一、名词解释
1、离心分离因数：是指离心力与重力的比值，或离心加速度与重力加速度的比值。即f=FP/mg=rn2/900或f=vT2/gr
2、CIP清洗：就地清洗简称CIP，又称清洗定位或定位清洗。就地清洗是指不用拆开或移动装置，即采用高温、高浓度的洗净液，对设备装置加以强力作用，把与食品的接触面洗净的方法。
3、对数穿透定律：表示进入滤层的空气微粒浓度与穿透滤层的微粒浓度之比的对数是滤层厚度的函数。lg(N2/N1)=-K'L
4、对数残留公式：2.303lgNo/Ns=kt lnNo/Ns=kt
5、全挡板条件：是指在一定的转速下，再增加罐内附件，轴功率仍保持不变。要达到全挡板条件必须满足下式要求：
（b/D）n=（0.1-0.12）D/Dn=0.5
6、通气强度：每立方米发酵液每分钟通入的空气量
7、溶氧传递速率：是指单位体积发酵液单位时间溶氧量。OTR=Kla(c*-c) mol/(m3.h)
8、浓差极化：当溶液从膜一侧流过时，溶剂及小分子溶质透过膜，大分子的溶质在靠近膜面处被截留。并不断返回于溶液中，当这一返回速度低于大分子溶质在膜表面聚集的速度时，则会在膜的一侧形成高浓度的溶质层，这就是浓差极化。
9、溶氧传递系数（Kla）:
10、贴壁培养：是一种让细胞贴附在某种基质上进行增殖的培养方式，主要适用于贴壁细胞，也适用于兼性贴壁细胞。
11、公称体积：是指罐的筒身（圆柱）体积和底封头体积之和。
12、连续发酵：连续不断地流加培养液，同时又连续不断地排除发酵液，使发酵罐中的微生物一直维持在生长加速期，（或静止期），从而缩短发酵周期。
二、填空题
1、目前植物细胞培养主要采用悬浮培养和固定化细胞系统
2、悬浮培养生物反应器主要包括机械搅拌式反应器和非机械搅拌式反应器
3、固定化细胞生物反应器主要包括填充床反应器、流化床反应器和膜反应器
4、生物反应器放大的目标是在大规模培养中能获得小规模条件下的研究结果
5、植物组织培养反应器主要包括发状根大规模培养和小规模的大规模快速繁殖
6、动物细胞培养方法有贴壁培养、悬浮培养和固定化培养
7、深层培养可分为分批式、流加式、半连续式、连续式和灌注式
8、分批培养过程中，细胞的生长可分为延迟期、对数生长期、减速期、平稳期和衰退期
9、动物细胞大规模培养反应器包括机械搅拌式生物反应器、气升式生物反应器、中空纤维生物反应器、一次性生物反应器、空间生物反应器、大载体系统以及波浪反应器
10、目前膜分离设备主要有4种形式：板式、管式、中空纤维式和螺
旋卷式
11、谷物原料粗选设备有大麦粗选机和磁力除铁器
12、谷物原料精选设备有碟片式精选机和滚筒精选机
13、谷物原料的分级设备有平板分级筛和圆筒分级筛
14、谷物原料的粉碎方法有干式粉碎和湿式粉碎，其中，干式粉碎设备有锤式粉碎机和辊式粉碎机以及圆盘钢磨
15、生物反应器的放大方法有理论方法、尝试法、半理论方法、因次分析法及经验规则
16、机械搅拌通气发酵罐的经验放大法包括以体积溶氧系数Kla相等为基准的放大法、以Po/Vl相等的准则进行反应器放大、以搅拌叶尖线速度相等的准则进行放大和以混合时间相等的准则进行放大17、空气除菌方法主要包括热杀菌、辐射杀菌、静电除菌和过滤除菌法
18、常用的干燥方法有对流干燥（固定床干燥、流化床干燥、气流干燥和喷雾干燥）、冷冻升华干燥、真空干燥等
19、发酵罐的类型有机械搅拌通气发酵罐、气升式发酵罐、自吸式发酵罐，其中，自吸式发酵罐又包括机械搅拌自吸式发酵罐、喷射自吸式发酵罐和溢流喷射自吸式发酵罐
20、通气发酵罐分为：机械搅拌式、气升环流式、鼓泡式、自吸式、喷射式、溢流式
三、问答题
1、机械搅拌自吸式发酵罐工作原理：
转子启动前将液体浸没，转子启动后，流体被甩向边缘，中心处形成负压。转速愈大其中的液体和气体的动能越大，造成的负压就越大，故吸气量也越大，通过导向叶轮使气液均匀分布甩出，使空气在发酵液中分裂成细微的气泡，湍动扩散，在搅拌的同时完成充气的作用。
定子将吸入的空气与发酵液混合导向四周罐壁分散，经挡板折流涌向液面
2、喷射自吸式发酵罐工作原理：
用泵将发酵液送入文氏管吸气装置，由于液体在文氏管的收缩段中流速增加，形成真空而将空气吸入，并使空气分散与液体均匀混合，实现溶氧传质。
3、溢流喷射自吸式发酵罐工作原理
液体溢流时，形成抛射流，由于液体的表面层与其相邻的气体的动量传递，使边界层的气体有一定的速率，从而带动气体的流动，形成自吸气作用。
4、旋风分离器工作原理：
从进入含有物料的气流，切线进入沿内壁一面做旋转运动，一面下降，到达圆锥底部后，旋转直径逐渐减小，速度增加，由于离心力的作用，粒子从内壁面上落下而被分离，气体则折转由上部吸出。适用于气固、气液分离
5、固体原料的预处理需要哪些过程？
固体原料的预处理主要包括以下过程：固体物料的筛选、分级。
固体物料的粉碎。其中筛选分级又分为粗选和精选，如大麦粗选机、磁力除铁器、碟片式精选机、滚筒精选机、平板分级筛和圆筒分级筛等。粉碎设备主要有干式粉碎机械中的锤式粉碎机、辊式粉碎机、圆盘钢磨和湿法粉碎中的砂轮磨等。
6、喷射加热器的结构和工作原理：当被加热水通过喷射加热器的喷嘴时，压力降低，流速增加，在喷嘴的出口处形成低压区，蒸汽在此区域进入加热器内，与被加热水进行混合，蒸汽在水中凝结放热，汽、水之间进行能量、动量和质量的交换，然后汽水混合物进入混合室进一步均匀混合，最后进入扩压室使水的流速降低，压力升高，完成加热水的过程、作为热媒介质的蒸汽。可以使用新蒸汽，也可以使用回收的废蒸汽，进入喷射加热器的蒸汽压力可以高于进口水的压力，也可以低于进口水的压力。如果采用凝结水产生的二次蒸汽或回收的废蒸汽作为加热热源，节能效益更为显著。
7、连续灭菌的流程
1连消塔加热的连续灭菌流程：套管式连消塔培养液由下部侧面进入，从内管和外管间向上运动，经加热后由外管上部侧面流出。汽液混合式连消塔培养液由下端进入，加热蒸汽由下端侧面进入后成环形加热料液，上升的培养液被圆形挡板阻挡，折转向四周上升，随后又被蒸汽二次加热，维持塔料液自下向上运动，由上部出料管流出。
2、喷射加热的连续灭菌流程：灭过菌的培养基通过一段膨胀阀进入真空冷却器而急速冷却。
3、薄板换热器连续灭菌流程：培养液在设备中同时完成预热、加
热灭菌、维持及冷却过程。
8、写出空气介质过滤实用化流程
空气介质过滤实用化流程为：空气压缩冷却过滤流出——两级冷却、分离、加热的空气除菌流程——前置高效过滤除菌流程。流程中所包含的主要设备有压缩机、贮罐、空气冷却器和过滤器以及旋风分离器。其作用分别为将料液压缩、贮藏、冷却、过滤及分离。
9、端面轴封工作原理：轴封的作用是防止染菌和泄露，一般大型发酵罐的轴封为双端面轴封。当转轴转动时，动环随转轴旋转，并且动环密封圈也随之转动，避免发酵液沿转轴与动环之间的空隙上升，使酵液染杂菌，静环不随转轴转动，并和转轴有一定的间隙，避免转轴的磨损，同时静环密封圈也密封静环与座之间的空隙，达到轴封的作用，并保证长时间使用。
10、通气发酵罐的经验放大准则有哪些？
通气发酵罐的经验放大准则有以下4种放大方法：
1、以体积溶氧系数KLa（或Kd）相等为基准的放大法
2、以P0/VL相等的准则进行反应器放大
3、以搅拌叶尖线速度相等的准则进行机械搅拌通风发酵罐的放大
4、以混合时间相等的准则进行放大
11、板框式压滤机的工作原理：过滤时，悬浮液由离心泵或齿轮泵经滤浆通道打入框内，滤液穿过滤框两侧滤布，沿相邻滤板沟槽流至滤液出口，固体则被截留于框内形成滤饼。滤饼充满滤框后停止过滤。
洗涤滤饼时，洗水经由洗水通道进入滤板与滤布之间。由于关闭洗涤板下部的滤液出口，洗水便横穿滤框两侧的滤布及整个滤框厚度的滤饼，最后由非洗涤板下部的滤液出口排出。洗涤结束后，旋开压紧装置并将板框拉开，卸出滤饼，清洗滤布，重新组装，进行下一循环操作。
12、碟片式离心机工作原理：当悬浮液在动压头作用下，经中心管流入高速旋转的碟片之间的间隙时，便产生了惯性离心力，其中密度较大的固体颗粒在离心力作用下向上层碟片的下边面运动，而后沿碟片下边面向转子周围下滑，又因液体分轻重液，轻液受离心力小沿中心向上流动，重液沿周围向下流动进入重液管而得到分离。
13、生物工业中常用的干燥方法：1、对流干燥（固定床干燥、流化床干燥、气流干燥和喷雾干燥）2、冷冻升华干燥3、真空干燥
14、真空冷冻干燥适用于何种物料，冷干设备有哪几个主要部分？简述冷干几粒
真空冷冻干燥适用于热敏性和在空气中易氧化物料的干燥。冻干设备主要由四部分组成，即冷冻装置、真空装置、水气去除装置和加热部分
冷干机理：冷冻干燥是将湿物料在较低温度下冻结成固态，然后在高真空度下，将其中固态水分直接升华为气态而除去的干燥过程，也成升华干燥。冷冻干燥也可将湿物料不预冻，而是利用高度真空时水分汽化吸收热量而将物料自行冻结.
15、喷雾干燥器成雾方式、工作原理：喷雾干燥是利用不同的喷雾器，
将悬浮液或粘滞的液体喷成雾状，因此料液能形成很大的比表面积，使雾滴同热空气产生剧烈的热质交换，在几秒至几十秒内迅速排除物料水分而获得干燥。
16、气升式发酵罐特点：1反应溶液分布均匀 2、较高的溶氧速率和溶氧效率 3、剪切力小，对生物细胞损伤小 4、传热良好 5、结构简单。易于加工制造 6、操作和维修方便
17、管式降膜蒸发器的蒸发原理：原料液由加热管顶部经分配器导流进入加热管，沿管壁成膜状下流。液体的运动是靠本身的重力和二次蒸汽运动的拖带力的作用，其下降速度比较快，因此成膜的二次蒸汽流速可以比较小，对粘度较高的液体也较易成膜，并被蒸发浓缩。气液混合物由加热管底部进入分离室，经气液分离后，二次蒸汽由分离器顶部逸出，完成液从底部排出。
18、多效真空蒸发浓缩物的优点：1 沸点温度低，避免物料受高温变性 2 二次蒸汽可再度利用，可采用多效蒸发，节能 3 沸点低，蒸发器热损失少 4 沸腾温度降低，提高了热交换的温度差，增加了传热强度
19、发酵罐类型及工作原理
答：通气发酵罐分为：机械搅拌式、气升环流式、鼓泡式、自吸式、喷射式、溢流式
1 机械搅拌通风发酵罐的工作原理：依靠通入的压缩空气和搅拌叶轮实现发酵液的混合、溶氧传质、热量的传递
2 气升式发酵罐的工作原理：把无菌空气通过喷嘴或喷空喷射进
发酵液中，通过气液混合物的湍流作用而使空气泡分割细碎，同时形成的气液混合物的密度降低故向上运动，而气含率小的发酵液则向下沉，形成循环流动，实现混合与溶氧传质
3 机械自吸式发酵罐：见上面
4 溢流喷射式发酵罐：见上面
工程总结 由内蒙送变电第二分公司承建的丰镇500kV变电站，位于丰镇电厂西6公里处，站区围墙内占地面积8.953Km2。本期工程主变3×250MV A，500kV 采用一个半断路器，7回出线：万全二回、永圣域二回、汗海一回、大同一回、丰镇电厂一回。海汗500kV线路丰镇侧装3×50Mvar并抗，中性点通过小高抗接地。同时从丰镇电厂搬迁3组3×50 Mvar并抗，3台中性点电抗器。 220kV本期12回出线，双母线分段：海城二回、新丰电厂二回、平地泉二回、丰镇电厂三回、丰地变二回、新城湾一回。 主变35kV侧装60 Mvar并抗两组，60 Mvar并联电容器一组。 工程总投资32512.58万元。 工程建设单位：内蒙古超高压供电局。 监理单位：内蒙古康远监理公司。 设计单位：内蒙古电力勘测设计院。 调试单位：内蒙古电力科学研究院。 施工单位：内蒙古送变电有限责任公司。 一、工程质量管理 该工程是内蒙古最大的枢纽变电站，是内蒙古西电东送主要渠道。工程于2005年5月27日开工，2006年7月30日竣工。工程一开始，我们根据建设单位提出的工程总目标“达标投产，争创国优”，制定本工程的整体策划和实施细则，制定了本工程的闪光点以及质量保证措施。 本工程质量目标：安装工程一次验收合格率100%；单位工程优良品率100%；分项工程合格率100%。变电建筑单位工程优良品率100%，分项工程
优良率92%以上。达标投产，争创国优。 为实现本工程的质量目标，我们在工程开工前就认真组织编写了施工组织设计，从施工进度、技术措施、资源配置（包括技术力量、施工机具、施工方案、安全文明施工等）都作了详尽的布置。制定合理的人员组织机构及各级质量职责、质量管理制度、创优措施、成品保护措施、质量通病预防措施等一系列的质量保证措施，为优质、高效地完成施工任务打下良好的基础。 1、架构、设备基础施工： 经过精心组织、合理安排，首先在原材料上经过认真评审，货比三家，对砂、石进行出厂试验，选择质量好的砂、石、水泥。在原材料上严把质量关，做好进货检验，并在使用过程中按规程规范要求对原材料进行批次复检，杜绝不合格原材料进入施工现场使用。针对过去混凝土施工容易出现蜂窝、麻面、狗洞及塌落度大等质量通病，本工程开始浇筑砼时要求施工人员严格按砼配比施工，每30cm振捣一次，并严格控制拆模时间，加强砼养护。认真执行隐蔽工程签证制度和工序交接制度，以保证施工质量。另外加强三级检验，对发现的问题和质量缺陷及时纠正，避免了质量事故的发生，极大的提高了基础工程的施工质量。500kV架构基础100基，自检优良率100%；220kV 架构基础158基，自检优良率98%；500kV设备基础276基，自检优良率100%；220kV设备基础428基逐级自检，优良率99%。三级检验抽检80%优良率100%。三级检验抽30%，优良率100%。对已完基础加强了成品保护，主要基础（主变、高抗、断路器）边缘都用角钢包住，防止磕碰缺棱、掉角。 2、架构组立： 首先对进场的钢杆逐个进行检查，从外观镀锌层、垂直度、焊缝等进行
《生物工程设备》课程教学大纲 课程名称：生物工程设备 课程类型:（必修课） 总学时：45讲课学时：36 学分：2.5学分 适用对象:生物工程专业、生物技术专业、 先修课程：微生物学，生物化学，化工原理，生物工程工艺学原理，化工设备机械基础； 一、课程性质、目的和任务 《生物工程设备》课程是生物工程等专业本科生的专业必修课程，为学生在具备了必要的微生物学基础、酶学基础、生物工程专业基础知识之后的必修专业课程。该课程是生物工程技术和化学工程与设备交叉的结合体，是一门实践性很强的学科。 课程主要介绍生物工程产业界常见的工业生产设备及生物工程研究领域的主要设备的基本原理、结构、特点、设计选用计算方法：物料预处理与培养基灭菌流程与设备；发酵设备设计及放大方法、计算；空气净化系统工艺计算与设备设计；物料过滤与离心设备原理与计算；萃取、吸附、层析设备介绍、离子交换流程与设备计算、干燥流程与设备设计计算；制冷工艺流程与设备设计计算、发酵工厂车间设计简介。举例说明工厂设备设计的方法与内容，进行小设计。 本课程既有一定基础理论，又有较强的工程实际应用，使本专业学生成为能在生物技术与工程领域从事产业化设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。 二、教学基本要求 学生在学过上述先修课的基础上，通过本课程的学习，要求学生了解和掌握在生产过程中各个单元操作所使用的设备工作原理及设计计算方法，懂得如何应用这些基本理论去分析和解决生产过程中的具体问题，改造原有生产过程使其更符合客观规律，实现发酵过程的优化，提高生产效率，创造更大的经济效益和社会效益，
四、课程的重点和难点 绪论： 重点：是生物工程设备在生产中的重要地位。 第一章物料预处理与培养基基灭菌设备 重点：物料粉碎、筛分设备结构及工作原理；培养基连连续灭菌流程、设备。 难点：培养基灭菌工艺计算 第二章空气除菌工艺流程及设备 重点：空气除菌流程及设备作用。 难点：空气净化流程空气状态变化的计算。 第三章生物反应器与发酵参数检测元件 重点：不同型式发酵罐的结构及其工作原理、发酵罐的设计。 难点：设备的放大设计计算 第四章：固-液分离设备 重点：各种固液分离方法、设备工作原理、生产能力的计算。 难点：分离设备生产能力的计算。 第五章：萃取设备 重点：萃取设备的结构与原理。 第六章层析设备和离子交换设备
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
生物工程专业实习总结 经过在恩施宏业魔芋开发有限责任公司、恩施锦华生物工程有限公司、湖北恩华生物开发有限公司共三次的参观实习，了解并掌握了一些与生物工程专业相关的实际情况，熟悉了在实际工业大生产中的生产设备和具体工艺流程。与此同时，也向工厂的技术人员和负责经理询问了公司的机构管理和最终产品的销售情况。在了解到这些实际情况的基础之上，在心里对生物工程专业有了更多多的信心，并将在学校的理论学习过程中更加踏实努力。下面我将就在上述三个公司的实习经历作出总结： 实习单位一： 该公司厂址设在恩施市崔家坝，是为恩施市市郊，政府现将恩施火车站和长途汽车站规划选址在崔家坝。待政府规划建成之后，该公司的生产原料和产品将能更好的进得到运输，所以从一定的程度上，成本可以得到降低，提高在市场上的竞争力。该公司的平面布局为东西走向，厂门朝东出于公路干道，行政办公楼、职工食堂、公寓坐落于前，生产车间和酒精回收塔落于后方，仓库置于生产车间四周，如此布局以便于提高实际生产效率。 该公司的产品为魔芋精粉(葡苷聚糖)，市场上的魔芋精粉根据其溶解于水之后的粘度决定其等级，该公司的主要产
品即为最高等级特级标准，由于我国市场对于魔芋精粉的需求不高，其主要出口日本和韩国。在出口时，日本对产品质量要求尤为突出，由此可见日本各种商品的质量为何经得住考验，并能在国际市场占有一席之地。另外，由于新鲜魔芋的生长具有明显的季节性，所以该厂需按照魔芋的收获季节进行魔芋精粉的生产。因为生产具有季节性，所以公司所聘用的工作人员除开技术与管理人员外，其余工作人员皆是临时工，这样就可以大大减少工作人员的工资开支，节约成本。 经过在仔细熟悉与了解魔芋精粉(葡苷聚糖)的一整条生产工艺之后，基本掌握了其具体的生产流程及实际生产过程中需要注意的问题。生产魔芋精粉(葡苷聚糖)大致分为五道工序： 清洗、去皮打浆分离脱水干燥 其原材料是新鲜魔芋的地下块茎，含有大量的水分，其外表较丑陋。在实际生产过程中，需要去皮和清洗，去皮之后表面会分泌出一种含有生物碱的粘性物质。去皮之后，置于打浆机中打浆，然后经过一系列的处理，除去其水分，最后干燥精制得到魔芋精粉(葡苷聚糖)。根据生产数据，每生产1t魔芋精粉(葡苷聚糖)需要新鲜魔芋14-15t。 在实际生产中需要注意的几个地方是： 1、工作人员必须认真仔细的将在传送带中运送的坏死魔芋清除掉，以提高终产品质量。
第三章 发酵液预处理与固液分离 1.加水稀释法 （稀释后要过滤速率提高的百分比要 大于加水量） 1.降低液体黏度 2.加热法 2.调整PH （如利用蛋白质的等电点） 3.凝聚：在电解质作用下，由于胶粒之间双电层电排斥作用降低，电 位下降，而使胶体体系不稳定的现象。 过滤特性改变 凝聚值越小，凝聚能力就越强 絮凝：在有些高分子絮凝剂存在下，基于桥架作用，使胶粒形成较大 絮凝团的过程。 混凝：包括上述两种法。 4.加入助滤剂 （最常见的是硅藻土） 5.加入反应剂 1. Ca 2+ : 加草酸钠 除杂 Mg 2+ :加三聚磷酸钠 C a 2+ ：加黄血盐 1.沉淀法 2.杂蛋白的除去： 2.变性法 （有加热法，调PH ，加酒精， 丙酮等有机溶剂或表面活性剂 等。） 3.吸附法 (加入某些吸附剂或沉淀剂吸附 杂蛋白而除去) 1.离心 公式：Q=v ω2Z g d v L S ?-=μ ρρ18)(2 固液分离手段 θπctg r r g n Z )(323132-= 2.过滤 （1）板框过滤机 （适合固体含量在１％—１０％的悬浮液 的分离） （２）真空转鼓过滤机 （适合固体含量大于１０％） （３）硅藻土过滤机 （适合固体含量小于０．１％）
第五章细胞破壁 细胞破壁１．破壁法：（１）珠磨法原理：进入珠磨机的细胞悬浮液与极细的玻璃小珠， 英砂，氧化铝等研磨剂一起快速搅拌或研磨， 研磨剂，珠子与细胞之间的互相剪切，碰撞， 使细胞破碎。 （2 ）高压匀浆法原理：利用高压使细胞悬浮液通过针形阀， 由于突然减压和高速冲击撞击环使细胞 破碎。 是大规模细胞破碎的常用法。 （3）超声破碎法（适合实验室用） （4 ）酶溶法1 .外加酶法 2. 自溶法（1）加热法 （2）干燥法 （5）化学渗透法 2.破碎率的测定（1）直接测定法破碎前利用显微镜计数器直接计数 破碎后用染色的法把破碎的细胞与未受损 的细胞分开。即可直接计算破碎率。 （2）目的产物测定法通过测定破碎液中目的产物的释放量 来估算破碎率。 （3）导电率测定法根据导电率随着破碎率的增加而呈线性 增加 第五章．溶剂萃取与浸取 一、溶剂萃取过程的理论基础： ——是把目标物质从第一个液相中依靠更强大的溶解力抽提到第二个液相中。如把水相中的醋酸抽提到醋乙酯中。 1．萃取溶剂的选择 根据萃取目标产物的介电常数，寻找极性相接近的溶剂为萃取溶剂。好的溶剂应满足以下要求： ①萃取容量大，单位体积萃取溶剂能萃取大量产物； ②选择性好，只萃取产物而不萃取杂物； ③有利于相的分散和两相分离，与被萃取相互溶度小，且粘度小，界面传力小 ④易回收和再生； ⑤化学致定性好，不易分解，对设备腐蚀性小； ⑥经济性好，价廉易得； ⑦安全性好，闪点高，对人体无毒或低毒。
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。
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。
报告编号：YT-FS-4007-88 生物工程生产实习报告 (完整版) After Completing The T ask According To The Original Plan, A Report Will Be Formed T o Reflect The Basic Situation Encountered, Reveal The Existing Problems And Put Forward Future Ideas. 互惠互利共同繁荣 Mutual Benefit And Common Prosperity
生物工程生产实习报告(完整版) 备注：该报告书文本主要按照原定计划完成任务后形成报告，并反映遇到的基本情况、实际取得的成功和过程中取得的经验教训、揭露存在的问题以及提出今后设想。文档可根据实际情况进行修改和使用。 生物工程生产实习报告 实习名称：生物工程生产实习 学院：生物工程学院 专业/班级:生物工程2004级02班 学生姓名：姜波学号：XX05030207 指导教师：李明元 开始时间:XX年7月17日 完成时间：XX年7月26日 实习地点:四川德润鑫动物药业有限公司 目录 前言—————————————————3 第一部分企业概况————————————— ——3
第二部分公司的总平面布置图——————————4 第三部分工艺流程简介 一,可灭菌小容量注射剂生产工艺流程——————5 二，散剂的制备—————————————10 三，溶液型注射剂的生产流程图————————11 四，无菌分装粉针剂工艺流程方框图及环境区域划分—11 第四部分主要生产设备的介绍 一，水站——————————————12 二，水针车间——————————————13 三，粉散车间——————————————15 四，包装——————————————16 第五部分非生产领域介绍 一，德润鑫公司的组织形式—————————
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
第一章生物质原料预处理设备 1.固体物料的粉碎有可能受那些力作用引起的？ 挤压粉碎、冲击粉碎、磨碎、剪碎、劈碎 2.锤式粉碎机有哪些部件构成？它是如何粉碎物料的？ 工作原理：物料从上方料斗加入，在悬空状态下就被锤的冲击力所破碎。然后物料被抛至冲击板上，再次被击碎。此外物料在机内还受到挤压和研磨的作用。 （1）锤片 是粉碎机的主要工作部件。基本形状有8种，其中以矩形最多。 锤片的形状由被粉碎物料而定，锤片菱角多，粉碎力强，耐磨性差，尖角适合粉碎纤维性物料，环形锤片磨损均匀。锤片长度一般不超过200mm。 (2）筛板 筛板是锤式粉碎机的排料装置，一般用1-1.5mm厚的优质刚板冲孔制成。通常设在转子的下半周的位置，为了提高粉碎机的排料能力，可使筛板占整个粉碎室内周面积的3/4以上，或者是将筛板置于粉碎室侧面。 筛孔的形状和尺寸是决定粉料粒度的主要因素，对机器的排料能力也有很大的影响。筛孔的 形状一般是圆孔或长孔。直径分四个等级：小孔1-2mm，中孔3-4mm，粗孔5-6mm，大孔 8mm 以上。 3.辊式粉碎机是如何粉碎物料？它有几类？ 原理：主要工作机构为两个相对旋转的平行装置的圆柱形辊筒，装在两辊之间的物料通过辊 筒对其的摩擦作用而被拖入两辊的间隙中被粉碎。 两辊式、四辊式、五辊式、六辊式 4.简述湿法粉碎的优点. 1.消除了粉尘危害，改善了劳动环境，降低了原料消耗； 2.粉碎过程中，淀粉已开始吸水膨胀，提高了蒸煮效果； 3.粉碎后经预热，提高了蒸汽的利用率； 4.机器零件的磨损减少，节省了设备维修费用。 5.按筛面的运动规律不同，摇动筛可分为哪三种？ 直线摇动筛、平面摇晃筛和差动筛 6.影响筛分效率的因素有哪些？ （1）筛面上物料层厚度 （2）筛下颗粒百分含量、颗粒级配和形状 （3）物料含水量 此外，筛孔形状、筛面种类、筛分机械的运动方式、加料量的多少及均匀程度也直接影响筛 分效率。 7.球磨机粉碎时，粒度，研磨体的尺寸，装填量之间有什么样的关系？ 在粒度较大物料研磨时，研磨体的尺寸要大些，装填量少些，使冲力作用加强；反之，研磨体尺寸小些，装填量多些，则有利于小粒物料的研磨。 研磨体装填量、尺寸大小和转速的配合直接影响着球磨机的操作质量。研磨体（球体）装填量越少，筒体转速越大（在极限转速范围内），则研磨体的滑动也越小，故对物料的研磨作用也较小。
一、选择题（多项或单项） 1．发酵工程得前提条件就是指具有( A )与( E C)条件 A、具有合适得生产菌种 B、具备控制微生物生长代谢得工艺 C．菌种筛选技术D、产物分离工艺E．发酵设备 2．在好氧发酵过程中，影响供氧传递得主要阻力就是（ C ） A．氧膜阻力 B．气液界面阻力 C．液膜阻力 D．液流阻力 3．微生物发酵工程发酵产物得类型主要包括: ( ABC ) A、产物就是微生物菌体本身 B、产品就是微生物初级代谢产物 C、产品就是微生物次级代谢产物 D、产品就是微生物代谢得转化产物 E、产品就是微生物产生得色素 4．引起发酵液中pH下降得因素有：( BCDE ) A、碳源不足 B、碳、氮比例不当 C、消泡剂加得过多 D、生理酸 性物质得存在E、碳源较多 5．发酵培养基中营养基质无机盐与微量元素得主要作用包括: (ABCD ) A、构成菌体原生质得成分 B、作为酶得组分或维持酶活性 C、调节细胞渗透压 D、缓冲pH值 E、参与产物得生物合成6．在冷冻真空干燥保藏技术中，加入5%二甲亚砜与10%甘油得作用就是（B ） A 营养物 B 保护剂 C 隔绝空气 D 干燥 7．发酵就是利用微生物生产有用代谢产物得一种生产方式，通常说得乳酸发酵属于（ A ） A、厌氧发酵B．氨基酸发酵C．液体发酵D．需氧发酵 8．通过影响微生物膜得稳定性，从而影响营养物质吸收得因素就是（ B ） A、温度 B、pH C、氧含量D．前三者得共同作用 9．在发酵工艺控制中，主要就是控制反映发酵过程中代谢变化得工艺控制参数，其中物理参数包括：( ABCD ) A、温度 B、罐压 C、搅拌转速与搅拌功率 D、空气流量 E、菌体接种量10．发酵过程中较常测定得参数有：( AD ) A、温度 B、罐压 C、空气流量 D、pH E、溶氧 二、填空题
生物工程设备习题 一、简答及看图题 1、压缩空气的预处理流程及压缩空气预处理设备的作用p58 要点：①掌握几种流程②流程的应用场合③流程中各设备起的作用 （1）压缩空气的预处理流程： 两级冷却、分离、加热空气预处理流程（潮湿地区）；冷热空气直接混合式空气预处理流程（中等含湿地区）；利用热空气加热冷空气流程；高效前置过滤空气预处理流程。 ①两级冷却、分离、加热空气预处理流程：对各种气候环境条件都能适应； 油、水分离效率较高，并能使空气在达到较低的相对湿度时进行过滤，提高了过滤效率。适用于潮湿地区，其他地区可根据当地的情况，对流程中的设备做适当的增减。 特点：两次冷却、两次分离（好处：能够提高热导率，从而节约冷却水，使油水分离的较为完全）及适当加热。（加热至50℃左右，需使其相对湿度减低至50-60%的程度） 旋风分离器：经过第一冷却器冷却（30-35℃）之后，大部分的油、水物质都接近或达到露点温度，已经结成较大的颗粒，并且雾粒浓度较大。 丝网分离器：第二冷却器（20-25℃）使空气进一步冷却后析出一部分较小雾粒。（能够发挥丝网分离较小直径的雾粒和分离效率高的能力。
②冷热空气直接混合式空气预处理流程 特点：可省去第二次冷却后的分离设备和空气加热设备，流程较为简单可行，利用压缩空气来加热处理后的空气，冷却水用量较少。适用于中等含湿地区，但不适用合于空气含湿量高的地区。（没有经过冷却处理后的那部分压缩空气的油水怎么办？） ③利用热空气加热冷空气流程
利用压缩后热空气合冷却后的冷空气进行热量交换，从而使冷空气升温的过程，以达到减低相对湿度的目标。 ④高效前置过滤空气预处理流程 特点：在压缩机前设置一台高效过滤器，采用泡沫塑料（即静电除菌）、超细纤维纸为过滤介质，并串联使用，使空气过滤后再进入空气压缩机。 （2）压缩空气预处理设备的作用：采风设备、粗过滤器、空气 压缩机、空气储罐、气液分离器等。 1）采风设备： ①采风塔（吸风塔）：越高越好，至少10m，设计气流速度8m/s左右。建在上风口。 ②采风室：直接建在空压机房的屋顶上面，以节约占地面积和空间。
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。
体积溶氧系数kLa：单位时间单位体积溶液所吸收的气体。 影响kLa的因素：物系的性质——粘度，扩散系数，表面张力 操作条件——温度，压力，通气量，搅拌转数 反应器的结构——反应器的结构型式，搅拌器结构，搅拌方式剪切力的作用 1、增加质量与热量传递速率 2、对微生物，动植物细胞的培养造成影响 机械搅拌通风发酵罐的搅拌与流变特性 1、搅拌叶轮尺寸与类型 ●叶轮尺寸与罐直径比 Di/D=0.33~0.45 选用较大的叶轮或Di/D： 多糖发酵， 动物细胞培养； ●叶轮类型的选择 功率准数、混合特性， 产生的液流作用力的大小 2、搅拌叶尖速度与剪应力 ●细胞与剪切作用 损害程度： 细胞特性、搅拌力的性质、强度、作用时间； 定性关系： 球状和杆状细胞：耐受力强， 丝状、动物细胞：耐受力弱；●关于搅拌剪切的反应器设计准则 以搅拌叶尖线速度v为基准： v≤7.5m/s 3、发酵液的流变特性 液体流变特性的影响： 传质、传热、混合； 发酵罐设计与运转； ●发酵液流变特性的类型： （1）牛顿型流体 黏度不随搅拌剪切速率和剪应力而改变（粘性定律）； 剪应力与剪切速率的关系： τ=F/A=μ(du/dy)=μγ τ为剪应力，Pa或N/m2； F为切向力，A 为流体面积； μ为流体黏度Pa·s，γ为剪切速率（速度梯度，s－1 )； 非牛顿型流体
（2）宾汉塑性流体 τ=τ0+μsγ τ0为屈服应力，Pa; μs为表观黏度,Pa·s; 如黑曲霉发酵液；（3）拟塑性和涨塑性流体 τ=Kγn K：均匀系数，稠度系数，Pa·sn； n：流体状态特性指数， 拟塑性：0﹤n﹤1 涨塑性：n﹥1 如丝状菌（青霉素）、液体曲、多糖； 机械搅拌通风发酵罐的的热量传递 1、发酵过程的热量计算 ●生物反应热的计算 Q发酵=Q生物+Q搅拌－Q散 Q搅拌： 与搅拌功率Pg有关， η功热转化率，取η=0.92； Q散发：Q蒸发、Q显、Q辐射，Q散发=0.2 Q生物； ●冷却水带出的热量计算 发酵过程的最大放热： Q发酵=[Wc(T2－T1)]/ VL [kJ/(m3·℃)] W:冷却水流量，kg/h； c：水的比热容，kJ/(kg·℃)； T1、T2:冷却水进出口温度，℃； VL：发酵液体积，m3; ●发酵液温升测量计算 旺盛期，先使罐温恒定，关闭冷却水， 30min后测定发酵液的温度： Q发酵=[ (w1c1+w2c2) △T]/VL [kJ/(m3·℃)] w1、w2：发酵液和发酵罐的质量，kg； c1、c2：发酵液和发酵罐的比热容，kJ/(kg·℃)； △T：30min内发酵液的温升，℃； 2、发酵罐的换热装置 ●换热夹套 换热系数低：400~600 kJ/(m3·h·℃)； 适应：5m3发酵罐； ●竖式蛇管 4~6组 换热系数高：1200~4000 kJ/(m3·h·℃)； 要求水温较低； ●竖式列（排）管 传热推动力大，用水量大；
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）
2008～2009学年度第一学期 生物工程专业《生物工程设备》课程试卷B 注意事项：1. 考生务必将自己、学号、专业名称写在指定位置； 2. 密封线和装订线不准答题。 一、填空题（共30空，每空1分，共30分） 1、带式输送机输送带主要以塑料袋为主，其类型主要包括 、 、 。 2、机械搅拌通风发酵罐一般装设挡板，其中挡板应与罐壁留有一定的间隙，其间隙一般为 D(发酵罐直径)。 3 、斗式输送机中料斗分为深斗、浅斗和尖角形斗三种，浅斗的斗口呈 的倾斜。 4、发酵室的四周墙壁和顶棚均要采用较好的绝热结构，绝热层厚度不应小于 。 5、长管式蒸发器一般采用径 mm ，长径比为 的长管制成。 6、按过滤推动力分类，过滤机械可分为： 过滤机、 过滤机 和 过滤机。 7、间歇式过滤机是指 、 、 、 四个操作工序。 8、正位移泵的适用围为：输送温度下液体运动黏度高于 ；液体中 气体含量允许稍大于 （体积）。 9、板式换热器主要由 、 、 三部分组成。 10、保证摆动筛筛体平衡通常采用 或 法。 11、糖蜜原料的澄清的方法有 法， 法和 法。 12、为提高过滤速度，可对发酵液作预处理，具体方法有： 、 、 、 、 。
二、单项选择题（本大题共10小题，每小题1分，共10分） 1、斗式输送机深斗和浅斗在牵引件上的排列有一定的间距，其通常取为h（h为深斗）。 A 2.0—2.6 B 2.3—2.8 C 2.0—2.3 D 2.3—3.2 2、辊式粉碎设备中下魔辊的转速一般仅为上魔辊的。 A 1/2.5 B 1/3.5 C 1/4.5 D 1/5.5 3、打浆机对物料的打碎程度与关系最小。 A 物料的成熟度 B 刮板的导程角 C 刮板宽度 D 刮板与筛网的间距 4、下列热交换器的加热面积调整较方便的是。 A 板式 B 套管式 C 旋转刮板式 D A和B 5、料液在蒸发器中停滞时间最长的蒸发器是。 A 带搅拌夹层式 B 升膜式 C 降膜式 D 板式 6、对于干燥各种难以干燥的颗粒状、粉状、片状等物料和热敏性物料，应采用类型的干燥器。 A 脉冲沸腾干燥器 B 喷动床干燥器 C 卧式多室沸腾干燥器 D 多层沸腾干燥器 7、需要预热到接触沸点进料的蒸发器有。 A 降膜式 B 升膜式 C 强制循环式 D A和B 8、双端式自动洗瓶机卫生条件于单端式,空间利用率于单端式。 A 优, 次 B 优,优 C 次,次 D 次,优 9、带式输送机械中，定型的托辊的总长度应比带宽大约mm。 A 400～500 B 300～400 C 200～300 D 100～200 10、如果要将一批蘑菇分成5级, 则可采用个多孔滚筒。 A 1 B 4