果酒製作的原理：菌種：酵母菌，單細胞真核生物，異養兼性厭氧型，適宜條件下出芽生殖1、酵母菌的兼性厭氧生活方式：在有氧條件下，有氧呼吸，大量繁殖（無性的出芽生殖）。在無氧條件下，酒精發酵。 繁殖的最適溫度：20℃； 酒精發酵的最適溫度：18~25℃。
在缺氧、20℃左右（一般將溫度控制在18～25℃，最適為20℃）、呈酸性的發酵液中，酵母菌可繁殖並進行酒精發酵。而絕大多數其它微生物都因無法適應這一環境而受到抑制。2、溫度對發酵的影響：酵母菌只能在一定溫度下生活。溫度低於10℃，酵母菌發育很緩慢。隨著溫度的升高，繁殖速度加快，20℃時為最佳繁殖溫度，此時酵母菌生殖速度快、生活力強。超過35℃，酵母菌生長受到抑制，繁殖速度迅速下降，到40℃酵母菌停止出芽，開始出現死亡。如果想要獲得高酒精濃度的發酵液、減少究竟的損耗，必須控制好發酵溫度。
3、防止發酵液被污染的措施：榨汁機要洗凈並晾乾、發酵瓶要洗凈並用70%的酒精消毒、裝入葡萄汁後要密封
4、葡萄酒呈紅色的原因：在發酵的過程中，隨著酒精度的提高，紅葡萄皮的色素也進入發酵液，使葡萄酒呈紅色。
三、果醋製作的原理：菌種：醋酸菌，原核生物，異養需氧型，二分裂生殖1、酒變醋的原理：當氧氣、糖源都充足時，醋酸菌將葡萄汁中的糖分解成醋酸；當缺少糖源時，醋酸菌將乙醇變為乙醛，再將乙醛變為醋酸。C2H5OH＋O2→CH3COOH＋H2O （發酵條件：溫度適宜、適時通氣、控製糖源供應）2、控制發酵條件的作用：①醋酸菌對氧氣的含量特別敏感，當進行深層發酵時，即使只是短時間中斷通入氧氣，也會引起醋酸菌死亡。②醋酸菌最適生長溫度為30～35℃，控制好發酵溫度，使發酵時間縮短，又減少雜菌污染的機會。3、醋酸菌的來源：菌種可以到當地生產食醋的工廠或菌種保藏中心購買。也可以從食醋中分離醋酸菌。 果酒果醋的製作流程：挑選葡萄→沖洗→榨汁→酒精發酵→果酒（→醋酸發酵→果醋）四、腐乳製作的原理：菌種：毛霉，真核生物，異養需氧，孢子生殖
1、多種微生物參與了豆腐的發酵，如青黴、酵母、麴黴、毛霉等，其中起主要作用的是毛霉。毛霉是一種絲狀真菌。毛霉等微生物產生的蛋白酶能將豆腐中的蛋白質分解成小分子的肽和氨基酸；脂肪酶可將脂肪水解為甘油和脂肪酸。2、腐乳製作的實驗流程：讓豆腐上長出毛霉→加鹽腌制→加鹵湯裝瓶→密封腌制（1）毛霉的生長：將豆腐塊平放在籠屜內，將籠屜中的控制在15～18℃，並保持一定的溫度。約48小時後，毛霉開始生長，3天後菌絲生長旺盛，5天後豆腐塊表面布滿菌絲。豆腐塊上生長的毛霉來自空氣中的毛霉孢子，而現代的腐乳生產是在嚴格無菌的條件下，將優良毛黴菌種直接接種在豆腐上，這樣可以避免其他菌種的污染，保證產品的質量。（2）加鹽腌制：將長滿毛霉的豆腐塊分層整齊地擺放在瓶中，同時逐層加鹽，隨著層數的加高而增加鹽量，接近瓶口表面的鹽要鋪厚一些。加鹽腌制的時間約為8天左右。加鹽可以析出豆腐中的水分，使豆腐塊變硬，在後期的製作過程中不會過早酥爛。同時，鹽能抑制微生物的生長，避免豆腐塊腐敗變質。（3）配製鹵湯：鹵湯直接關繫到腐乳的色、香、味。鹵湯是由酒及各種香辛料配製而成的。鹵湯中酒的含量一般控制在12%左右。加酒可以抑制微生物的生長，同時能使腐乳具有獨特的香味。香辛料可以調制腐乳的風味，也具有防腐殺菌的作用。3、實驗注意事項（1）控制好材料的用量：①用鹽腌制時，注意控制鹽的用量，鹽的濃度過低，不足以抑制微生物的生長，可能導致豆腐腐敗變質；鹽的濃度過高會影響腐乳的口味。②鹵湯中酒的含量應控制在12%左右，酒精含量越高，對蛋白酶的抑製作用也越大，使腐乳成熟期延長；酒精含量過低，不足以抑制微生物的生長，蛋白酶的活性高，加快蛋白質的水解，雜菌繁殖快，豆腐易腐敗，難以成塊。③所用豆腐含水量在70%左右，含水量過高不易成形。
（2）防止雜菌污染：①用來腌制腐乳的玻璃瓶，洗刷干凈後要用沸水消毒。②裝瓶時，操作要迅速小心。整齊地擺放好豆腐、加入鹵湯後，要用膠條將瓶口密封。封瓶時，最好將瓶口通過酒精燈的火焰，防止瓶口被污染。③越接近瓶口，雜菌污染的可能性越大，因此要隨著豆腐層數的加高加鹽量要增加，接近瓶品表面的鹽要鋪的厚一些。
考點三、生物技術在其他方面的應用：蛋白質的提取和分離
一、蛋白質的提取和分離的基本原理和方法
1、實驗原理：蛋白質的物化理性質：形狀、大小、電荷性質和多少、溶解度、吸附性質、親和力等千差萬別，由此提取和分離各種蛋白質。2、凝膠色譜法（分配色譜法）：（1）原理：分子量大的分子通過多孔凝膠顆粒的間隙，路程短，流動快；分子量小的分子穿過多孔凝膠顆粒內部，路程長，流動慢。（2）凝膠材料：多孔性，多糖類化合物，如葡聚糖、瓊脂糖。（3）分離過程： 混合物上柱→洗脫→大分子流動快、小分子流動慢→收集大分子→收集小分子(洗脫：從色譜柱上端不斷注入緩沖液，促使蛋白質分子的差速流動。)（4）作用： 分離蛋白質，測定生物大分子分子量，蛋白質的脫鹽等。3．緩沖溶液：（1）原理：由弱酸和相應的強鹼弱酸鹽組成（如H2CO3－NaHCO3，HC－NaC，NaH2PO4/Na2HPO4等），調節酸和鹽的用量，可配製不同pH的緩沖液。（2）作用：抵制外界酸、鹼對溶液pH的干擾而保持pH穩定。4．凝膠電泳法：（1）原理：不同蛋白質的帶電性質、電量、形狀和大小不同，在電場中受到的作用力大小、方向、阻力不同，導致不同蛋白質在電場中的運動方向和運動速度不同。（2）分離方法：瓊脂糖凝膠電泳、聚丙烯醯胺凝膠電泳等。（3）分離過程：在一定pH下，使蛋白質基團帶上正電或負電；加入帶負電荷多的SDS，形成「蛋白質－SDS復合物」，使蛋白質遷移速率僅取決於分子大小。
二、蛋白質的提取和分離的實驗步驟：
1、樣品處理 ①紅細胞的洗滌：洗滌紅細胞的目的是去除雜蛋白，採集的血樣要及時採用低速短時間離心分離紅細胞，然後用膠頭吸管吸出上層透明的黃色血漿，將下層暗紅色的紅細胞液體倒入燒杯，再加入五倍體積的生理鹽水，緩慢攪拌10min，低速短時間離心，如此重復洗滌三次，直至上清液中沒有黃色，表明紅細胞已洗滌干凈。②血紅蛋白的釋放 ：在蒸餾水和甲苯作用下，紅細胞破裂釋放出血紅蛋白。（註：加入蒸餾水後紅細胞液體積與原血液體積要相同。加入甲苯的目的是溶解細胞膜，有利於血紅蛋白的釋放和分離。）2、粗分離 ①分離血紅蛋白溶液：將攪拌好的混合溶液離心後，試管中的溶液分為4層。第一層為無色透明的甲苯層，第2層為白色薄層固體，是脂溶性物質的沉澱層，第3層是紅色透明液體，這是血紅蛋白的水溶液，第4層是其他雜質的暗紅色沉澱物。將試管中的液體用濾紙過濾，除去之溶性沉澱層，於分液漏斗中靜置片刻後，分出下層的紅色透明液體。②透析：取1mL的血紅蛋白溶液裝入透析袋中，將透析袋放入盛有300mL的物質的量的濃度為20mmol/L的磷酸緩沖液中，透析12h。透析可以去除樣品中分子量較小的雜質，或用於更換樣品的緩沖液。3、純化：4、純度鑒定：SDS聚丙烯醯胺凝膠電泳
三、注意事項1、電泳技術：電泳技術就是在電場的作用下，利用待分離樣品中各種分子帶電性質以及分子本身大小、形狀等性質的差異，使帶電分子產生不同的遷移速度，從而達到對樣品進行分離、鑒定或提純的目的。2、紅細胞的洗滌：如果分層不明顯，可能是洗滌次數少、未能除去血漿蛋白的原因。此外，離心速度過高和時間過長，會使白細胞和淋巴細胞一同沉澱，也得不到純凈的紅細胞，影響後續血紅蛋白的提取純度。3．如何檢測凝膠色譜柱的裝填是否成功：由於凝膠是一種半透明的介質，因此可以在凝膠柱旁放一支與凝膠柱垂直的日光燈，檢查凝膠是否裝填得均勻。此外，還可以加入大分子的有色物質，觀察色帶移動的情況。如果色帶均勻、狹窄、平整，說明凝膠色譜柱的性能良好。如果色譜柱出現紋路或是氣泡，輕輕敲打柱體以消除氣泡，消除不了時要重新裝柱。4．為什麼凝膠的裝填要緊密、均勻？如果凝膠裝填得不夠緊密、均勻，就會在色譜柱內形成無效的空隙，使本該進入凝膠內部的樣品分子從這些空隙中通過，攪亂洗脫液的流動次序，影響分離的效果。5．沸水浴處理加入洗脫液的濕凝膠的目的：不但節約時間，還能除去凝膠中可能帶有的微生物和排除凝膠內的空氣。6．G-75：「G」代表凝膠的交聯程度，膨脹程度及分離范圍，75表示凝膠得水值，即每克凝膠膨脹時吸水7.5g。7．裝填完後，立即用洗脫液洗脫的目的：使凝膠裝填緊密8．加入檸檬酸鈉有何目的？為什麼要低速、短時離心？為什麼要緩慢攪拌？防止血液凝固；防止白細胞沉澱；防止紅細胞破裂釋放出血紅蛋白。9．與其他真核細胞相比，紅細胞的特點及這一特點對進行蛋白質的分離的意義：哺乳動物及人的成熟的紅細胞是雙面凹圓餅狀，沒有細胞核和細胞器。其含有的血紅蛋白是有色蛋白，因此在凝膠色譜分離時可以通過觀察顏色來判斷什麼時候應該收集脫液。這使血紅蛋白的分離過程非常直觀，大大簡化了實驗操作。10．如何檢測血紅蛋白的分離是否成功：如果凝膠色譜柱裝填得很成功、分離操作也正確的話，能清楚地看到血紅蛋白的紅色區帶均勻、狹窄、平整，隨著洗脫液緩慢流出；如果紅色區帶歪曲、散亂、變寬，說明分離的效果不好，這與凝膠色譜柱的裝填有關

⑸ 【污水處理實驗室設備和標准】實驗室污水處理工藝

污水處理廠化驗室儀器設備

污水處理廠化驗室儀器設備濁度計、余氯比色計、PH計、色度比色儀細菌培養用；電熱恆溫培養箱、

電熱乾燥箱、生物顯微鏡、手提高壓滅菌鍋、小電爐天平。3、玻璃器材；酒精燈、50毫升納氏比色管、

配套比色架、15×150和18×180試管、配套試管架、配套硅膠塞、小倒管、各種三角燒瓶、1和10毫升吸管、燒杯、量筒，紗布、脫脂棉。

污水處理廠化驗室儀器設備冰箱實驗台器皿櫃葯品櫃天平台無菌單人單面操作台（5萬-10萬）

污水處理廠化驗室儀器設備

(2009-09-2208:25:10)轉載標簽：污水處理廠化驗室儀器設備雜談

分類：技術文章

污水處理廠化驗室儀器設備

污水處理廠化驗室儀器設備濁度計、余氯比色計、PH計、色度比色儀細菌培養用；電熱恆溫培養箱、

電熱乾燥箱、生物顯微鏡、手提高壓滅菌鍋、小電爐天平。3、玻璃器材；酒精燈、50毫升納氏比色管、

配套比色架、15×150和18×180試管、配套試管架、配套硅膠塞、小倒管搏帆輪、各種三角燒瓶、1和10毫升吸管、燒杯、量筒，紗布、脫脂棉。

污水處理廠化驗室儀器設備冰箱實驗台器皿櫃葯品櫃天平台無菌單人單面操作台（5萬-10萬）

一、合理設置廠級化驗室的檢驗任務

一方面依據水源水質變化的情況，除常規項目外，重點監測變化大的、對水處理影響大的分析項目，另一方面根據生產的需要.

設置必要的分析項目：如濾砂含泥量分析、水處理劑投加沉降試驗等。另外，根據上級的要求設置分析項目，如節日驗毒等。

二、依據廠級化驗室的檢驗任務，合理配備化驗儀器、設備

實驗室所配置的儀器設備能夠滿足所設置項目的檢驗需要和技術等級的需要，確保檢驗結果的准確度、精密度；同時，避免設備閑置造成資源浪費。

三、做到實驗室內布局合理、操作安全和方便，並避免污染

1．實驗室內功能區設置分明，轎衫操作安全、方便，能夠滿足工作需要，避免交叉污染，保證檢驗結果不受干擾。如理化實驗室與理化儀器室靠近，細菌室與其所使用的儀器設備靠近，設置獨立的蒸餾水室（避免所製作的蒸餾水受污染）、更衣室、儲藏室。

2．實驗室所有實驗台、邊台、器皿櫃、葯品櫃、通風櫃由專業的實驗室規劃設計研究所外加工、成套製作、現場安裝，符合各種技術指標的要求，更加規范，使用更安全、方便，給人感覺更加整潔、美觀。

3．實驗室應設立單獨的給水、排水系統，避免受到污染或者污染周圍環境。實驗室的排氣盡可能集中後向高空或者向下水道（適當處理後）排放，減少對周圍環境的污染。

四、實驗室的環境、使用的裝修材料應符合環保和實驗室的環境要求，確保不影響人體健康和實驗結果

1．實驗室內通風、採光、溫度、濕度、清潔度等均應達到實驗室的環境要求，實驗室應給人留下整潔、美觀、舒暢的觀感。

2．實驗室使用的裝修材料，應使用環保材料（根據具體情況進行必要的檢測），避免可能由於材料選擇不當帶來環境污染而干擾了實驗結果。

3．所有實驗用的檯面採用先進材料製作，保證耐酸、耐鹼、耐其他液體腐蝕，同時做到防火、防水、易於清潔。

總的來說，在水處理廠化驗室的建設上，我們應堅持以下幾個原則：

1．嚴格按照實驗室條件的要求，對可能影響實驗結果的各種因素進行綜合考慮，確保分析結果不受環境的干擾，並做到安全實用、操作方便。

2．實驗室內做到布設合理，功能區分明，給人一種簡潔、美觀、舒暢的感覺。

3．實驗室所配置的儀器設備能夠滿足項目需要，保證結果的准確度，同時，避免設備閑置造成資源浪費。

4．在新實驗室的設計、裝修上應多考慮先進、環保型材料，減少對實驗結果的影想。

污水處理廠化驗室儀器設備驗室儀器設備編號設備

1實驗台2通風櫃3實驗水嘴水盆4樣品櫃5器皿櫃6天平台7更衣櫃8實驗椅9超凈台污水處理廠化驗室儀器設備附表:常規檢驗項目見表1

可以參考

污水處理，首先要有基本的PH,氮磷,COD,BOD等檢測設備。包括滅菌設備，分光光度計等。玻璃試管，試劑，烘乾設備污水處理廠化驗室儀器設備編號儀器名稱1pH測定儀pH測定

2電導率測定儀電導率測定

3紫外可見分光光度計化學指標測定

4溶解氧測基信定儀溶解氧測定

5COD快速測定儀化學需氧量測定

6恆溫生化培養箱生化學氧量測定

7高壓蒸汽滅菌鍋滅菌、恆溫恆壓加熱

8電烘箱烘乾，懸浮物濃度測定

9流量計流量測定

10移液器液體移取

11電子天平葯品量取

12離心機固液分離

13過濾器固液分離

14馬福爐污泥濃度測定

15空氣壓縮機提供壓縮空氣，充氧

16生物發酵罐微生物培養

17廢水采樣器水樣採集18恆溫培養搖床恆溫培養19通風櫃有毒有害溶液配置

污水處理廠化驗室儀器設備編號設備

1試驗台2通風櫃3實驗水嘴水盆4儀器櫃5器皿櫃6天平台

7更衣櫃8實驗椅污水處理廠化驗室儀器設備先行設計通風上下水布局

污水處理廠實驗室水污染物污水處理廠化驗室需要儀器設備

PH氫離子濃度指數，即pH值。這個概念是1909年由丹麥生物化學家SørenPeterLauritzSørensen提出。p代表德語Potenz，意思是力量或濃度，H代表氫離子。

pH實際上是水溶液中酸鹼度的一種表示方法。平時我們經常習慣於用百分濃度來表示水溶液的酸鹼度，如1%的硫酸溶液或1%的鹼溶液，但是當水溶液的酸鹼度很小很小時，如果再用百分濃度來表示則太麻煩了，這時可用pH來表示。pH的應用范圍在0-14之間，當pH＝7時水呈中性；pH＜7時水呈酸性，pH愈小，水的酸性愈大；當pH＞7時水呈鹼性，pH愈大，水的鹼性愈大。pH值的計算公式如下：C(H)為H離子濃度

-lg(C(H)),例如HCL溶液,-lg(10^-2)=2鹼性溶液中14-lg(C(OH))

世界上所有的生物是離不開水的，但是適宜於生物生存的pH值的范圍往往是非常狹小的，因此國家環保局將處理出水的pH值嚴格地規定在6-9之間。

水中pH值的檢測經常使用pH試紙，也有用儀器測定的，如pH測定儀。

生化需氧量和化學需氧量的比值能說明水中的有機污染物有多少是微生物所難以分解的。微生物難以分解的有機污染物對環境造成的危害更大。

COD（化學需氧量，ChemicalOxygenDemand）區別：COD,化學需氧量是以化學方法測量水樣中需要被氧化的還原性物質的量。水樣在一定條件下，以氧化1升水樣中還原性物質所消耗的氧化劑的量為指標，折算成每升水樣全部被氧化後，需要的氧的毫克數，以mg/L表示。它反映了水中受還原性物質污染的程度。該指標也作為有機物相對含量的綜合指標之一。

BOD（BiochemicalOxygenDemand的簡寫）：生化需氧量或生化耗氧量。

BOD，生化需氧量（BOD）是一種環境監測指標，主要用於監測水體中有機物的污染狀況。一般有機物都可以被微生物所分解，但微生物分解水中的有機化合物時需要消耗氧，如果水中的溶解氧不足以供給微生物的需要，水體就處於污染狀態。BOD才是有關環保的指標！

表示水中有機物等需氧污染物質含量的一個綜合指示。

它說明水中有機物由於微生物的生化作用進行氧化分解，使之無機化或氣體化時所消耗水中溶解氧的總數量。其單位ppm成毫克/升表示。其值越高說明水中有機污染物質越多，污染也就越嚴重。為了使檢測資料有可比性，一般規定一個時間周期，在這段時間內，在一定溫度下用水樣培養微生物，並測定水中溶解氧消耗情況，一般採用五天時間，稱為五日生化需氧量，記做BOD5。數值越大證明水中含有的有機物越多，因此污染也越嚴重。生化需氧量的計算方式如下：BOD（mg/L）=（D1-D2）/PD1：稀釋後水樣之初始溶氧（mg/L）

D2：稀釋後水樣經20℃恆溫培養箱培養5天之溶氧（mg/L）P=【水樣體積（mL）】/【稀釋後水樣之最終體積（mL）】

懸浮物

指懸浮在水中的固體物質，包括不溶於水中的無機物、有機物及泥砂、黏土、微生物等。水中懸浮物含量是衡量水污染程度的指標之一。懸浮物是造成水渾濁的主要原因。水體中的有機懸浮物沉積後易厭氧發酵，使水質惡化。中國污水綜合排放標准分3級，規定了污水和廢水中懸浮物的最高允許排放濃度，中國地下水質量標准和生活飲用水衛生標准對水中懸浮物以渾濁度為指標作了規定。總磷是水樣經消解後將各種形態的磷轉變成正磷酸鹽後測定的結果，以每升水樣含磷毫克數計量。正磷酸鹽的常用測定方法有3種：①釩鉬磷酸比色法。此法靈敏度較低，但干擾物質較少。②鉬-銻-鈧比色法。靈敏度高，顏色穩定，重復性好。③氯化亞錫法。雖靈敏但穩定性差，受氯離子、硫酸鹽等干擾。水中磷可以元素磷、正磷酸鹽、縮合硫酸鹽、焦磷酸鹽、偏磷酸鹽和有機團結合的磷酸鹽等形式存在。其主要來源為生活污水、化肥、有機磷農葯及近代洗滌劑所用的磷酸鹽增潔劑等。磷酸鹽會干擾水廠中的混凝過程。水體中的磷是藻類生長需要的一種關鍵元素，過量磷是造成水體污穢異臭，使湖泊發生富營養化和海灣出現赤潮的主要原因。我國地面水環境質量標准規定總磷容許值如下。

氨氮：動物性有機物的含氮量一般較植物性有機物為高。同時，人畜糞便中含氮有機物很不穩定，容易分解成氨。因此，水中氨氮含量增高時指以氨或銨離子形式存在的化合氨。氨氮主要來源於人和動物的排泄物，生活污水中平均含氮量每人每年可達2.5～4.5公斤。雨水徑流以及農用化肥的流失也是氮的重要來源。

另外，氨氮還來自化工、冶金、石油化工、油漆顏料、煤氣、煉焦、鞣革、化肥等工業廢水中。

當氨溶於水時，其中一部分氨與水反應生成銨離子，一部分形成水合氨，也稱非離子氨。非離子氨是引起水生生物毒害的主要因子，而氨離子相對基本無毒。國家標准Ⅲ類地面水，非離子氨的濃度≤0.02毫克/升。

氨氮是水體中的營養素，可導致水富營養化現象產生，是水體中的主要耗氧污染物，對魚類及某些水生生物有毒害。。

測試方法

納氏試劑比色法

1原理

碘化汞和碘化鉀的鹼性溶液與氨反映生成淡紅棕色膠態化合物,其色度與氨氮含量成正比,通常可在波長410~425nm范圍內測其吸光度,計算其含量.

本法最低檢出濃度為0.025mg/L(光度法),測定上限為2mg/L.採用目視比色法,最低檢出濃度為

0.02mg/L.水樣做適當的預處理後,本法可用於地面水,地下水,工業廢水和生活污水中氨氮的測定.2儀器

2.1帶氮球的定氮蒸餾裝置:500mL凱氏燒瓶,氮球,直形冷凝管和導管.2.2分光光度計2.3pH計3試劑

配製試劑用水均應為無氨水

3.1無氨水可選用下列方法之一進行制備:

3.1.1蒸餾法:每升蒸餾水中加0.1mL硫酸,在全玻璃蒸餾器中重蒸餾,棄去50mL初餾液,按取其餘餾出液於具塞磨口的玻璃瓶中,密塞保存.

3.1.2離子交換法:使蒸餾水通過強酸型陽離子交換樹脂柱.3.21mol/L鹽酸溶液.3.31mol/L氫氧化納溶液.

3.4輕質氧化鎂(MgO):將氧化鎂在500℃下加熱,以出去碳酸鹽.3.50.05%溴百里酚藍指示

液:pH60.~7.6.3.6防沫劑,如石蠟碎片.3.7吸收液:

3.7.1硼酸溶液:稱取20g硼酸溶於水,稀釋至1L.3.7.20.01mol/L硫酸溶液.

3.8納氏試劑:可選擇下列方法之一制備:

3.8.1稱取20g碘化鉀溶於約100mL水中,邊攪拌邊分次少量加入二氯化汞(HgCl2)結晶粉末(約10g),至出現朱

紅色沉澱不易溶解時,改寫滴加飽和二氯化汞溶液,並充分攪拌,當出現微量朱紅色沉澱不再溶解時,停止滴加二氯化汞溶液.

另稱取60g氫氧化鉀溶於水,並稀釋至250mL,冷卻至室溫後,將上述溶液徐徐注入氫氧化鉀溶液中,用水稀釋至400mL,混勻.靜置過夜將上清液移入聚乙烯瓶中,密塞保存.3.8.2稱取16g氫氧化納,溶於50mL水中,充分冷卻至室溫.

另稱取7g碘化鉀和碘化汞(HgI2)溶於水,然後將此溶液在攪拌下徐徐注入氫氧化納溶液中,用水稀釋至100mL,貯於聚乙烯瓶中,密塞保存.

3.9酒石酸鉀納溶液:稱取50g酒石酸鉀納KNaC4H4O6•4H2O)溶於100mL水中,加熱煮沸以除去氨,放冷,定容至100Ml.

3.10銨標准貯備溶液:稱取3.819g經100℃乾燥過的優級純氯化銨(NH4Cl)溶於水中,移入1000mL容量瓶中,稀釋至標線.此溶液每毫升含1.00mg氨氮.

3.11銨標准使用溶液:移取5.00mL銨標准貯備液於500mL容量瓶中,用水稀釋至標線.此溶液每毫升含0.010mg氨氮.

4測定步驟

4.1水樣預處理:取250mL水樣(如氨氮含量較高,可取適量並加水至250mL,使氨氮含量不超過2.5mg),移入凱氏燒瓶中,家數滴溴百里酚藍指示液,用氫氧化納溶液或演算溶液調節至pH7左右.加入0.25g輕質氧化鎂和數粒玻璃珠,立即連接氮球和冷凝管,導

管下端插入吸收液液面下.加熱蒸餾,至餾出液達200mL時,停止蒸餾,定容至250mL.採用酸滴定法或納氏比色法時,以50mL硼酸溶液為吸收液;採用水楊酸-次氯酸鹽比色法時,改用50mL0.01mol/L硫酸溶液為吸收液.

4.2標准曲線的繪制:吸取0,0.50,1.00,3.00,7.00和10.0mL銨標准使用液分別於50mL比色管中,加水至標線,家1.0mL酒石酸鉀溶液,混勻.加1.5mL納氏試劑,混勻.放置10min後,在波長420nm處,用光程20mm比色皿,以水為參比,測定吸光度.由測得的吸光度,減去零濃度空白管的吸光度後,得到校正吸光度,繪制以氨氮含量(mg)對校正吸光度的標准曲線.

4.3水樣的測定:

4.3.1分取適量經絮凝沉澱預處理後的水樣(使氨氮含量不超過0.1mg),加入50mL比色管中,稀釋至標線,家0.1mL酒石酸鉀納溶液.以下同標准曲線的繪制.

4.3.2分取適量經蒸餾預處理後的餾出液,加入50mL比色管中,加一定量1mol/L氫氧化納溶液,以中和硼酸,稀釋至標線.加1.5mL納氏試劑,混勻.放置10min後,同標准曲線步驟測量吸光度.

4.4空白實驗:以無氨水代替水樣,做全程序空白測定.5計算

由水樣測得的吸光度減去空白實驗的吸光度後,從標准曲線上查得氨氮量(mg)後,按下式計算:氨氮(N,mg/L)=m/V×1000

式中:m——由標准曲線查得的氨氮量,mg;V——水樣體積,mL.

6注意事項:

6.1納氏試劑中碘化汞與碘化鉀的比例,對顯色反應的靈敏度有較大影響.靜置後生成的沉澱應除去.

6.2濾紙中常含痕量銨鹽,使用時注意用無氨水洗滌.所用玻璃皿應避免實驗室空氣中氨的玷污.

污水處理廠的實驗室一般都做的是很基本的生化實驗，比如測BOD5、COD、SS、氨氮等，要針對你所測試的項目來定需要什麼儀器，上面哪些項目都是最基本的，可以查查用什麼方法測定，比如COD你可以選擇在線監測這樣很方便，當然儀器比較貴，也可以選擇普通的消解滴定的方法（迴流冷凝管，電爐，鐵架台，瓶瓶罐罐什麼的，酸鹼滴定管，電子天平，必備的葯劑，等等）。這主要是需要一些化學用的玻璃器皿和設備。顯微鏡也是必要的，做污泥鏡檢常常需要。原子吸收分光光度計如果做金屬離子分析也是需要的。電子天平、數字式酸度計、電熱鼓風乾燥箱、電加熱板、封閉式可調電爐、分光光度計、BOD測定儀.....等

全世界都在高速發展的今天，人類對水的需求量正逐漸地增加，而與此同時，水資源的浪費，水土的流失，水體的污染，也正威脅著人類的生存與發展。這其中，尤以水體污染最為嚴重。

水體除了水本身外，還包括水生生物和底泥等。天然水體本身所具有的凈化污染物的能力，稱為水體的自凈作用。按凈化的機制，水體自凈可分為物理凈化、化學凈化和生物凈化。水體的自凈作用過程進行得相當緩慢，自凈能力也是有限的。當污染物進入水體後，其含量超過水體的自凈能力，引起水質惡化，破壞了水體的原有用途時稱為水體污染。

究其原因，很大程度上是因為19世紀英國工業革命後，一方面工業化和城市化的迅猛發展，工業廢水和生活污水排出的污染物數量大大超過水體的自凈能力，而使地球上的江河湖海受到日益嚴重的污染；另一方面，隨著科技和生產力水平的發展，各種人工合成的化學新物質日益增多，許多新物質具有突變、致畸、致癌作用，一旦污染水體，將長時間滯留在水中，水體的自凈作用無法分解這些人工合成的化學新物質。

水體中的主要污染物按其存在狀態可分為懸浮物質、膠體物質和溶解物質三類。

懸浮物質主要是泥砂和粘土，大部分來源於土壤和城鎮街道徑流，少量來自洗滌廢水。

膠體物質主要是各種有機物，水體中有機物的生物部分，總大腸菌群是檢驗致病微生物是否存在和水體污染狀況的指標之一；水中溶解氧濃度是衡量水中有機物的非生物部分污染程度的重要指標之一，溶解氧濃度DO越低，有機物污染越嚴重，當DO≤4時，魚類生存就會受到影響，甚至死亡。有機物污染的另兩種更常用的指標是化學需（耗）氧量COD和生化需（耗）氧量BOD。COD表示利用化學氧化劑氧化水樣中的有機物所需（耗）的氧量，單位是mg/L。BOD表示利用微生物氧化水樣中全部的有機物過程所消耗的溶解氧的量，單位是mg/L。這兩種指標越高，表示水體污染程度越深。

溶解物質主要是一些完全溶於水的鹽類（氯化物、硫酸鹽、氟化物等）和溶解氣體（二氧化碳、硫化氫等）。

⑹ 生物選修一知識點總結

生物選修一知識點總結

生物是理科中的文科，需要的邏輯思維並不用十分的強，下面生物選修一知識點總結是我為大家帶來的，希望對大家有所幫助。

《果酒和果醋和製作》

一、果酒製作

1.原理：菌種 ，屬於 核生物，新陳代謝類型 ，有氧時，呼吸的反應式為： ;無氧時，呼吸的反應式為： 。

2.條件：繁殖最適溫度 ，酒精發酵一般控制在 。

(傳統發酵技術所使用的酵母菌的來源)

現在工廠化生產果酒，為提高果酒的品質，更好地抑制其它微生物的生長，採取的措施是 。

4.實驗設計流程圖

挑選葡萄沖洗____________________________________________

果酒 果醋

5.根據教材P4操作提示設計實驗步驟及裝置。

充氣口作用 ; 排氣口作用 ;

出料口作用 。

排氣口要通過一個長而彎曲的膠管與瓶身連接，其目的是 。

使用該裝置制酒時，應該關閉 ;

制醋時，應將充氣口 。

6.實驗結果分析與評價：可通過嗅覺和品嘗初步鑒定，並用______________檢驗酒精存在。可觀察到的現象為

二、果醋的製作：

1.原理：菌種：___________，屬於___________核生物，新陳代謝類為_________

醋酸生成反應式是___________________ _________ 。

2.條件：最適合溫度為__________，需要充足的______________。

4.設計實驗流程及操作步驟：

果酒製成以後，在發酵液中加入______________或醋曲，然後將裝置轉移至

______________0C條件下發酵，適時向發酵液中______________。如果沒有充氣裝置，可以將瓶蓋打開，在瓶蓋上紗布，以減少空氣中塵土污染。

三、操作過程應注意的問題

(1)為防止發酵液被污染，發酵瓶要用 消毒。

(2)葡萄汁裝入發酵瓶時，要留出大約 的空間。

(3)製作葡萄酒時將溫度嚴格控制在 ，時間控制在 d左右，可通過 對發酵的情況進行及時的監測。

(4)制葡萄醋的過程中，將溫度嚴格控制在 ，時間控制在 d，並注意適時在 充氣。

【疑難點撥】

1、 認為應該先沖洗葡萄還是先除去枝梗?為什麼?

應該先沖洗，然後再除去枝梗，以避免除去枝梗時引起葡萄破損，增加被雜菌污染的機會。

2、 認為應該從哪些方面防止發酵液被污染?

需要從發酵製作的過程進行全面的考慮，因為操作的每一步都可能混入雜菌。例如：榨汁機、發酵裝置要清洗干凈;每次排氣時只需擰松瓶蓋、不要完全揭開瓶蓋等。

3.制葡萄酒時，為什麼要將溫度控制在18～25 ℃?制葡萄醋時，為什麼要將溫度控制在30～35 ℃?

答：溫度是酵母菌生長和發酵的重要條件。20 ℃左右最適合酵母菌繁殖。因此需要將溫度控制在其最適溫度范圍內。而醋酸菌是嗜溫菌，最適生長溫度為30～35 ℃，因此要將溫度控制在30～35 ℃。

4.制葡萄醋時，為什麼要適時通過充氣口充氣?

答：醋酸菌是好氧菌，在將酒精變為醋酸時需要氧的參與，因此要適時向發酵液中充氣。

《腐乳的製作》

一、腐乳製作的原理

1.腐乳的發酵有多種微生物的協同作用，如 、 、 、

等，其中起主要作用的是 。它是一種絲狀 ，常見於 、 、 、 上。新陳代謝類型是 。

2. 等微生物產生的蛋白酶可以將豆腐中的 分解成小分子的 和 ;脂肪酶可以將 水解成 和 。

3.現代的腐乳生產是在嚴格的 條件下，將優良 菌種直接接種在豆腐上，這樣可以避免 ，保證 。

二、腐乳製作的實驗流程：

讓豆腐長出毛霉→ → →密封腌制。

三、實驗材料

含水量70%的豆腐，粽葉，盤子，鹽，黃酒，米酒，糖，香辛料等，廣口玻璃瓶，高壓鍋。

四、實驗步驟

1.將豆腐切實3cm×3cm×1cm若干塊

2.豆腐塊放在鋪有干粽葉的盤內，每塊豆腐等距離排放，豆腐上再鋪干凈粽葉，再用保鮮膜包裹。

3.將平盤放在溫度為 的地方，毛霉逐漸生長，大約5d後，豆腐表面叢生直立菌絲。

4.當毛霉生長旺盛，呈淡黃色時，去除保鮮膜及粽葉，散熱及水分，同時散去霉味約36h。

5.豆腐涼透後，將豆腐間的菌絲拉斷，整齊排在容器內，准備腌制。

6.長滿毛霉的豆腐塊(以下稱毛坯)分層擺放，分層加鹽，並隨層高而增加 ，在瓶口表面鋪鹽 ，以防止 ，約腌制8d。

7.將黃酒、米酒和糖、香辛料等混合製成鹵湯。鹵湯酒精含量控制在 為宜。

8.廣口玻璃瓶刷洗干凈，用高壓鍋在1000C蒸汽滅菌30min，將腐乳成坯擺入瓶中，加入鹵湯和輔料後，將瓶口用酒精燈加熱滅菌，用膠條密封，常溫下，六個月即可以成熟。

【疑難點撥】

1.王致和為什麼要撒許多鹽，將長毛的豆腐腌起來?鹽在該過程中起什麼作用?

鹽能防止雜菌污染，避免豆腐腐敗。鹽能抑制多種微生物的生長。

2.配製鹵湯時，一般將酒精含量控制在12%左右，過高過低都不行，為什麼?

酒精含量的高低與腐乳後期發酵時間的長短有很大關系。酒精含量越高，對蛋白酶的抑製作用也越大，使腐乳成熟期延長;酒精含量過低，蛋白酶的活性高，加快蛋白質的水解，雜菌繁殖快，豆腐易腐敗，難以成塊。

3.豆腐坯用食鹽腌制，其作用是什麼?

①滲透鹽分，析出水分 ②給腐乳以必要的鹹味

③防止毛霉繼續生長和污染的雜菌繁殖 ④浸提毛黴菌絲上的蛋白酶

4.腐乳在釀造後期發酵中添加多量酒液的目的是什麼?

①防止雜菌污染以防腐

②與有機酸結合形成酯，由於酒中特別是黃酒中含有酵母茼，經發酵可產生醇，並與有機酸結合形成酯，賦予腐乳風味

③利於後期發酵

5.鹵湯中香辛料的作用是什麼?

①調味②促進發酵③殺菌防腐

解釋：(香辛料如花椒、大蒜、茴香中含有花椒醯胺、蒜辣素、茴香醚及茴香醛等，有極強的殺菌力;又有良好的調味功能;香辛料成分參與發酵過程，合成復雜的酯類，使腐乳形成特有色、香、味。)

6.你能利用所學的生物學知識，解釋豆腐長白毛是怎麼一回事?

答：豆腐上生長的白毛是毛霉的白色菌絲。嚴格地說是直立菌絲，在豆腐中還有匍匐菌絲。

7.我們平常吃的豆腐，哪種適合用來做腐乳?

答：含水量為70%左右的豆腐適於作腐乳。用含水量過高的豆腐制腐乳，不易成形。

8.吃腐乳時，你會發現腐乳外部有一層緻密的"皮"。這層"皮"是怎樣形成的呢?它對人體有害嗎?它的作用是什麼?

答："皮"是前期發酵時在豆腐表面上生長的菌絲(匍匐菌絲)，它能形成腐乳的"體"，使腐乳成形。"皮"對人體無害。

《探討加酶洗衣粉的洗滌效果》

一、基礎知識

3.在本課題中，我們主要探究有關加酶洗衣粉的三個問題：一是普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的 效果有什麼不同;二是在什麼溫度下使用加酶洗衣粉 最好，三是 的洗衣粉，其洗劑效果有哪些區別。

二、實驗操作

1.探究普通洗衣粉和加酶洗衣粉對衣物污漬的洗滌效果

(1)實驗遵循的原則：實驗變數為洗滌劑，設計時應遵循 原則、 原則，有效地控制其他變數，如水的用量、污染物的量、所用實驗用布的質地大小、兩種洗衣粉的用量，攪拌及洗滌時間。

(2)實驗過程

①取兩只大燒杯並 ，用量筒分別量500mL蒸餾水放入其中，放入400C的水浴鍋保溫。

②將制好的污染布和洗衣粉(一組為 和 ，另一組為 和 )分別放入兩只燒杯中。

③用玻璃棒同時充分攪拌 時間，一段時間後攪拌可重復進行。

④過相同的時間後觀察洗滌效果，探究加酶洗衣粉使用時的最適溫度。

2.不同種類的酶洗衣粉對同一污漬的洗滌效果

(1)實驗原理：不同種類的加酶洗衣粉所加的酶不同，而酶具有 ，所以對不同污漬的洗滌效果不同。

(2)實驗過程：根據表格設計實驗步驟

編號 污漬

類型 洗滌效果 蛋白酶 脂肪酶 澱粉酶 復合酶 普通洗衣酶 1 雞血 2 牛奶 3 菜油 4 番茄汁 5 墨水 6 染料 【疑難點撥】

1.普通洗衣粉中包含哪些化學成分?

提示：普通洗衣粉中通常包含有：表面活性劑、水軟化劑、鹼劑、漂白劑等成分，有的洗衣粉中還含有增白劑、香精和色素，以及填充劑等。

2.在本課題中你打算使用什麼方法和標准判斷洗滌效果?

提示：可在洗滌後比較污物的殘留狀況，如：已消失、顏色變淺、面積縮小等，

3.含有蛋白酶的洗衣粉的洗劑效果好，可以用絲綢作為實驗材料嗎?

不能。因為絲綢的主要成分是蛋白質，它會被加酶洗衣粉中的蛋白酶分解，損壞衣物。

【典例解析】

下列不屬於酶制劑的是

A.蛋白酶 B.脂肪酶 C.澱粉酶 D.麥芽糖酶

解析：目前常用的酶制劑有四大類：蛋白酶、脂肪酶、澱粉酶和纖維素酶。其中，應用最廣泛、效果最明顯的是鹼性蛋白酶和鹼性脂肪酶。鹼性蛋白酶能將血漬、奶漬等含有的大分子蛋白質水解成可溶性的氨基酸或小分子的肽，使污跡從衣物上脫落。脂肪酶、澱粉酶和纖維素酶也能分別將大分子的脂肪、澱粉和纖維素水解為小分子物質，使洗衣粉具有更強的去污能力。

《酵母細胞的固定化》

一、基礎知識

酶：優點：催化效率高，低耗能、低污染，大規模地應用於食品、化工等各個領域。

實際問題：對環境條件敏感，易失活;溶液中的酶很難回收，不能再次利用，提高了生產成本;反應後的酶會混合在產物中，如不除去，會影響產品質量。

設想：

固定化酶：優點

實際問題：一種酶只能催化一種化學反應，而在生產實踐中，很多產物的形成 都是通過一系列的酶促反應才能得到的

設想：

固定化細胞：優點

二、固定化酶的應用實例

高果糖漿是指

能將葡萄糖轉化為果糖的酶是 。使用固定化酶技術，將這種酶固定在一種 上，

再將這些酶顆粒裝到一個反應柱內，柱子底端裝上分布著許多小孔的 。酶顆粒無法通過篩板的小孔，而反應溶液卻可以自由出入。生產過程中，將葡萄糖溶液從反應柱的上端注入，使葡萄糖溶液流過反應柱，與 接觸，轉化成果糖，從反應柱的下端流出。反應柱能連續使用半年，大大降低了生產成本，提高了果糖的產量和質量。

三、固定化細胞技術

固定化酶和固定化細胞是利用 或

方法將酶或細胞固定在一定空間內的技術，包括 、 和 法。

一般來說，酶更適合採用 和 法固定，而細胞多採用 法固定化。這是因為細胞個大，而酶分子很小;個大的細胞難以 或 ，而個小的酶容易從 中漏出。

包埋法法固定化細胞即將微生物細胞 包埋在不溶於水的 中。常用的載體有 、 、 、 和 等。

四、實驗操作

(一)制備固定化酵母細胞

制備固定化酵母細胞需要的材料是 、 、 、 、

、 、 、 、 和

1.酵母菌的活化

活化就是處於 狀態的微生物重新恢復正常的生活狀態。

2.配製物質的量嘗試為0.05mol/L的CaCl2溶液

3.配製海藻酸鈉溶液

加熱溶化海藻酸鈉時要注意：

4.海藻酸鈉溶液與酵母菌細胞混合

5.固定化酵母細胞

以恆定的速度緩慢地將注射器中的溶液滴加到配製好的 溶液中，並浸泡 (時間)。

(二)用固定化酵母細胞發酵

1.將固定好的酵母細胞用 沖洗2-3次。

2.發酵時的溫度就為 ，時間 。

五、結果分析與評價

(一)觀察凝膠珠的顏色和形狀

如果製作的凝膠珠顏色過淺、呈白色，說明 ;如果形成的凝膠珠不是圓形或橢圓形，則說明 ，製作失敗，需要再作嘗試。

(二)觀察發酵的葡萄糖溶液

利用固定的酵母細胞發酵產生酒精，可以看到產生了很多 ，同時會聞到

補充：直接使用酶、固定化酶和固定化細胞催化的優缺點：

類型 優點 不足 直接使用酶 催化效率高，低耗能、低污染等。 對環境條件非常敏感，容易失活;溶液中的酶很難回收，不能被再次利用，提高了生產成本;反應後酶會混在產物中，可能影響產品質量。 固定化酶 酶既能與反應物接觸，又能與產物分離，同時，固定在載體上的酶還可以被反復利用。 一種酶只能催化一種化學反應，而在生產實踐中，很多產物的形成都通過一系列的酶促反應才能得到的。 固定化細胞 成本低，操作更容易。 固定後的酶或細胞與反應物不容易接近，可能導致反應效果下降等。

【疑難點撥】

1.細胞的活化。

提示：在缺水的狀態下，微生物會處於休眠狀態。活化就是讓處於休眠狀態的微生物重新恢復正常的生活狀態。酵母細胞所需要的活化時間較短，一般需要0.5～1小時。

2.如何檢驗凝膠珠的質量是否合格。

提示：檢驗凝膠珠的質量是否合格，可以採用以下方法。一是用鑷子夾起一個凝膠珠放在實驗桌上用手擠壓，如果凝膠珠不破裂，沒有液體流出，就表明凝膠珠的製作成功。二是在實驗桌上用力摔打凝膠珠，如果凝膠珠很容易彈起，也表明制備的凝膠珠是成功的。

3.酶和細胞分別適應哪種固定方法?

提示：一般來說，酶更適合採用化學結合和物理吸附法固定，而細胞多採用包埋法固定化。這是因為細胞個大，而酶分子很小;個大的難以被吸附或結合，而個小的酶容易從包埋材料中漏出。

【典例解析】

酶和細胞分別適應哪種固定方法?

提示：一般來說，酶更適合採用化學結合和物理吸附法固定，而細胞多採用包埋法 固定化。這是因為細胞個大，而酶分子很小;個大的難以被吸附或結合，而個小的酶容易從包埋材料中漏出。

《DNA的粗提取與鑒定》

一、提取DNA的方法

提取生物大分子的基本思路是 。對於DNA的粗提取而言，就是要利用 、 等在物理和化學性質方面的差異，提取DNA，去除其他成分。

1)DNA的溶解性 DNA和蛋白質等其他成分在不同濃度的 中溶解度不同，利用這一特點，選擇適當的鹽濃度就能 充分溶解，而使雜質沉澱，或者相反，以達到分離目的。

此外，DNA不溶於 溶液，但是細胞中的某些蛋白質則溶於酒精。利用這一原理，可以將DNA與蛋白質進一步的分離。

2)DNA對酶、高溫和洗滌劑的耐受性 蛋白酶能水解 ，但是對 沒有影響。大多數蛋白質不能忍受60-80oC的高溫，而DNA在 以上才會變性。洗滌劑能夠瓦解 ，但對DNA沒有影響。

3)DNA的鑒定 在 條件下，DNA遇 會被染成 色，因此二苯胺可以作為鑒定DNA的試劑。

二、實驗設計

1)實驗材料的選取 凡是含有 的生物材料都可以考慮，但是使用 的生物組織，成功的可能性更大。在下面的生物材料中選取適合的實驗材料：

魚卵、豬肝、菜花(花椰菜)、香蕉、雞血、哺乳動物的紅細胞、獼猴桃、洋蔥、豌豆、菠菜、在液體培養基的大腸桿菌

2)破碎細胞，獲取含DNA的濾液 動物細胞的破碎比較容易，以雞血細胞為例，在雞血細胞液中加入一定量的 ，同時用 攪拌，過濾後收集濾液即可。如果實驗材料是植物細胞，需要先用 溶解細胞膜。例如，提取洋蔥的DNA時，在切碎的洋蔥中加入一定的 和 ，進行充分的攪拌和研磨，過濾後收集研磨液。

3)去除濾液中的雜質

4)DNA的析出與鑒定

將處理後的溶液過濾，加入與濾液體積 、冷卻的 ，靜置 ，溶液中會出現 ，這就是粗提取的DNA。用玻璃棒 攪拌，捲起絲狀物，並用濾紙吸取上面的水分。

取兩支20ml的試管，各加入物質的量濃度為 的NaCl溶液5ml，將絲狀物放入其中一支試管中，用玻璃棒攪拌，使絲狀物溶解。然後，向兩支試管中各加入4ml的`

。混合均勻後，將試管置於 中加熱5min，待試管冷卻後，比較兩支試管溶液顏色的變化，看看溶解有DNA的溶液是否變 。

三、操作提示

以血液為實驗材料時，每100ml血液中需要加入3g ，防止 。

加入洗滌劑後，動作要 、 ，否則容易產生大量的泡沫，不利於後續步驟地操作。加入酒精和用玻璃棒攪拌時，動作要 ，以免 ，導致DNA分子不能形成絮狀沉澱。

二苯胺試劑要 ，否則會影響鑒定的效果。

四、結果分析與評價

【疑難點撥】

1.為什麼加入蒸餾水能使雞血細胞破裂?

答：蒸餾水對於雞血細胞來說是一種低滲液體，水分可以大量進入血細胞內，使血細胞脹裂，再加上攪拌的機械作用，就加速了雞血細胞的破裂(細胞膜和核膜的破裂)，從而釋放出DNA。

2.加入洗滌劑和食鹽的作用分別是什麼?

答：洗滌劑是一些離子去污劑，能溶解細胞膜，有利於DNA的釋放;食鹽的主要成分是NaCl，有利於DNA的溶解。

3.如果研磨不充分，會對實驗結果產生怎樣的影響?

答：研磨不充分會使細胞核內的DNA釋放不完全，提取的DNA量變少，影響實驗結果，導致看不到絲狀沉澱物、用二苯胺鑒定不顯示藍色等。

4.此步驟獲得的濾液中可能含有哪些細胞成分?

答：可能含有核蛋白、多糖和RNA等雜質。

5.為什麼反復地溶解與析出DNA，能夠去除雜質?

答：用高鹽濃度的溶液溶解DNA，能除去在高鹽中不能溶解的雜質;用低鹽濃度使DNA析出，能除去溶解在低鹽溶液中的雜質。因此，通過反復溶解與析出DNA，就能夠除去與DNA溶解度不同的多種雜質。

6.方案二與方案三的原理有什麼不同?

答：方案二是利用蛋白酶分解雜質蛋白，從而使提取的DNA與蛋白質分開;方案三利用的是DNA和蛋白質對高溫耐受性的不同，從而使蛋白質變性，與DNA分離。

7. DNA的溶解度與NaCl溶液濃度的關系：

當NaCl溶液濃度低於0.14mol/L時，隨濃度的升高，DNA的溶解度降低;當NaCl溶液濃度高於0.14mol/L時，隨濃度升高，DNA的溶解度升高。

8. 制備雞血細胞液時，要在新鮮的雞血中加入檸檬酸鈉的原因

制備雞血細胞液時，要在新鮮的雞血中加入抗凝劑--檸檬酸鈉，防止血液凝固。其原理是檸檬酸鈉能與血漿中Ca2+發生反應，生成檸檬酸鈣絡合物，血漿中游離的Ca2+大大減少，血液便不會凝固，因為雞血紅細胞，白細胞都有細胞核，DNA主要存在於細胞核中，所以在離心或靜置沉澱後，要棄出上層清液--血漿。

9.提取DNA的第一步是材料的選取，其目的是一定要選取DNA含量較高的生物材料，否則會由於實驗過程中或多或少的損失而造成檢測的困難;第二步是DNA的釋放和溶解，這一步是實驗成功與否的關鍵，要盡可能使細胞內的DNA全部溶解;第三步是DNA的純化，即根據DNA的溶解特性、對酶及高溫的耐受性的不同等特性，最大限度地將DNA與雜質分開;最後一步是對DNA進行鑒定，這是對整個實驗的結果的檢測。

10.在DNA的析出的步驟中用到玻璃棒攪拌時，注意動作要輕緩，以免加劇DNA分子的斷裂，導致DNA分子不能形成絮狀沉澱。

11.盛放雞血細胞液的容器，最好是塑料容器。雞血細胞破碎以後釋放出的DNA，容易被玻璃容器吸附，由於細胞內DNA的含量本來就比較少，再被玻璃容器吸附去一部分，提取到的DNA就會更少。因此，實驗過程中最好使用塑料的燒杯和試管，這樣可以減少提取過程的DNA的損失。

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