生物工程设备各章节要点
第一章绪论题库
1、生物工程的定义
生物工程是指利用生物体系，应用先进的生物学和工程学原理，通过加工（或不加工）底物原料为人类提供所需产品（或社会服务）的一种新型跨学科技术。
2、1857年微生物学的鼻祖、以“发酵学之父”美誉著称的法国人巴斯德首次证明了酒精发酵是由酵母菌引起的，发酵现象是由微生物所进行的化学反应，而且不同的发酵与不同微生物有关。（列文虎克、弗洛里、钱恩）
3、生物工程设备主要包括生物反应器和生物反应物料处理及产物分离纯化设备。
第二章原料处理及灭菌设备题库
1、发酵工厂中的原料都含有很多种杂质，为了清楚各种杂质，利用物料与杂质在物理特性上的差异，可以采用一些机械方法和措施将杂质除去，目前常用方法有：筛选法、比重法、浮选法、磁选法。
2、振动筛的筛体包括筛框、筛面、吊杆、筛面清理装置、限振装置（不包括自衡振动器、）
3、振动筛筛体内有有三个筛面，第一层是接料筛面，第二层是大杂筛面，第三层是小杂筛面。（判断，填空）
4、提高粉碎机效率的方法有：①采用密闭循环法②增加吸风装置，可以加速粉料离开筛孔③采用鳞状筛代替平筛
5、生物产品发酵工厂中用到的输送设备按所输送的物料可分为固体物料的输送和液体物料的输送，输送固体物料可采用各种类型的输送机和气体输送装置，输送液体物料则采用各种类型的泵和空气压缩机。
6、根据卸料动力的不同，斗式提升机的卸料方法分为离心式、混合式和重力式
7、培养基灭菌方式有两种：分批灭菌法和连续灭菌法（实消法和连消法）。
分批灭菌方法的优点是不需其他设备，操作简单，适于规模小的发酵罐使用或极易发泡或粘度很大的培养基的灭菌；缺点是加热和冷却所需时间较长，发酵罐利用率不高，培养基中营养成分会遭到一定程度的破坏。
培养基的连续灭菌，就是将配好的培养基在向发酵罐等培养装置输送的同时进行加热、保温和冷却而进行灭菌。
连续灭菌具有如下的优点：
（1）提高产量。与分批灭菌相比培养液受热时间短，可缩短发酵周期，同时培养基成分破坏较少。
（2）产品质量较易控制。
（3）蒸汽负荷均衡，锅炉利用率高，操作方便。
（4）适宜采用自动控制。
（5）降低劳动强度。
8、培养基灭菌常用的加热设备、保温设备和冷却设备都有哪些，试举例。
目前常用的加热设备是喷射加热器，其特点是结构简单，体积小，操作噪声低，蒸汽与料液混合充分，并在瞬时内即可完成加热。（可用于判断题）
保温设备有两种：一种是罐式保温设备，即维持罐，另一种是管式保温设备，即维持管。
冷却设备有：喷淋冷却器、真空冷却器、薄板换热器和螺旋板换热器
9、为什么说培养基在维持罐中的停留时间应比按对数残留定律计算的维持时间要长？
维持罐的高径比较小，不以保证培养基先进后出，部分培养基可能在罐中停留时间过长，过度受热，营养成分损失较多；部分培养基可能在罐中停留时间过短，不能达到灭菌要求而造
成染菌。所以，培养基在维持罐中的停留时间应比按对数残留定律计算的维持时间要长。【实际维持时间常取理论灭菌时间的3—5倍】
判断题：培养基在维持罐中的停留时间应比按对数残留定律计算的维持时间要长（短）
第三章空气压缩及除菌设备
1、空气除菌的方法：辐射杀菌、热灭杀菌、静电除菌、介质过滤除菌
1、空气预处理的主要目的有哪两个?t提高压缩前空气的洁净度的主要措施？
答：⑴①提高压缩空气的洁净度，降低空气过滤器的负荷；②取出压缩后空气中所带的油水，以合适的空气湿度和温度进入困难国企过滤器
⑵提高空气吸气口的位置和加强吸入空气的前过滤
2、提高截止过滤效率的主要措施
⑴减少进口空气的含菌数：①加强生产环境的卫生管理，减少环境空气中的含菌量；②提高空气进口位置（高
空采风），减少空气进口微生物的含量；③加强压缩前的空气预过滤
⑵设计和安装合理的空气过滤器
⑶降低进入总过滤器空气的相对湿度。①采用无油润滑空压机；②加强空气的冷却，去除油水；③提高进入总过滤器的空气温度，降低其相对湿度。
第四章设备和管道的清洗与灭菌
名词解释
CIP清洗系统：即在位清洗或原地清洗。它是指用机械使清洗剂和消毒剂，对生产设备的内表面，如发酵罐，热交换器，泵，阀门，管道和其他相关的容器内表面等无需拆卸和安装就能进行周期清洗和消毒的系统。
.CIP系统的特点？（简答题）
答案：①在同一装置中同时进行--灭菌，适合对生产罐体和配管同时进行清洗，消毒杀菌。在罐体中采用洗液喷射方式清洗，而在配管中洗液形成紊流效果的清洗。②操作程序控制完全自动化，只需要把必要的控制程序输入控制器可随时开启，是一种需时段，省力，可靠性高的清洗--灭菌装置。③经济效率高。这套装置在设计时均考虑到将清洗用水，洗涤剂，杀菌剂以及蒸汽的小号都保持最小。尽量减少清洗操作费用。
灭菌检验常用的方法各有什么特点？
答案：灭菌效果的检验通常有2种方法，一是直接微生物培养法，另一种是间接法，即灭菌蒸汽的温度和压强监控法。简单定性评价洁净度有哪些方法？
答案：1，擦拭法2，水滴发，3，水雾法，4呼气法，5肉眼观察法。
4 影响清洗效果的因素
答案：1，污物与金属表明间吸附能力的大小，与金属表面粗糙度有关。2，污物的特性也与清洗效果有一定的关系。3，冲刷强度时影响清洗效果的又一主要因素。4，清洗剂本身产生的效果取决于它的类型，活性以及浓度。5，多数情况下，清洗效果随温度的升高而增加。
第五章通风发酵罐设备
1、机械搅拌通风密闭发酵罐的主要特点？四点
第一，利用机械搅拌的作用使无菌空气与发酵液充分混合，提高了发酵罐的溶氧量，特别适合于发热量大、需要气体含量比较高的发酵反应。第二，发酵过程容易控制，操作简便，适应广泛。第三，发酵罐内部结构复杂，操作不当，容易染菌。第四，机械搅拌动力消耗大，对于丝状细胞的培养与发酵不利。
2、搅拌器的主要作用是：打碎气泡，延长气液接触时间，加速和提高溶氧，有利于传质和传热。
3、常用的搅拌器有平浆式、螺旋桨式、涡轮式。
4、罐内安装挡板的作用是：阻止因液体的水平流动而在液面中心产生的漩涡，促使液体上下翻腾，增加氧的溶解，提高搅拌效率。
5、热交换器用于发酵培养基的加热、消毒、灭菌、冷却，并且能够调节发酵过程中的温度。
6、热交换器的类型夹套式热交换器、立式蛇管交换器、立式排管热交换器。
7、为了防治发酵料泄露和杂菌污染，搅拌器轴与罐底连接处需要密封，即轴封。常用的轴封有填料函轴封和端面轴封两种密封装置。
8、现代通风固体深层发酵生物反应器有固定床生物反应器、流化床生物反应器、转鼓式生物反应器、挂盘式生物反应器和搅拌时生物反应器。
9、消泡器的常用类型（任举三例）耙式、离心式、刮板式、涡轮式、射流式、碟片式消泡器等
10、空气分布量的气泡直径与通气量有关，与孔径无关。
11、为了减少震动，中型发酵罐一般在罐内装有底轴承，而大型发酵罐不仅装有底轴承，还要装有中间轴承。
11、实验室的发酵罐的变速装置常采用无级变速装置。中试和工业发酵罐常采用三角皮带传动、圆柱或圆锥齿轮减速装置两种类型。
12、机械搅拌通风发酵罐主要有罐体、搅拌器、挡板、轴封、空气分布器、传动装置、冷却管、消泡器、人孔、视镜等。
第六章嫌气发酵设备
1、根据微生物对空气的需求，发酵设备可分为两类：好气性发酵和嫌气型发酵。
2、酒精发酵罐通常可分为开放式和密闭式两类，大多数工厂都采用密闭式发酵罐生产。
3、酒精发酵罐筒体为圆柱形，底盖和顶盖为碟形或锥形，罐底装有排料口和排污口，罐身上下装有取样口和温度计接口；对于大型发酵罐，为了便于维修和清洗，往往在近罐底也装有人孔。
4、酒精发酵罐的冷却，通常采用罐外列管式喷淋冷却的方法，具有发酵液冷却均匀，冷却效率高等优点。
5、现在酒精发酵罐的洗涤，通常采用水力喷射洗涤装置进行洗涤。
6、连续发酵因具有培养液浓度和代谢产物含量相对稳定，从而保证产品质量和产品稳定的优点。
7、固定化细胞反应器中，酵母细胞固定化的方法通常有吸附法、包埋法和共价键法三种。
8、啤酒酿造过程首先是制麦，然后是糖化，最后是回旋沉淀除去麦汁中的固形物。
9、啤酒发酵设备大型化的目的是：由于大型化，使啤酒质量均一化；由于啤酒生产的罐数减少，使生产合理化，降低了主要设备的投资。
10、目前全国新建的或改建的啤酒厂一般采用圆柱锥底罐的发酵方式。
11、联合罐又称通用罐，用其发酵啤酒的优点是：生产周期短，建造及生产费用低。
12、连续啤酒发酵设备，主要分为两类：塔式连续发酵与多罐式连续发酵。
13、连续啤酒的风味比较更适宜制造上面啤酒，制造下面啤酒则需严格控制双乙酰含量和啤酒的氧化问题。
第七章动物、植物细胞培养及酶生物反应器
名词解释：
1、贴壁培养：是让细胞贴附于适当基质上进行增殖培养的的方法，它适用于一切贴壁依赖性细胞以及兼性贴壁细胞。
2、填充床反应器：是填充一定材质的填充物，供细胞贴壁生长的反应器。
填空：
搅拌式生物反应器主要由培养罐、管道、阀门、泵、马达及仪表等部分组成。
气升式生物反应器最初是用于生产单细胞蛋白，后来用引申到动植物细胞培养中，特别是用于生产次级代谢产物的分泌性细胞。
流化床与填充床相比较优点：（1）由于固定细胞可利用的表面积大，被固定在反应器中的细胞浓度将更大。（2）由于较大的表面积和反应器中较高的混合速率，传质速度更大。
（3）不易被堵塞。
成功的动物细胞培养过程也需要质量和热量的传递。因此，搅拌和通气成为动物细胞反应器控制的关键因素。
植物细胞细胞壁主要成分为纤维素，虽然具有较大的抗张强度，但抗剪切的能力却相当弱。因此，必须对反映其中的搅拌装置进行改造，以降低剪切力的作用。
流体剪切力对植物细胞的影响包括正负两个方面：一方面，适当的剪切力可增加培养系统的通气性，保持体系良好的混合状态和分散性，从而提高细胞的生物量和增加瓷生产物的产量。另一方面，剪切力对植物细胞的损伤，往往造成细胞破损，细胞内含物释放到培养基中，从而改变体系的物理性质，进而影响整个培养系统的细胞生长和产物合成。
10、目前使用的植物细胞培养器主要有传统的机械搅拌式、非机械搅拌式、及固定式。
11、酶的反应通常是在一定的反应容器中进行，以便控制酶催化反应的各种条件和催化反应的速度。这种用于酶进行催化反应的容器及其附属设备称为酶反应器。
12、离体培养的动物细胞可分为三种类型贴壁依赖性、非贴壁依赖性、兼性贴壁性。
简答：
酶生物反应器的要求？
（1）反应体系应具有良好的传质和混合性能，是生物催化剂颗粒能够在反应器中均匀分布，反应器内任意点之间变量的差异可忽略不计。
（2）所用生物催化剂应具有较高的比活及浓度，才能得到较大的产品转化率。
（3）能够利用计算机实现自动检测和调控，以便获得最佳的反应条件。
2、酶反应器操作中，生产能力逐渐降低，主要原因是固定化酶活性降低或损失。造成固定化酶活性损失的原因？（1）酶本身的失火（2）酶从载体上脱落（3）载体的破碎或溶解
第八章产物分离与提取
名词解释
生物反应产物分离纯化:是指从生物反应培养体系中提取、分离纯化和精致所需产品的过程，又称为生物工程下游技术。
过滤：在外力作用下，使混合物的连续相流体通过多孔介质的孔道时截留分散相颗粒，从而实现分离的操作。
离心分离：在离心力场的作用下，将悬浮液中的固相与液相加以分离，多用于颗粒较细的悬浮液和乳浊液的分离。
发酵液产品处理过程流程图
发酵液——预处理——细胞分离——细胞破碎——细胞碎片分离——初步纯化——高度纯化——成品加工
3常见的单元操作包括：固液分离、分离纯化、精制成形
4按过滤介质性质不同，可将过滤设备分为粒状介质过滤机、滤布介质过滤机、多孔陶质过滤机；按操作方式不同，分为间歇式过滤机和连续式过滤机。
5过滤操作分为四个阶段：过滤阶段、滤饼洗涤、滤饼干燥、滤饼卸除。
简答题
1、离心机的分类
（1）按离心分离因数大小对离心机的分类：常速离心机、高速离心机、超高速离心机、
（2）按操作原理不同对离心机分类：过滤式离心机、沉降式过滤机、分离式离心机。
（3）按操作方式对离心机分类：间歇式离心机、连续式离心机
2、板框压滤机的特点：
结构简单，紧凑：过滤推动力大、辅助设备少。动力消耗少；过滤洗涤质量好；能够分离难以用其他过滤设备过滤的悬浮液；滤饼含水量少；维修方便。
缺点：设备笨重，间歇操作，装拆板框及卸载的劳动强度大，设备占地面积大，辅助时间长。
3、带式真空过滤机的特点：
进料——过滤——滤饼洗涤——吸干——卸料——滤布清洗连续进行，配有plc控制；自动化程度高。
真空过滤盘分段设计，可满足不同物料的过滤洗涤吸干的工艺要求。
在同一设备上可采用多次逆流洗涤得到高浓度的滤液，也可采用并流洗涤或顺流洗涤获得高纯度的滤饼。
4、过滤设备的选用的基本原则
根据物料的过滤性能，初步确定选择哪种推动力的设备。
根据物料的化学性质，检查所选择的过滤机类型是否正确。
根据工艺过程的特点和生产规模对选择的过滤设备进行筛选。
分局对滤饼的纯度或母液回收率等要求来确定过滤机类型。
根据对滤饼含湿率的要求，决定是否选用带有机械挤压过程的设备。
根据所选择的设备，物料的基本特性数据进行设备生产能力和最佳操作条件的计算，以确定设备的大小，投资费用，操作费用。若有几种设备可供选择，则在此基础上可以进行技术经济评价，以确定一种最佳选择。
1 什么是分离因数？其值大小反映了离心分离设备的什么特性？依此可将离心机分为哪几类？
离心分离常数f，是指离心力与重力之比，或离心加速度与重力加速度之比。即f=F/ mg=
离心分离因数越高，离心沉降速度越快，所能分离的颗粒越小，分离能力越强。有上式还可以看出，离心因数与转鼓的半径成正比，而与转鼓的转速平方成正比，说明增大转鼓转速比增大转鼓半径更能有效的提高分离强度。
按离心分离因数大小对离心机的分类常速离心机超速离心机
按操作原理不同对离心机的分类过滤式离心机沉降式过滤机分离式离心机
按操作方式对离心机的分类间歇式离心机连续式离心机
1.下列哪种是刚性多孔过滤介质（D）
A纤维板B聚丙烯材料C醋酸纤维素D烧结金属
2.根据操作原理可以把离心机分为过滤式离心机、沉降式离心机、分离式离心机.
3按操作方式可把离心机分为间歇式离心机、连续式离心机。
4人工膜材料按性质不同，有无机膜和高聚物膜。
5常用的加热蒸发器可分为循环式和单程式
6.单程型蒸发器包括升膜式蒸发器、降膜式蒸发器、刮板式蒸发器。
生物工程设备试卷（一）
一．名词解释（每个2分，共10分）
1分批灭菌法：也叫实消法，是指将培养基至于发酵罐内用蒸汽加热，达到预定灭菌温度后维持一段时间，再冷却到发酵温度，然后接种发酵。
2气流输送：又称风力输送，借助空气在密闭管道内的空气流动物料在气流中被输送到目的地的一种运输方式。
3种曲室：培养曲盘或竹匾固体种曲的场所成为种曲室，要求保温、保湿、防潮、密闭性好，而且便于清洗灭菌。4离心分离因数：是指离心力与重力之比，或离心力加速度与重力加速度之比，即f=F/mg=mv2/(r·mg)
5膜分离：是利用一张特殊制造的。具有选择透过性能的膜，在外力推动下对混合物进行分离的一种分离新方法二．填空题（每空一分，共20分）
1根据料液的性质不同采用不同的过滤方法，过滤方法有三种：滤饼过滤、澄清过滤、精密过滤。
2结晶操作的起晶方法有自然起晶、晶种起晶、刺激起晶。
3常用的通风发酵罐有机械搅拌式、气升环流式、鼓泡式、自吸式。
4在通气发酵生产中有两种发酵方法一种是加入消泡剂另一种是机械消泡装置。
5发酵液的预处理目的在于增大悬浮液中固体粒子尺寸，出去高价无机离子和蛋白质，常用方法有加热、凝聚和絮凝、调PH 、加入盐类。
6多效蒸发的流程根据物料走向与整齐走向的关系分为顺流、逆流，并流、错流。
三．单项选择题（每题两分，共20分）
1. 自吸式发酵罐的搅拌轴是从罐下方进罐的,因此C 轴封。
A. 应该用填料函
B. 应该用单端面机械
C. 应该用双端面机械
D. 无需
2. 塔式啤酒发酵罐换热的蛇管在发酵罐外，蛇管内用B 与罐内的啤酒发酵醪进行热交换。
A. 蒸气
B. 酒精
C. 冷凝水
D. 热水
3. 气升式发酵罐的优点是无需B 。
A. 空气过滤系统
B. 搅拌器
C. 空气喷嘴
D. 罐外上升管
4.沸腾造粒干燥器中，为使不同大小颗粒能在床层中分级，其形状设计为：C
A. 圆柱形
B. 圆锥形
C. 倒圆锥形
D. 长管状
5. 真空冷冻干燥器的干燥室中，操作参数（温度、压力）在水相图的A
A. 三相点之下
B. 三相点之上
C. 临界点之上
D. 临界点之下
6.下列哪项空气除菌利用原理和其他三项不同（C）
Ａ辐射法Ｂ化学药品法Ｃ介质过滤法Ｄ干热法
7．下列哪项措施不能提高介质过滤效率（A）书61页
Ａ降低空气进口位置B加强压缩前的空气预过滤C加强空气的冷却，去除油水D提高进入总过滤器的空气温度，降低相对湿度
8.下列哪项不是通风固体深层发酵设备（D）
A固定床生物反应器B流化床生物反应器C挂盘式生物反应器D文氏管生物反应器
9下述离心设备中，哪种是连续加料，卸料的（D）书178
A三足式B上悬式C刮刀卸料式D振动卸料式
10.下列哪项是循环型蒸发器(A)
A外热式蒸发器B升膜式蒸发器C刮板式蒸发器D直接接触传热蒸发器
四.判断题(每个1分，共10分)
（1）培养基：通常是指人工配制的适合微生物生长繁殖或积累代谢产物的营养基质。
（2）灭菌：是指用物理的和化学的方法杀灭或去除物料和设备中一切有生命物质的过程。
（3）发酵：微生物把一些原料养分在合适的条件下，经特定的代谢转变成所许产物的过程。
（4）生物反应产物分离纯化：指从生物反应培养体系中提取、分离、纯化和精制所需产品的过程，又称为生物工程下游技术。
（5）粉碎：是用机械力的方法克服固体物料内部凝聚力达到使之破碎的单元操作。
（6）机械搅拌通风密闭发酵罐：在生产抗生素.酵母菌.氨基酸.有机酸.酶制剂等发酵产品中应用最多最广泛的液体深层好氧发酵设备。
（7）均质膜：膜的上下左右任何一部分都具有相同的形态和化学组成，它可以是致密的，也可以是多孔的。
（8）传热：即是热量传递是自然界和工程技术领域中极普遍的一种传递过程。
（9）制冷过程：制冷剂自身状态发生变化的同时，将热量从被冷却的物质移向周围介质，使物质的温度降低。（10）制冷剂：采用间接冷却方法进行制冷所用的低温介质，如盐水.
六.简答题（共20分）
1..空气贮罐的作用是什么？(4’)
答：消除压缩机排出空气的脉冲，维持整个发酵系统稳定的正压力，同时也可以利用重力沉降作用分离部分油雾，让高温空气在贮气罐里停留一定时间，起到空气的部分杀菌作用
2.通用式发酵罐的基本条件？（5’）
答：（1）具有适宜的径高比（2）能够承受消毒灭菌及发酵过程中的一定压力（3）具有合理的通风搅拌装置以提高氧的利用率（4）具有足够的冷却面积（5）罐内抛光以减少死角，使灭菌彻底（6）具有严密的轴封，防止泄露
3.什么是连消法及其注意事项？(5’)
答：指将配制好的培养基在向发酵罐输送的同时经过加热，保温和冷却过程的灭菌方法。注意事项：采用连消法时，发酵罐应在连续灭菌开始前进行空罐灭菌；加热器、维持罐、冷却器也应先灭菌；培养基中的耐热物料和不耐热物料可在不同温度下分开灭菌。
4..萃取的种类及其特点？(6’)
答：溶剂萃取：用一种溶剂将物质从固体或另一种互不相容的溶剂中提出来的方法，前者称为液固萃取，后者称为液液萃取。
双水相萃取：利用物质在互不相溶的两水相间分配系数的差异来进行萃取的方法。
超临界流体萃取：是利用超临界流体作为萃取剂的一种高效萃取技术，超临界流体即处于超临界状态的流体，即有气体的性质，又有液体的性质。
试题三
二、单选题
1. 自吸式发酵罐的搅拌轴是从罐下方进罐的,因此C 轴封。
A. 应该用填料函
B. 应该用单端面机械
C. 应该用双端面机械
D. 无需
2. 塔式啤酒发酵罐换热的蛇管在发酵罐外，蛇管内用B 与罐内的啤酒发酵醪进行热交换。
A. 蒸气
B. 酒精
C. 冷凝水
D. 热水
3. 气升式发酵罐的优点是无需B 。
A. 空气过滤系统
B. 搅拌器
C. 空气喷嘴
D. 罐外上升管
4.沸腾造粒干燥器中，为使不同大小颗粒能在床层中分级，其形状设计为：C
A. 圆柱形
B. 圆锥形
C. 倒圆锥形
D. 长管状
5. 真空冷冻干燥器的干燥室中，操作参数（温度、压力）在水相图的A
A. 三相点之下
B. 三相点之上
C. 临界点之上
D. 临界点之下
6.下列哪项空气除菌利用原理和其他三项不同（C）
Ａ辐射法Ｂ化学药品法Ｃ介质过滤法Ｄ干热法
7．下列哪项措施不能提高介质过滤效率（A）书61页
Ａ降低空气进口位置B加强压缩前的空气预过滤C加强空气的冷却，去除油水D提高进入总过滤器的空气温度，降低相对湿度
8.下列哪项不是通风固体深层发酵设备（D）
A固定床生物反应器B流化床生物反应器C挂盘式生物反应器D文氏管生物反应器
9下述离心设备中，哪种是连续加料，卸料的（D）书178
A三足式B上悬式C刮刀卸料式D振动卸料式
10.下列哪项是循环型蒸发器(A)
A外热式蒸发器B升膜式蒸发器C刮板式蒸发器D直接接触传热蒸发器
三、问答题
1简述植物细胞培养的特点以及常用的培养其的类型及优缺点
2提高过滤速率的方法
3叙述喷射自吸式发酵罐的工作原理。
答: 喷射自吸式发酵罐的工作原理是用泵将发酵液送入文氏管中,由于文氏管的收缩段中流速增加,即动压力增加,静压力减小,形成负压,将无菌空气吸入,并被高速流动的液体打碎、分散,与液体均匀混合,提高发酵液中的溶解氧，这是溶氧阶段。当发酵液从上升管进入发酵罐后，微生物耗氧，同时发酵液向发酵罐底部循环，待发酵液中的溶解氧即将耗竭时，发酵液又从发酵罐底部被泵打入上升管，开始下一个循环。
4发酵罐实罐灭菌为什么要“三路进汽”? 实罐灭菌的进汽和排气原则是什么?
答：所谓发酵罐实罐灭菌的“三路进汽”就是在对培养基灭菌时，让蒸汽从空气进口、排料口、取样口进入罐内，使培养基均匀翻腾，达到培养基灭菌之目的。这是因为这三个管都是插入到发酵醪中，若不进蒸汽就会形成灭菌死角。实罐灭菌的进汽和排气原则是“非进即出”，就是说所有进入发酵罐的管道在灭菌过程中如果不进入蒸汽就一定要进行排气，使所有管道都被蒸汽（或二次蒸汽）通过，得以灭菌。不能有既不进汽也不排汽的管道（死角）存在。
5发酵过程防止杂菌污染的措施：
1、设备灭菌并确保无泄漏；
2、所用培养基必需灭菌；
3、通入的空气必需除菌处理；
4、种子无污染，确保纯种；5培养过程中加入的物料必需灭菌并确保加入过程无污染。
生物工程设备试题（二）答案
一、填空题（每空1分，共20分）
1、生物工程设备主要包括生物反应器和生物反应物料处理及产物分离纯化设备。
2、培养基灭菌方式有两种：分批灭菌法和连续灭菌法（实消法和连消法）。
3、搅拌器的主要作用是：打碎气泡，延长气液接触时间，加速和提高溶氧，有利于传质和传热。常用的搅拌器有平浆式、螺旋桨式、涡轮式。
4、消泡器的常用类型（任举三例）耙式、离心式、刮板式、涡轮式、射流式、碟片式消泡器等
5、为了减少震动，中型发酵罐一般在罐内装有底轴承，而大型发酵罐不仅装有底轴承，还要装有中间轴承。
6、酒精发酵罐通常可分为开放式和密闭式两类，大多数工厂都采用密闭式发酵罐生产。
7、根据微生物对空气的需求，发酵设备可分为两类：好气性发酵和嫌气型发酵。
8、现在酒精发酵罐的洗涤，通常采用水力喷射洗涤装置进行洗涤。
9、成功的动物细胞培养过程也需要质量和热量的传递。因此，搅拌和通气成为动物细胞反应器控制的关键因素。
10、根据操作原理可以把离心机分为过滤式离心机、沉降式离心机、分离式离心机.
二、选择题（每题2分，共20分）
1、1857年微生物学的鼻祖、以“发酵学之父”美誉著称的法国人首次证明了酒精发酵是由酵母菌引起的，发酵现象是由微生物所进行的化学反应，而且不同的发酵与不同微生物有关。（ A ）
A 巴斯德
B 列文虎克C弗洛里D钱恩
2、发酵工厂中的原料都含有很多种杂质，为了清楚各种杂质，利用物料与杂质在物理特性上的差异，可以采用一些机械方法和措施将杂质除去，目前常用方法有（ D ）
A 筛选法
B 比重法
C 浮选法
D A 、B和C
3、振动筛筛体内有有三个筛面，第二层是（ B ）
A 接料筛面
B 大杂筛面
C 小杂筛面
D 不知道
4、生物产品发酵工厂中用到的输送设备按所输送的物料可分为固体物料的输送和液体物料的输送，输送固体物料可采用（ A ）
A 各种类型的输送机和气体输送装置
B 各种类型的泵和空气压缩机
C 各种类型的输送机和空气压缩机
D 各种类型的泵和气体输送装置
5、灭菌检验常用的方法有（ D ）
A直接微生物培养法B灭菌蒸汽的温度监控法C灭菌蒸汽的压强监控法 D A 、B和C 6、通风发酵设备中的热交换器的类型不包括哪一个（ D ）
A 夹套式热交换器
B 立式蛇管交换器
C 立式排管热交换器
D 薄板换热器
7、实验室的发酵罐的变速装置常采用（C ）
A圆柱齿轮减速装置B三角皮带传动装置 C 无级变速装置D圆锥齿轮减速装置
8、酒精发酵罐筒体为圆柱形，底盖和顶盖为碟形或锥形，罐身上下装有（ B ）
A 排料口和排污口
B 取样口和温度计接口
C 人孔和视镜
D 传动装置和冷却管
9、固定化细胞反应器中，酵母细胞固定化的方法不包括（ C ）
A 吸附法
B 包埋法
C 离子结合法
D 共价键法
10、目前使用的植物细胞培养器从大的方面来说不包括（ C ）
A 机械搅拌式
B 非机械搅拌式
C 膜反应器
D 固定式
三、判断题（每题1分，共10分）
1、培养基在维持罐中的停留时间应比按对数残留定律计算的维持时间要短。
2、空气分布量的气泡直径与通气量有关，与孔径无关。（正）
3、振动筛的筛体包括筛框、筛面、吊杆、筛面清理装置、限振装置，还有自衡振动器。
4、目前常用的加热设备是喷射加热器，其特点是结构简单，体积小，操作噪声低，蒸汽与料液混合充分，并在瞬时内即可完成加热。（正）
5、加强生产环境的卫生管理，减少环境空气中的含菌量，就一定能够提高空气截止过滤效率。
6、罐内安装挡板的作用是：阻止因液体的水平流动而在液面中心产生的漩涡，促使液体上下翻腾，增加氧的溶解，提高搅拌效率。（正）
7连续发酵因具有培养液浓度和代谢产物含量相对稳定，从而保证产品质量和产品稳定的优点。
8、植物细胞细胞壁主要成分为纤维素，虽然具有较大的抗张强度，但抗剪切的能力却相当弱。因此，必须对反映其中的搅拌装置进行改造，以降低剪切力的作用。
9、贴壁依赖性是离体培养的动物细胞的一种特性，都不可缺少。
10、常用的加热蒸发器包括升膜式蒸发器、降膜式蒸发器、刮板式蒸发器。
四、名词解释题（每题2分、共10分）
1、生物工程的定义
答：生物工程是指利用生物体系，应用先进的生物学和工程学原理，通过加工（或不加工）底物原料为人类提供所需产品（或社会服务）的一种新型跨学科技术。
2、培养基的连续灭菌
答：培养基的连续灭菌，就是将配好的培养基在向发酵罐等培养装置输送的同时进行加热、保温和冷却而进行灭菌。
3、CIP清洗系统：
即在位清洗或原地清洗。它是指用机械使清洗剂和消毒剂，对生产设备的内表面，如发酵罐，热交换器，泵，阀门，管道和其他相关的容器内表面等无需拆卸和安装就能进行周期清洗和消毒的系统。4、离心分离：在离心力场的作用下，将悬浮液中的固相与液相加以分离，多用于颗粒较细的悬浮液和乳浊液的分离。
5、贴壁培养：是让细胞贴附于适当基质上进行增殖培养的的方法，它适用于一切贴壁依赖性细胞以及兼性贴壁细胞。、
五、填图题（每空1分，共20分）（每空1分，共20分，本题可选填1 、2和4三题或者3和4两题）
1、气流输出设备分为吸引式和压送式，下图是吸引式输送流程，请填出所标出的设备名称。（5分）
3: 一号旋风分离器 4：落料口 5：抽风机
6：二号旋风分离器
7：布袋除尘器
2、写出连续灭菌设备过程中的各个设备名称（7分）
1：配料罐（搅拌罐） 2：蒸汽入口 3：连消塔 4：维持罐
5：培养基出口
6：喷淋冷却
7：冷却水
3、空气干热杀菌是依靠加热后使微生物体内蛋白质（酶）氧化而致死亡（2分），与培养基灭菌利用蛋白质（酶）的凝固破坏而致菌体死亡在机理上大不相同。空气在进入培养系统之前，一般需用空压机以提高压力，所以空气热灭菌时所需温度的提高，可直接利用空气压缩时的温度升高来实现。写出下图热灭菌流程图中所指的各个数字所代表的设备名称：(12分
)
1：空压机
2：粗过滤器
3：保温层
4：贮企管
5：保温罐 6：列管式冷却器 7：涡轮压缩机 8：预热器
9：粗过滤器10：空气吸入塔
4、气升式反应器的结构较简单，不需搅拌，易于清洗，维修，不易染菌，能耗低，溶氧效率高。气升式发酵罐按其所采取的液体循环方式的不同，可划分为内循环气升式发酵罐和外循环气升式发酵罐。气升式生物反应器主要采用内循环，请指出一下各部分的名称：（8分）
1：发酵罐罐体2：通气管
3：拉力筒
4：导向筒5：夹套冷却器6：多孔板
7：检测器接口
六、简答题（共20分）
1、连续灭菌具有如下的优点（5分）
（1）提高产量。与分批灭菌相比培养液受热时间短，可缩短发酵周期，同时培养基成分破坏较少。（2）产品质量较易控制。
（3）蒸汽负荷均衡，锅炉利用率高，操作方便。
（4）适宜采用自动控制。
（5）降低劳动强度。
2、空气预处理的主要目的有哪两个? 提高压缩前空气的洁净度的主要措施？（5分）
答：⑴①提高压缩空气的洁净度，降低空气过滤器的负荷；②取出压缩后空气中所带的油水，以合适的空气湿度和温度进入困难国企过滤器
⑵提高空气吸气口的位置和加强吸入空气的前过滤
3、机械搅拌通风密闭发酵罐的主要特点？（5分）
第一，利用机械搅拌的作用使无菌空气与发酵液充分混合，提高了发酵罐的溶氧量，特别适合于发热量大、需要气体含量比较高的发酵反应。第二，发酵过程容易控制，操作简便，适应广泛。第三，发酵罐内部结构复杂，操作不当，容易染菌。第四，机械搅拌动力消耗大，对于丝状细胞的培养与发酵不利。
4、板框压滤机的优缺点有哪些？（5分）
结构简单，紧凑：过滤推动力大、辅助设备少。动力消耗少；过滤洗涤质量好；能够分离难以用其他过滤设备过滤的悬浮液；滤饼含水量少；维修方便。
缺点：设备笨重，间歇操作，装拆板框及卸载的劳动强度大，设备占地面积大，辅助时间长。
1. 常用的两种磁选设备的原理 （1）固定形磁钢装置（平板式磁分离器） 将永久磁钢根据需要的数量组合起来，可分散装置在谷粒经过的加料斜槽或在 加工设备之前集中装置。 工作时，原料以薄层经过磁性部分时，铁块被吸住而除去，原料自由通过。（2）永磁滚筒（旋转式磁分离器） 由转动的外筒和其中固定不动的磁铁芯（ 170 °的半圆形芯子）两部分组成。 工作时，原料经过磁性部分时，铁块被吸住，转动到盛铁盒掉落而除去，原料 自由通过。 2. 筛选分级的原理 利用物料粒度、形状不同，利用一层或数层运动或静止的筛面而达到清理的目的。 3. 振动筛的工作原理 原料大麦进入后经控料闸（控制进料量）首先经过风道进行第一次风选除去轻 的杂质和灰尘（进入沉降室），落入初清筛面，去掉除去大杂质，接着通过筛 孔落入第二级筛面，除去稍大于麦粒的中级杂质，再通过筛孔进入第三级筛面，除去细杂，得到粗糙的原料大麦，最后进行第二次风选，除去三级筛选中的杂 质（进入沉降室），得到原料大麦。 4. 精选机的工作原理 精选是按籽粒长度和形状不同进行分选 精选机是利用带有袋孔（窝眼）的工作面来分离杂粒，袋孔中嵌入长度不同的颗粒，带升高度不同而分离。 5. 常用的大麦精选机有哪两种？各有何特点? （1）碟片式精选机 碟片式精选机的主要构件是一组同轴安装的圆环形铸铁碟片，碟片的两侧工作 面制成许多特殊形状的袋孔。
碟片上袋孔的大小、形状，可根据籽粒长度的粒度曲线来确定。 碟片精选机的优点是工作面积大，转速高，产量比滚筒精选机大；而且各种不 同的袋孔可用于同一机器中；碟片损坏可以更换。 缺点是碟片上的袋孔容易磨损。 （2 ）滚筒精选机 根据滚筒转速差别分为快速滚筒精选机和慢速滚筒精选机。 按其作用有荞子滚筒、大麦滚筒和分级滚筒之分。 滚筒精选机的特点是它分离出来的杂粒中含大麦较少； 其主要缺点是袋孔的利用系数低，产量也较低，且工作面磨损后不能修复。 6. 圆筒分级筛的工作原理和特点？ 根据物料分级的要求，在圆筒筛上布置不同孔径的筛面。原料进入后在传动装 置作用下运动并接触筛面而进行筛分。 优点：设备简单、电动机传动比平板分级筛方便。 缺点：筛面利用率小，仅为整个筛面的 1/5 1.物料的粉碎度（粉碎比） 物料粉碎前后平均直径之比，称为粉碎度或称粉碎比。 X=D1/D2 式中 D1 ——粉碎前物料的平均粒径， mm ；D2——粉碎后物料的平均粒径， mm 。粉碎度表示粉碎操作中物料粒度的变化比例。 2.对粉碎机的要求 （1 ）粉碎后的物料颗粒大小要均匀。 （2）已被粉碎的物块，应立即从轧压部位排除。
生物工程设备复习题 一、选择题 1、目前啤酒厂的糖化锅中利用__B__进行搅拌。 A.圆盘平直叶涡轮搅拌器 B.螺旋浆式搅拌器 C.醪液内二氧化碳的密度梯度 D. 二折叶旋桨式搅拌器 2、空气过滤系统中旋风分离器的作用是____A_____。 A.分离油雾和水滴 B.分离全部杂菌 C.分离二氧化碳 D.分离部分杂菌 3、好气性发酵工厂，在无菌空气进入发酵罐之前___C___，以确保安全。 A.应该安装截止阀 B.应该安装安全阀 C.应该安装止回阀 D.不应该安任何阀门 4、机械轴封的动环的硬度比静环___B____。动环的材料可用___________，静环最常用的材料是___________。 A.大，碳化钨钢，铸铁 B.大，碳化钨钢，聚四氟乙烯 C.小，聚四氟乙烯，不锈钢； D.小，聚四氟乙烯，碳化钨钢。 5、目前啤酒厂的圆筒锥底发酵罐内采用_____C_______。 A.圆盘平直叶涡轮搅拌器 B.螺旋浆式搅拌器 C.无搅拌器 D.锚式搅拌器 6、机械搅拌发酵罐中最下面一档搅拌器离罐底距离一般____A______搅拌器直径的高度，最上面一个搅拌器要在液层以下0.5米(大罐)。 A.小于一个 B.大于一个小于两个 C.等于一个 D.等于两个 7、自吸式发酵罐的搅拌轴是从罐下方进罐的,因此____C____轴封。 A.应该用填料函 B.应该用单端面机械 C.应该用双端面机械 D.无需 8、培养基连续灭菌流程中选用管道维持器，应该使培养基在管道的流速达到___C___，才能保证先进先出。 A.过渡流 B.层流 C.活塞流 D.湍流 9、把干玉米原料从多处集中送到一处，原则上应选择：( D ) A ．带式输送机 B ．压送式气力输送装置C．斗式提升机 D ．吸送式气力输送装置 10、压送式气力输送装置的闭风器应装在：( A ) A ．加料口处 B ．卸料口处 C ．中间部位 D ．无论哪里 11、直接向空气中喷100 ℃蒸汽，此过程对湿空气来说将近似是：( B ) A ．等湿升温 B ．等温加湿 C ．加湿升温 D ．等温等湿 12、垂直管中颗粒物料气流输送的流体力学条件是:( A ) Ａ . 气流速度大于悬浮速度 B. 气流速度小于悬浮速度 C. 气流速度等于悬浮速度 D. 不能确定
生物工程设备部分题型和答案 为什么发酵培养基灭菌采用湿热灭菌法？? 湿热灭菌是利用高饥寒和蒸汽将物料的温度升高使微生物体内的蛋白量变性进行灭菌的一种方法。?工业发酵培养基灭菌的特点是数目多；含有良多固体物质；灭菌后要有利生产菌的成长；便利易行及价格廉价。?由于蒸汽冷凝时会放出大量潜热，并具有很强的穿透力，灭菌效果好；蒸汽来源及控制操作条件方便，适用于工业发酵培养基的灭菌。?影响因素：?培养基成分、起泡水平、造就基颗粒大小、罐内空气消除、搅拌混合匀称等。? 连续消毒灭菌法：当时将筹备好的空罐消好，而后把配制好的培育基经由专用的消毒装备，用泵连续进前进料消毒，冷却的灭菌方式叫持续消毒灭菌法。?特点：连续性强，倏地灭菌消毒，培养基养分成分损坏少，适用于大容积发酵罐物料的连续灭菌消毒。但由于附加设备多，操作环节多，因而染菌机遇增长，染菌面波及普遍。?操作要害：（1）连消设备无泄露，无梗塞，无死角，保障在管路消毒进程中总管，支管灭菌彻底；（2）打料过程中严格控制打料流速及打料温度，严格控制开冷却水时间；（3）打料结束后避免物料长时间在管路中滞留，要及时压出或及时接种。 试述高温短时灭菌的原理：用直接高温蒸汽灭菌，蒸汽在冷凝时释放大量的潜热，蒸汽具有强大的穿透力，蒸汽的湿热破坏菌体蛋白质和核酸的化学键，使酶失活，微生物代谢阻碍而死亡。并分析连续消毒灭菌特点：1提高产量，设备利用率高。2与分批灭菌比较，培养液受热时间短，培养基营养成分破坏少。3产品质量易控制，蒸汽负荷均衡，操作方便。4降低劳动强度，适用于自动控制。 从工程水平考虑，怎样提高供氧速率？? 提高空气流量；改变搅拌桨情势；提高搅拌转速和桨径；提高氧分压；改革培养基性质?。 试述旋风分离器的工作原理，至少列举其两种用途。? 旋风分离器是一种利用离心力沉降原理自气流中分离出固体颗粒的设备。从进口进入含有物料的气流，沿内壁一面做旋转运动，一面下降，达到圆锥底部后，旋转直径逐渐减小，根据动量守恒定律，旋转速度逐渐增加，使气流中的离子受到更大的离心力。离子由于离心力的作用，使它从旋转气流中分离。沿着旋风分离器的内壁面下落而被分离。气流到达圆锥部下端附近就开始反转，在中心部逐渐旋转上升，最后从上出口排出。? 旋风分离器设备的主要功能是尽可能除去输送介质气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行。 生物反应器根据能量传递方式可以分为那些类别？通过机械搅拌输入能量的搅拌式发酵罐、利用气体喷射动能的气升式发酵罐和利用泵对液体的喷射作用使液体循环的喷射环流式发酵罐等。 发酵罐：罐体，搅拌器，挡板，消泡器，变速装置，联轴器和轴承，空气分布装置，轴封。
生物工程设备各章节要点 第一章绪论题库 1、生物工程的定义 生物工程是指利用生物体系，应用先进的生物学和工程学原理，通过加工（或不加工）底物原料为人类提供所需产品（或社会服务）的一种新型跨学科技术。 2、1857年微生物学的鼻祖、以“发酵学之父”美誉著称的法国人巴斯德首次证明了酒精发酵是由酵母菌引起的，发酵现象是由微生物所进行的化学反应，而且不同的发酵与不同微生物有关。（列文虎克、弗洛里、钱恩） 3、生物工程设备主要包括生物反应器和生物反应物料处理及产物分离纯化设备。 第二章原料处理及灭菌设备题库 1、发酵工厂中的原料都含有很多种杂质，为了清楚各种杂质，利用物料与杂质在物理特性上的差异，可以采用一些机械方法和措施将杂质除去，目前常用方法有：筛选法、比重法、浮选法、磁选法。 2、振动筛的筛体包括筛框、筛面、吊杆、筛面清理装置、限振装置（不包括自衡振动器、） 3、振动筛筛体内有有三个筛面，第一层是接料筛面，第二层是大杂筛面，第三层是小杂筛面。（判断，填空） 4、提高粉碎机效率的方法有：①采用密闭循环法②增加吸风装置，可以加速粉料离开筛孔③采用鳞状筛代替平筛 5、生物产品发酵工厂中用到的输送设备按所输送的物料可分为固体物料的输送和液体物料的输送，输送固体物料可采用各种类型的输送机和气体输送装置，输送液体物料则采用各种类型的泵和空气压缩机。 6、根据卸料动力的不同，斗式提升机的卸料方法分为离心式、混合式和重力式 7、培养基灭菌方式有两种：分批灭菌法和连续灭菌法（实消法和连消法）。 分批灭菌方法的优点是不需其他设备，操作简单，适于规模小的发酵罐使用或极易发泡或粘度很大的培养基的灭菌；缺点是加热和冷却所需时间较长，发酵罐利用率不高，培养基中营养成分会遭到一定程度的破坏。 培养基的连续灭菌，就是将配好的培养基在向发酵罐等培养装置输送的同时进行加热、保温和冷却而进行灭菌。 连续灭菌具有如下的优点： （1）提高产量。与分批灭菌相比培养液受热时间短，可缩短发酵周期，同时培养基成分破坏较少。 （2）产品质量较易控制。 （3）蒸汽负荷均衡，锅炉利用率高，操作方便。 （4）适宜采用自动控制。 （5）降低劳动强度。 8、培养基灭菌常用的加热设备、保温设备和冷却设备都有哪些，试举例。 目前常用的加热设备是喷射加热器，其特点是结构简单，体积小，操作噪声低，蒸汽与料液混合充分，并在瞬时内即可完成加热。（可用于判断题） 保温设备有两种：一种是罐式保温设备，即维持罐，另一种是管式保温设备，即维持管。 冷却设备有：喷淋冷却器、真空冷却器、薄板换热器和螺旋板换热器 9、为什么说培养基在维持罐中的停留时间应比按对数残留定律计算的维持时间要长？ 维持罐的高径比较小，不以保证培养基先进后出，部分培养基可能在罐中停留时间过长，过度受热，营养成分损失较多；部分培养基可能在罐中停留时间过短，不能达到灭菌要求而造 成染菌。所以，培养基在维持罐中的停留时间应比按对数残留定律计算的维持时间要长。【实际维持时间常取理论灭菌时间的3—5倍】 判断题：培养基在维持罐中的停留时间应比按对数残留定律计算的维持时间要长（短） 第三章空气压缩及除菌设备 1、空气除菌的方法：辐射杀菌、热灭杀菌、静电除菌、介质过滤除菌 1、空气预处理的主要目的有哪两个?t提高压缩前空气的洁净度的主要措施？ 答：⑴①提高压缩空气的洁净度，降低空气过滤器的负荷；②取出压缩后空气中所带的油水，以合适的空气湿度和温度进入困难国企过滤器 ⑵提高空气吸气口的位置和加强吸入空气的前过滤 2、提高截止过滤效率的主要措施 ⑴减少进口空气的含菌数：①加强生产环境的卫生管理，减少环境空气中的含菌量；②提高空气进口位置（高
生物工程设备 教学大纲 生物科学与工程学院 生物工程教研室编2009年9月第三次修改
编写说明 生物工程设备是生物工程专业的专业核心课程之一，在我系的专业课教学中占有特别重要的地位。生物工程设备是专门研究生物工厂设备的一门学科，是生物工程专业的专业课，在学过的生物工艺，化工原理，生物化学的基础上开设的。生物技术是以基因工程为先导，结合发酵工程、酶工程和生化工程等技术，构成现代生物技术。生物工程设备则是生物工程技术和化学工程与设备交叉的结合体。具体内容包括：生化反应器、生化反应物料处理及产物分离纯化设备和辅助系统设备的原理和设计及计算。通过本课程的学习使学生能够了解和掌握发酵工厂常用的发酵设备、分离提取原理及设备。并为学习其他工艺学奠定基础。 为了规范教学，提高我系的生物工程专业课的教学质量，特编写此大纲。 生物工程设备教学大纲，全面系统的介绍发酵工艺的内容，结合本学科的最新成果组织编写。本大纲的内容有：教学目的与要求、教学重点与难点、教学内容、并提供了思考题、教学参考书及课时分配表等。 本大纲由李树立老师编写，教研室集体审定。 生物工程教研室 2009年9月
课时分配表
目录理论教学部分： 第一章概述 第二章物料处理和输送设备 第一节固体物料的处理与粉碎设备 第二节固体物料输送设备 第三节液体物料的输送设备 第三章空气净化除菌设备 第一节空气净化除菌的方法与原理 第二节空气过滤除菌设备及计算 第四章培养基的制备设备 第一节糖蜜原料的稀释与澄清 第二节淀粉质原料的蒸煮糖化设备 第三节啤酒生产麦芽汁的制备 第四节培养基的灭菌 第五章通风发酵设备 第一节机械搅拌通风发酵罐 第二节气升式发酵罐(ALR) 第三节自吸式发酵罐 第四节通风固相发酵设备 第五节其他类型的通风发酵反应器简介第六章嫌气发酵设备 第一节酒精发酵设备 第二节啤酒发酵设备 第三节连续发酵 第七章植物细胞(组织)和动物细胞培养反应器第一节植物细胞(组织)培养反应器 第二节动物细胞培养反应器 第三节微藻培养反应器 第八章生物反应器的比拟放大 第一节生物反应器的放大目的及方法 第二节通气发酵罐的放大设计 第九章过滤、离心与膜分离设备 第一节过滤速度的强化 第二节过滤设备 第三节离心分离设备 第四节膜分离设备 第十章离子交换分离原理及设备 第一节离子交换树脂 第二节离子交换分离原理 第三节离子交换设备 第十一章蒸发与结晶设备 第一节常压与真空蒸发设备
生物工程设备期末题 1．根据工艺操作，发酵生产设备类型分为 发酵设备和 发酵设备。 2．小型发酵罐罐顶和罐身采用 连接，材料一般为不锈钢。 3．罐体各部分的尺寸有一定的比例，罐的高度与直径之比一般为 左右。 4．挡板的作用是防止液面中央形成 流动，增强其湍动和溶氧传质。 5．消泡器的作用是 。 6．大型发酵罐搅拌轴较长，常分为二至三段，用 使上下搅拌轴成牢固的刚性联接。 7．为了防止发酵液泄漏和杂菌污染，搅拌器轴与罐顶或罐底连接处需要密封，即 。 8．一个发酵罐的圆柱部分体积为80 L ，上下封头的体积分别为10 L ，如果装料系数为80%，则罐的总容积为 L ，罐的有效容积为 L ，公称容积为 L 。 9．CIP 清洗系统整个清洗程序分7个步骤：预冲洗、 、中间清洗、清水喷冲、碱喷冲、清水冲洗、 。 10．细胞培养的操作方式有 、流加式操作、半连续式操作、 连续操作和 。 11．笼式通气搅拌反应器由两大部分组成： 和 。搅拌笼体由 和其顶端的 以及套在笼体外面的 组成。 二、名词解释 1. 连续发酵。2．在线检测。3．净化工作台。4．公称容积。5．流加式操作 三、简答题 1. 机械搅拌发酵罐的基本要求是什么？2．机械搅拌通风发酵罐中搅拌器的作用是什么？3．圆柱锥底啤酒发酵罐上为什么要安装真空安全阀？4．朝日罐生产啤酒的优缺点是什么？ 1. 试论述传感器应满足哪些条件？2．以四器组合为例说明啤酒生产中麦汁的制备设备包括哪几种，每种设备的用途是什么？ 六、计算题（10分×1 = 10 分） 一个年生产12万t 赖氨酸的发酵工厂，发酵产酸水平为18％，提取总收率为85％，年生产时间为300d ，发酵周期为60 h ，洗罐准备时间为12 h ，设发酵罐的装罐系数为80％，发酵罐的容积为450 m3。问：1、该工厂每日产量是多少(t/d)？2、每日所需要的发酵液量是多少？3、每日所需要的发酵罐容积为多大？4、生产12万t 赖氨酸需要发酵罐的总数是多少？(每步计算请标清楚单位,小数点后保留一位有效数字) 一、名词解释 1、 菌体的率 YX/S 对基质的细胞得率Yx/s 2、半连续式操作 又称反复分批式培养或换液培养，是指在分批式操作的基础上，不全部取出反应系剩余部分重新补新的营养成分，再按分批式操作的方式进行培养，这是反应器内培养液的总体积保持不变的操作方式。 3、Ka 4、发酵稀释比D:补料速度与反应器体积的比值（h-1），在稳定状态下，细胞的生长速率等于稀释速率 5、过滤效率被捕捉的粉尘量与原空气中粉尘量之比。 6、装料系数：发酵罐存在持气与起泡问题，必须在充入培养液后留有一定的空间。 式中 V —发酵罐的代表容积（m 3）；V 0—进入发酵罐的发酵液量（m 3）ψ —装液系数 7、实罐灭菌：将培养基置于发酵罐中用蒸汽加热，达到预定灭菌温度后，维持一定时间，再冷却到发酵温度，然后接种发酵，又称分批灭菌。 8、升膜式蒸发器：真空蒸发设备，主要由加热室和汽液分离器组成，在真空状态下溶液在蒸发器的加热表面形成液膜，很快受热升温、汽化、浓缩。液膜与蒸发的二次气流方向相同称为升膜式蒸发器。 S x x ?-?=＝消耗基质的质量生成细胞的质量/s Y ?0V V =
生物工程设备习题集 一. 单项选择题: (每题1分) 1.目前啤酒厂的糖化锅中利用_____D____进行搅拌。 A.圆盘平直叶涡轮搅拌器 B.螺旋浆式搅拌器 C.醪液内二氧化碳的密度梯度 D. 二折叶旋桨式搅拌器 2.空气过滤系统中旋风分离器的作用是_____A____。 A.分离油雾和水滴 B.分离全部杂菌 C.分离二氧化碳 D.分离部分杂菌 3.好气性发酵工厂，在无菌空气进入发酵罐之前__C___，以确保安全。 A.应该安装截止阀 B.应该安装安全阀 C.应该安装止回阀 D.不应该安任何阀门 4.无论是种子罐或发酵罐，当培养基尚未进罐前对罐进行预先灭菌，我们称为空罐灭菌，此时对灭菌温度和灭菌时间的要求是____C____，只有这样才既合理经济，又能杀灭设备中各死角残存的杂菌或芽孢。 A.高温瞬时(133℃，15秒钟) B.同实罐灭菌一样(115℃，8-15分钟) C.高温长时(127℃，45分钟) D.间歇灭菌(100℃，30分钟，连灭三次) 5.机械轴封的动环的硬度比静环___B__。动环的材料可用___________，静环最常用的材料是___________。 A.大，碳化钨钢，铸铁 B.大，碳化钨钢，聚四氟乙烯 C.小，聚四氟乙烯，不锈钢； D.小，聚四氟乙烯，碳化钨钢。 6.溶液在升膜式蒸发器加热管中出现爬膜的最重要条件是____D_____。 A.物料进口处或出口处采用浮头管板 B.蒸发器壳体应有膨胀圈 C.物料在加热管内有足够的浓缩倍数，一般为七倍 D.加热的蒸气与物料之间有足够的温度差，一般为20-35℃ 7.目前啤酒厂的圆筒锥底发酵罐内采用_____C_____。 A.圆盘平直叶涡轮搅拌器 B.螺旋浆式搅拌器 C.无搅拌器 D.锚式搅拌器 8.空气过滤系统中空气加热器的作用是______B______。 A.对空气加热灭菌 B.升高空气温度，以降低空气的相对湿度 C.对空气加热，蒸发除去空气中的部分水份 D.升高空气温度，杀灭不耐热的杂菌 9.机械搅拌发酵罐中最下面一档搅拌器离罐底距离一般____C____搅拌器直径的高度，最上面一个搅拌器要在液层以下米(大罐)。 A.小于一个 B.大于一个小于两个 C.等于一个 D.等于两个 10.自吸式发酵罐的搅拌轴是从罐下方进罐的,因此___C___轴封。 A.应该用填料函 B.应该用单端面机械 C.应该用双端面机械 D.无需 11.安装在空气压缩机前的过滤器主要作用是______D______。
生物工程设备部分习题 复习思考题： 1、通风发酵设备比拟放大的基本概念，说明以k d 及 为基准的 比拟放大的程序。 2、机械通风发酵罐中挡板的作用及全档板概念。 3、机械通风发酵罐的换热装置常用的有哪几种形式，并简要说明其特点。 4、发酵过程的热量计算方法有几种，并列出简单算式。 5、气升式发酵罐的结构工作及原理及特点。 6、搅拌器常用的形式有哪几种？在发酵罐中选取的流型有何特点，功率准数N P 的选定。 7、什么是牛顿型流体，什么是非牛顿型流体，非牛顿型流体有哪几种各自特点如何？ 8、复述双膜理论，写出传氧速率与气、液溶氧浓度关系式。 9、兼气酒精发酵设备常用结构，冷却面积的计算方法及步骤。 10啤酒圆筒锥体发酵罐的特点，及设计时需要考虑哪几方面问题。 11、写出生化过程5个参变量的检测目的及常用检测仪器。 12、什么叫生物传感器？生物敏感材料常用哪几种？ 13、生物传感器主要由哪几部分组成及工作原理。 14、生物传感器敏感膜的成膜方法通常有几种？说出其中一种的制作过程。 15、生物传感器在发酵生产中有何重要意义，举例说明。 16、简述搅拌周线速度（πND ）搅拌液流速度H 搅拌循环量Q L 对发酵缸比拟放大的影响。 1 2 p v
计算题|： 1、某通风发酵罐直径=液柱高度=2m N=2.0/s=120r/min 螺旋浆搅拌D i=0.33D=0.66m 通风比=0.5m3/m3minρ=1000kg/m3μ=0.001 牛.秒/m2求pg 2、某细菌醪发酵罐——牛顿流体 罐径=1.8米 园盘六弯叶涡轮直径D=0.60m，一只涡轮 罐内装器块标准挡板 搅拌四转速N=168转/分 通气量Q=1.42m3/分（罐内状态流量） 罐压ρ=1.5绝对大气压 醪液粘度：μ=1.96×10-3牛·秒/㎡ 醪液密度：ρ=1020kg/m3 求：Pg 3、有一个5m3生物反应器，罐径为1.4m，装液量为4m3，液深 为 2.7m，采用六弯叶涡轮搅拌器，叶径为0.45m，搅拌转速N=190r/min，通风比为1：0.2，发酵液密度为1040kg/m3，发酵液粘度：1.06×10-3Pa·s，现需放大至50 m3罐进行生产，试求大罐尺寸和主要工艺条件（列表） 4、一台连续灭菌设备，培养液流量为18m3/小时，发酵罐装 料36m3，原始污染度为105个/ml，要求灭菌度Ns=10-3个/罐，灭菌温度为398开（此温度下K=11/分，求维持时间ι和维持罐容积）
生物工程设备 填空题：（共30分，每小空1分） 1、离子交换树脂的主要理化性能有颗粒度、交换容量、机械强度、膨胀度、含水量、密度。孔结构 2、我们可以通过设计生物反应器来实现生物反应的三个目标：生产细胞、收集细胞的代谢产物、直接用酶催化得到所需产物。 3、反应器内产率可根据：质量守恒定律和能量守恒定律进行计算。 4、大型发酵罐设计主要考虑因素：罐的耐压要求、罐的内部清洗、罐内的对流与热交换。 5分批培养细胞可分为延迟期、对数生长期、减速期、平稳期、衰退期五个生长阶段。 6按操作压强可将蒸发分为：加压、常压、减压。 7真空干燥设备一般由密闭干燥室、冷凝器、真空泵三个部分组成。 8固体物料粉碎按受力情况可分为挤压、冲击、磨碎、劈碎。 9糖蜜利用之前，需要进行稀释、酸化、灭菌和增加营养盐。处理。 10啤酒发酵设备向着大型、室外、联合方向发展。 11常见的通风发酵罐类型：机械搅拌式、气升环流式、鼓泡式、自吸式。 12板框过滤机的操作步骤：装合、过滤、洗涤、卸渣、整理。 13影响恒速干燥的主要因素空气流速、空气湿度、空气温度。 14液-液萃取设备包括混合设备、分离设备、溶剂回收设备 三个部分。 15影响传质推动力的主要因素：温度、溶液的性质、氧分压、发酵罐内液柱的高度 16常见的防腐措施：低温、缺氧、干燥、高渗、高酸度、防腐剂。 名词解释题（共16分，每小题2分） 富氧通风：通气发酵罐通常使用的是普通空气。当需要提高相应的饱和溶氧浓度时，除了升高操作罐压外，更有效的方法是用富氧空气或直接通入氧气。 离子交换法: 离子交换分离法是通过试样离子在离子交换剂（固相）和淋洗液（液相）之间的分配（离子交换）而达到分离的方法。分配过程是一离子交换反应过程。
生物科技行业）生物工程 设备各章节要点及三套题
生物工程设备各章节要点第壹章绪论题库 1、生物工程的定义生物工程是指利用生物体系，应用先进的生物学和工程学原理，通过加工（或不加工）底物原料为人类提供所需产品（或社会服务）的壹种新型跨学科技术。 2、1857 年微生物学的鼻祖、以“发酵学之父”美誉著称的法国人巴斯德首次证明了酒精发酵是由酵母菌引起的，发酵现象是由微生物所进行的化学反应，而且不同的发酵和不同微生物有关。（列文虎克、弗洛里、钱恩） 3、生物工程设备主要包括生物反应器和生物反应物料处理及产物分离纯化设备。第二章原料处理及灭菌设备题库 1、发酵工厂中的原料都含有很多种杂质，为了清楚各种杂质，利用物料和杂质在物理特性上的差异，能够采用壹些机械方法和措施将杂质除去，目前常用方法有：筛选法、比重法、浮选法、磁选法。 2、振动筛的筛体包括筛框、筛面、吊杆、筛面清理装置、限振装置（不包括自衡振动器、） 3、振动筛筛体内有有三个筛面，第壹层是接料筛面，第二层是大杂筛面，第三层是小杂筛 面。（判断，填空） 4、提高粉碎机效率的方法有：①采用密闭循环法②增加吸风装置，能够加速粉料离开筛孔③采用鳞状筛代替平筛 5、生物产品发酵工厂中用到的输送设备按所输送的物料可分为固体物料的输送和液体物料的输送，输送固体物料可采用各种类型的输送机和气体输送装置，输送液体物料则采用各种类型的泵和空气压缩机。 6、根据卸料动力的不同，斗式提升机的卸料方法分为离心式、混合式和重力式 7、培养基灭菌方式有俩种：分批灭菌法和连续灭菌法（实消法和连消法） 分批灭菌方法的优点是不需其他设备，操作简单，适于规模小的发酵罐使用或极易发泡或粘度很大的培养基的灭菌；缺点是加热和冷却所需时间较长，发酵罐利用率不高，培养基中营养成分会遭到壹定程度的破坏。
生物分离工程习题 一、名词解释 滤饼过滤: 若悬浮液中固体颗粒的体积百分数大于1%, 则过滤过程中在过滤介质表面会形成固体颗粒的滤饼层, 这种过滤操作称为饼层过滤。 深床过滤: 当悬浮液中固体颗粒的百分数在0.1%以下且固体颗粒的粒度很小时, 若以小而坚硬的固体颗粒堆积生成的固定床作为过滤介质, 将悬浮于液体中的固体颗粒截留在床层内部且过滤介质表面不生成滤饼的过滤称为深层过滤。 萃取 利用溶质在互不混溶的两相之间分配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的技术。液-固萃取 用某种溶剂把有用物质从固体原料中提取到溶液中的过程称为固-液萃取, 也称浸取( Leaching) 或浸出。 液-液萃取 用溶剂从溶液中抽提物质叫液-液萃取, 也称溶剂萃取。经典的液-液萃取指的是有机溶剂萃取。 溶剂萃取法 利用液体混合物各组分在某有机溶剂中的溶解度的差异而实现分离的。 双水相萃取 分配系数K 是指在一定温度、压力下, 溶质分子分布在两个互不相溶的溶剂里, 达到平衡后, 它在两相的浓度之比为一常数K 分离因数 在某一萃取系统中,溶质A的分配系数与溶质B的分配系数之比表示为β＝K A ／K B ,
β越大, A、 B的分离效果越好, 即产物与杂质越容易分离。 微波提取 利用样品中目标物分子在微波电磁场的作用下, 从原来的热运动状态转为跟随微波交变电磁场而快速排列取向, 将微波能量转化为样品内的能量, 从而加速目标物从固相进入溶剂相的过程。 超声提取 利用超声技术,使植物细胞壁及生物体破裂, 导致胞内物质释放、扩散、溶解, 从而加速目标物从固相进入溶剂相的过程。 吸附分离技术 利用固体吸附剂对液体或气体中某一组分具有选择性吸附的能力, 使其富集在吸附剂表面,以除去有害成分或分离回收有用目标产物的过程。 离子交换技术 经过溶液中带电的溶质分子与离子交换剂中可交换的离子进行交换, 利用其静电作用力的差异而达到分离纯化的方法。 吸附平衡 一定条件下, 流体( 液体) 与吸附剂接触, 流体中的吸附质被吸附剂吸附, 经足够长时间后, 吸附质在两相中的含量不再改变, 即吸附质在流体和吸附剂上的分配达到一种动态平衡, 称为吸附平衡。 吸附等温线 实验测定一定温度下的吸附平衡数据, 绘制成吸附剂上吸附质的吸附量与流体中吸附质浓度的关系曲线。 色谱分离技术 是一类分离方法的总称, 又称色谱法、层析法、层离法等。它是利用不同组分在固定相和流动相中的物理化学性质的差别, 使各组分在两相中以不同的速率移动而进一步分离的技术。 阻滞因数( 比移值)
生物工程设备思考题 名词： 对数残留定律：在灭菌过程中，活菌数逐渐减少，其减少量随着活菌数的减少而递减，即微生物的死亡速率与任一瞬时残留的活菌数成正比。 纳滤：（NF）是介于反渗透与超滤之间的一种压力驱动型膜分离技术，是一个能从溶液中分离出相对分子质量为300-10000的物质的膜分离过程。错流过滤：在泵的推动下料液平行于膜平面流动，与死端过滤不同的是料液流经膜面时产生的剪切力把膜面上滞留的颗粒带走，从而使污染层保持在 一个较薄的水平 双水相萃取：双水相系统形成的两相均是水溶液，它特别适用于生物大分子和细胞粒子，不同的高分子溶液相互混合可产生两相或多相系统，如葡聚 糖和聚乙二醇，按一定的比列与水混合，溶液混浊，静置平衡后，分 成互不相溶的两相，上相富含PEG,下相含葡聚糖。 超临界萃取：利用超临界流体，即其温度和压力略超过或靠近临界温度和临界压力，介于气体和液体之间的流体为萃取剂，从固体或液体中萃取出来 某种高沸点或热敏性成分，以达到分离和提纯的目的。 动物细胞培养生物反应器：是一类模拟培养物在生物体内的生长环境，具有较低的剪切效应，较好的传递效果和力学性质的设备。 中空纤维细胞培养法：细胞能在中空纤维上不断地从流动的培养液中获得营养物质，细胞代谢产物和培养物又可随培养液的流动而流走。 微囊化培养技术：是用固定化技术将细胞包裹在微囊里，在培养液中悬浮培养。酶反应器:以酶为催化剂进行生物反应所需的设备。 1.粉碎的粒径范围如何划分？ 原粒径成品粒径 粗碎 40-1500mm 5-50mm 中细碎 5-50mm 0.5-5mm 微粉碎 5-10mm <100um 超微粉碎 0.5-5mm <25um 2.机械粉碎的5种形式（5种粉碎力） 挤压粉碎、冲击粉碎、磨碎、劈碎和剪碎。 3.影响灭菌的因素是什么？ 微生物的热阻和相对热阻；培养基成分与其物理状态、其氢离子浓度；其微生物数量；微生物细胞含水量；微生物细胞菌龄；微生物的耐热性；空气排出情况；搅拌；泡沫。 4.培养基的灭菌工业上可为哪几类？ 化学灭菌法，电磁波、射线灭菌法，干热灭菌法，湿热灭菌法，过滤除菌法，火焰灭菌法。 5.连续灭菌与间歇灭菌相比有何特点 连续灭菌：保留较多的营养物质，容易放大，较易自动控制，受蒸汽的影响较小，缩短灭菌周期，发酵罐利用率较高，蒸汽负荷均匀，某些情况下可使发酵高腐蚀少，但设备比较复杂；间隙灭菌：设备投资少，染菌的危险性较小，人工操作方便，对培养基固体物质含量较多时更为适宜，但灭菌过程中蒸汽用量变化大，造
发酵罐数的确定 某氨基酸发酵产酸率12%，发酵时间为36h 。辅助时间为24h ，每个发酵罐有效容积为100m 3.。试设计年产率5000t 该氨基酸所需发酵罐个数。 解：由362460p b t t t h =+=+= /t p V t P C =? 所以：10012%/0.2/60 t p P V C t t h ?=?== 5000 2.853365240.2 N ==≈??个 轴功率的计算： (w=r/s) 发酵罐体积：23 0.154V D H D π=+ 2Re i L D ωρμ??=、 24s Q D v π= 0.560.70.79(2.36 3.30)()10g L s L P K a n V V ω-=+? n ：搅拌叶轮组数 Vs:cm/min 不通气搅拌下的轴功率: 通气搅拌下的轴功率： 350p i L P N D ωρ= (w=r/s) 233 0.3900.082.2510()i g P D P Q ω-=? (w=r/min) Di （m ） Di －涡轮直径（cm ） Q －通气量（mL/min ） 例题：某酶制剂厂 10m 3机械搅拌发酵罐，发酵罐直径D=1.8m ，一只圆盘六弯叶涡轮搅拌器直径D =0.6m ，罐内装有四块标准挡板，装液量VL 为6m3，搅拌转速 ω=168rpm ，通气量Q=1.42 m3 /min ，醪液粘度μ=1.96×10-3 N ·s/ m2，醪液密度 ρ=1020 kg/ m3 ，三角皮带的效率是 0.92，滚动轴承的效率是 0.99，滑动轴承的效率是0.98，端面轴封增加的功率为 1%，求轴功率Pg 和kL α，并选择合适的电机。（已知在充分湍流状态时，圆盘弯叶涡轮搅拌器的功率准数 NP = 4.7 ） 解：1.先求出Re ：2243(168/60)0.61020Re 5.25101.9610 i L D ωρμ-??===?? 2.因Re ≥104，所以发酵系统在充分湍流状态，即有功率系数NP = 4.7 ，故叶轮的不通气时 搅拌功率P 0为：33550i 1684.710200.68.07kW 60P L P N D ωρ??=??? ??? ＝＝（） 3.求通气时搅拌功率Pg ： 023 23i 30.393 0.39g 0.080.088.07168602.2510) 2.2510() 6.55(kW)1420000P D P Q ω--??=?=??=（
生物工程设备考题 如何在考试中取得好的成绩，做题也是一个练习的好方法。下面给你整理了一些生物工程设备考题，一起来做一做吧。 生物工程设备考题单选题 1.空气过滤系统中旋风分离器的作用是..............。 A. 分离油雾和水滴 B.分离全部杂菌 C.分离二氧化碳 D.分离部分杂菌 2.好气性发酵工厂，在无菌空气进入发酵罐之前......，以确保安全。 A. 应该安装截止阀 B.应该安装安全阀 C.应该安装止回阀 D.不应该安任何阀门 3.溶液在升膜式蒸发器加热管中出现爬膜的最重要条件是..........。 A.物料进口处或出口处采用浮头管板 B.蒸发器壳体应有膨胀圈 C.物料在加热管内有足够的浓缩倍数，一般为七倍 D.加热的蒸气与物料之间有足够的温度差，一般为20-35℃ 4.空气过滤系统中空气加热器的作用是..............。 A.对空气加热灭菌 B.升高空气温度，以降低空气的相对湿度 C.对空气加热，蒸发除去空气中的部分水份 D.升高
空气温度，杀灭不耐热的杂菌 5.机械搅拌发酵罐中最下面一档搅拌器离罐底距离一般..........搅拌器直径的高度，最上面一个搅拌器要在液层以下0.5米(大罐)。 A.小于一个 B.大于一个小于两个 C.等于一个 D.等于两个 6.安装在空气压缩机前的过滤器主要作用是..............。 A.将空气过滤为无菌空气 B.过滤分离空气中的油雾 C.过滤分离空气中的水滴 D.减轻总空气过滤器的过滤负荷 7.为了减轻空气过滤系统的负荷空气压缩机最好选用.........空气压缩机。 A.往复式 B.离心式 C.高压 D.无油润滑 8.培养基连续灭菌流程中选用管道维持器，应该使培养基在管道的流速达到......，才能保证先进先出。 A. 过渡流 B.层流 C.活塞流 D.湍流 9.冷冻升华干燥主要是升华...........。 A.游离水 B.结构水 C.冷凝水 D.气态水。 生物工程设备单选题答案 1.A 2.C 3.D
生物工程设备作业（1-4章） 绪论 1 为提高生产效应或降低生产成本，生物工程设备发展的趋势是什么？ （1）、设备材料越用越好：地缸、木桶——水泥池——碳钢、低合金钢——优质合金钢。（2）、发酵设备容积逐渐增大：由传统的木桶200-400L逐渐发展到现在:啤酒320m3、谷氨酸700m3、单细胞蛋白1500m3、喷雾干燥塔由蒸发能力50kg/h发展到5000kg/h。（3）、自动化程度越来越高：由手动及人工看罐，发展到温度、搅拌、风量、风压、PH、溶氧、消泡、补料全部可以进行自控，应用微机管理。 （4）、设备趋于标准化：由自行设计、加工发展到厂家可提供标准图纸及可订购加工。（5）、工艺流程更简单化：设备的整合使得单元操作合并，缩短了工艺流程；先进设备的应用，完全改变了原有复杂的工艺流程。 （6）、由分批生产向连续化生产过渡：连续化生产同分批生产相比较，具有优点：操作简单、生产能力大、设备利用率高（灭菌）、生产质量稳定、易实现自动化。目前，液化、糖化、连消、发酵、浓缩、干燥、结晶等单元操作都可进行连续操作。 2 为适应现代工业化生产的要求，生物工程设备技术改进的方向是什么？ 3 生物工业化的生产，对生物工程设备的要什么？ 掌握生物工程生产设备结构及工作原理。主要设备的设计计算及选型。掌握生物反应器发酵罐的设计。了解国外生物工程与设备的新技术、新设备及发展动向。初步具有独立分析和解决试验研究及工业生产上的工程设备问题的能力。 物料输送 1 在进行输送物料设备的选型时，一般考虑的主要因素是什么？ 2 斗式提升机的料斗类型和各自输送的对象是什么？ 深斗：深度大、装料多，较难卸料，适用于干燥、易撒落的颗粒物料。 浅斗：深度小，斗口宽，易卸料，可用于较湿和较黏物料的输送。 尖角形斗：侧壁延伸至板外成挡板，安装无间隙，侧壁相连成导槽，不易侧滚。 3 斗式提升机的喂料和卸料方式有哪些，分别适用那种类型的物料？ 喂料——掏取式：干燥松散的小颗粒、粉状物料，带速较高 喂入式：潮湿易结团或大颗粒物料，带速较低 卸料——离心式：适用干燥松散且磨损小的物料 重力式：适用黏度较大或较重不易甩出的物料 4 带式输送机的基本机构和输送的对象是什么？ 组成：输送带、托辊、鼓轮、传动装置、紧装置、加料装置、卸料装置 水平或倾斜输送粉状、颗粒状、块状、整件物料 5 螺旋输送机输送的特点？ 优点：构造简单，密封好，便于在若干位置进行中间装载或卸载。同时进行物料输送和混合缺点：动力消耗较大，物料易受损伤，螺旋叶及料槽也易磨损，输送距离短。 6 风力输送的方式有哪些？各自的输送特点是什么？ 1.吸引式输送特点：多点吸料送到一点、负压状态，物料不会泄漏、风机在运行时 不会污染物料、加料装置简单、物料造成风机磨损，输送动力有限，输送距离短，输送量小 2.压力输送特点：一点加料送到多点、输送动力大，输送距离长，输送量大、风机 工作环境较好、需要特殊加料装置；正压输送，粉料易泄漏；风机污染物料
微生物工程试题库 试卷题型： 名词解释（每小题2分，共10分）；填空题(每空1分,共30分)；单项选择题（每小题1分，共20分）；判断题(每小题1分，共10分)；简答题(共5小题,共30分)；论述题(共10分) 本课程为考试课，最终成绩由平时成绩和期末考试成绩组成，平时成绩包括作业、考勤、课堂讨论和提问等，不得低于总成绩的30％；期末考核采用闭卷考试进行，但是不高于70％。 01.微生物工程的定义与内容是什么？ 答：微生物工程的主题是利用微生物代谢活动产生的各种生理活性物质来生产商业产品。该工程包括微生物学、生物化学、化学工程学、药学和市场营销学等有关的知识。 02.微生物工程有几个发展阶段？ 答：1.传统的微生物发酵技术-天然发酵2.第一代的微生物发酵技术-纯培养技术的建立3.第二代微生物发酵技术-深层发酵技术4.第三代微生物发酵技术-微生物工程 03.微生物工程有那些方面的应用？ 答：一、微生物工程在食品中的应用二、微生物工程在医药卫生中的应用（抗生素、氨基酸、维生素、甾体激素）三、微生物工程在轻工业中的应用四、微生物工程在化工能源中的应用五、微生物工程在农业中的应用（生物农药、生物除草剂、生物增产剂、食用菌）六、微生物工程在环境保护中的应用七、微生物工程在细菌冶金中的应用八、微生物工程在高技术研究中的应用 04 微生物工程的工业生产水平的要素？ 答：微生物工程的工业生产水平由三个要素决定，即生产菌种的性能，发酵及提纯工艺条件和生产设备。 05 工业生产菌的筛选步骤。 答：一般菌种分离纯化和筛选步骤如下：标本采集→标本材料的预处理→富集培养→菌种初筛→性能鉴定→菌种保藏 06什么是施加选择压力分离法。 答：为了增加菌种分离成功率，可通过富集培养增加待分离菌的数量。主要是利用不同种类的微生物其生长繁殖对环境和营养的要求不同，如温度、pH、渗透压、氧气、碳源、氮源等，人为控制这些条件，使之利于某类或某种微生物生长，而不利于其他种类微生物的生存，以达到使目的菌种占优势，而得以快速分离纯化的目的。这种方法又被称为施加选择性压力分离法。 07 简述一些重要生物活性物质产生菌分离方法。 答：施加选择性压力分离法、随机分离法 08 微生物自我调节的部位有那些？ 答：诱导调节、碳分解产物调节、氮分解产物调节、磷酸盐调节、反馈调节、生长速度调节 09 酶活性的调节机制有哪些？ 答:酶的变构调节理论和变构酶分子内部的化学修饰调节理论 常用的灭菌方法及使用范围？ 10 什么是组成酶、诱导酶？什么是弱化作用？ 答：在微生物细胞中不依赖于酶底物或底物的结构类似物的存在而合成的酶称为组成酶。 依赖于某种底物或底物的结构类似物的存在而合成的酶称为诱导酶，又叫适应性酶，其合成的基因以隐性状态存在于染色体中。 弱化作用是通过操纵子的引导区内类似于终止子结构的一段DNA序列实现的，这种调节方式不是使所有正在翻译中的mRNA全部都中途停止，而仅有部分中途停止转录，所有称为弱化作用。 11 分支生物合成途径的调节类型？ 答：分支生物合成途径的调节方式包括同工酶调节、顺序反馈调节、协同反馈调节、累加反馈调节、增效反馈调节、激活和抑制联合调节和酶的共价修饰等方式。 12 什么是能荷调节 答：能荷调节也称腺苷酸调节,系指细胞通过改变A TP、ADP、AMP三者比例来调节其代谢活动. 13 怎样通过发酵条件控制来提高发酵产物产量？ 答：（1）同一种微生物在同样的培养基中进行培养时，只要控制不同的发酵条件（合适的温度，PH，通气量，生物素量等），进而影响微生物自身的代谢调节系统，改变其代谢方向，就可能获得不同的代谢产物。
生物工程设备习题集 一.?单项选择题: (每题1分） 1. 目前啤酒厂的糖化锅中利用_＿_＿_Ｄ__＿＿＿进行搅拌。 A.圆盘平直叶涡轮搅拌器 B.螺旋浆式搅拌器 C.醪液内二氧化碳的密度梯度D．二折叶旋桨式搅拌器 2.?空气过滤系统中旋风分离器的作用是_＿__＿_A___＿___。 A.分离油雾和水滴 B.分离全部杂菌 C.分离二氧化碳 D.分离部分杂菌 3.?好气性发酵工厂，在无菌空气进入发酵罐之前_＿Ｃ＿__，以确保安全。 A.应该安装截止阀 B.应该安装安全阀C．应该安装止回阀 D.不应该安任何阀门 4.?无论是种子罐或发酵罐,当培养基尚未进罐前对罐进行预先灭菌，我们称为空罐灭菌,此时对灭菌温度和灭菌时间的要求是___＿_＿__C_＿__＿＿_＿__,只有这样才既合理经济，又能杀灭设备中各死角残存的杂菌或芽孢。 A.高温瞬时(1３3℃,15秒钟) Ｂ.同实罐灭菌一样(115℃,8-15分钟) C.高温长时(127℃，4５分钟) D.间歇灭菌(1０0℃，30分钟,连灭三次) ５.?机械轴封的动环的硬度比静环___Ｂ__。动环的材料可用__＿__＿____＿，静环最常用的材料是_＿___＿＿____。 A.大，碳化钨钢,铸铁 B.大,碳化钨钢,聚四氟乙烯 C.小，聚四氟乙烯，不锈钢； D.小,聚四氟乙烯,碳化钨钢。 6.?溶液在升膜式蒸发器加热管中出现爬膜的最重要条件是＿___Ｄ_＿___。 A.物料进口处或出口处采用浮头管板 B.蒸发器壳体应有膨胀圈C．物料在加热管内有足够的浓缩倍数,一般为七倍Ｄ.加热的蒸气与物料之间有足够的温度差，一般为20-3５℃ 7．目前啤酒厂的圆筒锥底发酵罐内采用＿＿＿_＿Ｃ_____。 A.圆盘平直叶涡轮搅拌器 B.螺旋浆式搅拌器 C.无搅拌器 D.锚式搅拌器８. 空气过滤系统中空气加热器的作用是______B_＿＿___。 A.对空气加热灭菌Ｂ.升高空气温度,以降低空气的相对湿度C．对空气加热，蒸发除去空气中的部分水份D．升高空气温度,杀灭不耐热的杂菌 ９.?机械搅拌发酵罐中最下面一档搅拌器离罐底距离一般____C___＿搅拌器直径的高度,最上面一个搅拌器要在液层以下0．5米(大罐)。 Ａ.小于一个 B.大于一个小于两个 C.等于一个 D.等于两个 １0.?自吸式发酵罐的搅拌轴是从罐下方进罐的,因此__＿C___轴封。