13级生物工程设备期末总复习提纲
2013级生物工程游琳娜
第二章
1.空气除菌有几种方法？
1)热杀菌:可用蒸汽或电来加热空气，以达到杀菌的目的；利用空气被压缩时
所产生的热量对空气进行加热保温杀菌，在生产上具有重要意义。
2)辐射杀菌：α射线、X射线、β射线、γ射线、紫外线、超声波等从理论上
讲都能起到杀菌作用。但紫外线杀菌效率低，时间长。一般要结合甲醛蒸汽或苯酚喷雾来保证无菌室的高度无菌。
3)静电杀菌：利用静电引力吸附带电粒子以达到除菌除尘目的。
4)介质过滤除菌法：采用定期灭菌的干燥介质来阻截流过空气所含的微生物，
从而获得无菌空气。
2.请具体说明介质过滤除菌的机理（空气介质相对过滤除菌基本原理）。
微粒随空气流动通过过滤层时，滤层纤维所形成的网格阻碍气流的前进，使气流无数次改变运动速度和运动方向而绕过纤维前进，这些改变引起微粒对过滤层纤维产生惯性冲击、重力沉降、拦截、布朗扩散、静电吸附等作用把微粒滞留在纤维表面。
1)惯性冲击滞留作用机理：（气流速度较大时）
由于微粒直冲到纤维表面，因摩擦粘附，微粒就滞留在纤维表面上，这称为惯性冲击滞留作用。
2)拦截滞留作用机理：（气流速度较小时）
在滞流区的微粒慢慢靠近和接触纤维而被粘附滞留。这就是拦截捕集作用。
3)布朗扩散作用机理
在很慢的气流速度和较小的纤维间隙中，布朗扩散作用大大增加了微粒与纤维的接触机会，从而被捕集。（直径很小的微粒在很慢的气流中能产生一种不规则的运动，称为布朗运动）
4)重力沉降作用机理
当微粒所受的重力大于气流对它的拖带力时，微粒就发生沉降现象（大颗粒比小颗粒作用显着）。微粒的沉降作用提高了拦截捕集作用。
5)静电吸附作用机理
干空气对某些非导体的物质——如纤维和树脂处理过的纤维，作相对运动摩
擦时，会产生静电现象。悬浮在空气中的微生物大多带有不同的电荷。这些带电荷的微粒会被带相反电荷的介质所吸附。
第三章
1.自吸式发酵罐
自吸式发酵罐概念：自吸式发酵罐是一种不需另行通入压缩空气，而依靠特殊的吸气装置自行吸入无菌空气并同时完成液体和气体的混合对流实现溶氧传质的发酵罐。
自吸式发酵罐根据吸气装置不同分类：机械搅拌自吸式、喷射自吸式、溢流喷射自吸式
自吸式发酵罐特点：
优点：⑴节约设备（压缩机)投资，减少厂房面积。
⑵溶氧速率和溶氧效率高；能耗较低。
⑶生产效率高，经济效益好（酵母和醋酸的发酵）。
缺点：(1)由于罐压较低，对某些产品生产容易造成染菌。
(2)必须配备低阻力损失的高效空气过滤系统。
自吸式发酵罐的主体结构包括：
（1）罐体（2）自吸搅拌器及导轮；（3）轴封；（4）换热装置；（5）消泡器机械搅拌自吸式发酵罐
(1)构造：自吸式发酵罐的主要的构件是自吸搅拌器及导轮，简称为转子及定子。
转子由箱底向上升入的主轴带动。当转子转动时，其框内的液体被甩出，形成局
部真空而由导气管吸入空气。转子的形式有九叶轮、六叶轮、三叶轮、十字形叶
轮等，叶轮均为空心形。
(2)原理：它的搅拌器是一个空心叶轮，叶轮快速旋转时液体被甩出，叶轮中形成负压，
从而将罐外的空气吸到罐内，并与高速流动的液体密切接触形成细小的气泡分散在
液体之中，气液混合流体通过导轮流到发酵液主体。
文氏管吸气自吸式发酵罐原理：用泵使发酵液通过文氏管吸气装置，由于液体在文氏管的收缩段流速增加，形成真空而将空气吸入，并使气泡分散与液体均匀混合，实现溶氧传质。
溢流喷射自吸式发酵罐原理：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作用。
2．气升式发酵罐
机械搅拌发酵罐不足：（采用气升式发酵罐可以克服以下的缺点）
(1)设备构造比较复杂
(2)动能消耗较太
(3)轴封易泄露和染菌
工作原理
⑴把无菌空气通过喷嘴或喷孔喷射进发酵液中，通过气液混合物的湍流作用而
使空气泡分割细碎；
⑵同时由于形成的气液混合物密度降低故向上运动，而气含量小的发酵液则下
沉，形成循环流动，实现混合与溶氧传质。
⑶反应器内液体混合均匀，因不用机械搅拌器，减少了剪切作用对细胞的损伤。
类型：
常见：气升环流式反应器、气液双喷射气升环流反应器、设有双层板的塔式气升发酵罐
根据结构特点：内循环式和外循环式
特点（无需搅拌器，定向循环流动，故有许多优点）：
⑴反应溶液分布均匀；
⑵有较高的溶氧速率和溶氧效率；
⑶剪切力小，对生物细胞损伤小；
⑷传热良好；
⑸结构简单，易于加工制造。
⑹操作和维修方便。
主要结构及操作参数
1)主要结构参数：
（1）反应器的高径比 h/D=5-9
（2）导流筒径与罐径比 DE/D=（3）空气喷嘴直径与反应器直径比D1/D以及导流筒上下面到罐顶及罐底的距离均对发
酵液的混合和流动、溶氧等有重要作用
2) 操作特性
(1)平均循环时间tm
发酵液必须维持一定的环流速度以不断补充氧，使发酵液保持一定的溶氧浓度，适应微生物生命活动的需要。
循环周期：发酵液在环流管内循环一次所需要的时间。(循环周期时间必须符合菌种发酵的需要。)
（2）液气比R
定义：发酵液环流量Vc和通风量VG之比。
(3) 气升式反应器的溶氧传质
取决于发酵液的湍流及气泡的剪切细碎状态。
计算题：一气升环流式发酵罐中发酵液体积为10m3，导流筒半径为200mm，导流筒内发酵液的平均流速为s，若通风量为1m3/min。试计算发酵液的环流量VC （m3/min）、平均循环时间tm（s）及液气比R。
对气升式发酵罐的看法：
对于“节能”观念很强的现今社会，再加上发酵行业的开始迅猛发展，气升式发酵罐会逐渐成为生物反应器的“罐中之王”．由于其结构简单，易于制造，操作和维修简便，有较高的溶氧速率与溶氧效率，传热良好，剪切力小，对生物细胞损伤小，更重要的是它与机械搅拌式发酵罐相比节电70%-80%，降低成本，且无菌操作可靠性更高，给发酵行业带来更多的利润．但是发酵液在环流管内循环一次的时间，需根据培养的微生物种类及其耗氧的速率
而定，且若控制不当，会严重影响微生物的活力及减少发酵产率．
3.酒精发酵的原理：
(1)酿酒酵母是兼性厌氧菌，利用此类微生物生产酒精、啤酒等的发酵过程，无需通入空气，所用的设备是厌氧发酵设备。
(2)在无氧情况下，丙酮酸经脱羧酶脱羧生成乙醛，再在乙醇脱氢酶还原下，将乙醛转化为乙醇，并产生少量能量。
4.啤酒发酵过程：
前发酵（主发酵）：酵母繁殖、大部分可发酵性糖类代谢及发酵产物形成的阶段；
后发酵：残糖进一步分解，形成二氧化碳，溶于啤酒中，啤酒进一步得到成熟和澄
清。
5.啤酒发酵罐的CIP清洗系统流程
CIP清洗系统是在密闭环境下，不拆动设备零部件或管件，对设备系统进行清洗及
消毒的过程。
啤酒发酵罐的CIP清洗系统流程：用清水冲至无泡→用%~%碱液循环清洗30min→用
水冲至pH为中性→用消毒剂循环杀菌10min以上。
6.微藻培养反应器
7.
固
态
发
酵
生
物
反
应
器
固
态
发
酵定义：是指没有或几乎没有自由水存在下，在有一定湿度的水不溶性固态基质
中，用一种或多种微生物的一个生物反应过程，因此固态发酵是以气相为连续
相的生物反应过程。
固态发酵与深层液体发酵的区别：
(1)固态发酵需要维持培养空间湿度的恒定或者补水，而液体发酵则不需要。
(2)微生物生长方式不同。
(3)传质特点不同。
(4)固态发酵散热性能差。（最大的缺点）
(5)固态发酵是非均匀相反应。
几种固态发酵生物反应器
浅盘式生物反应器：浅盘发酵是在无搅拌、无强制通风的状态下进行的发酵。
传统的操作，一般是将蒸煮后的物料运到一个洁净的接种室，经冷却后和菌种
混匀，装入浅盘。浅盘内物料层的厚度对发酵温度有直接影响，物料层厚度越
大，微生物的浓度越低。浅盘内物料层的厚度不宜超过5cm
填料床式生物反应器：采取强制通风方式，具有一定压力、温度和湿度的空气从底部通入，通过物料层，再从顶空排出。通风的目的不仅是供氧，更重要的功能是去除代谢热。由于强制通风，故发酵热的去除主要靠对流热和蒸发水分散热。主要操作参数：通风量、进口空气的温度、环境温度。底部通风、顶部排气的填充床反应器，空气入口处温度最低，随物料层高度的升高，物料温度渐增，顶部出口空气温度最高。
流化床式生物反应器；是通过向上流动的气流使颗粒或粉粒物料维持在悬浮状态形成流化床而培养微生物的装置。可用于絮凝微生物、固定化酶、固定化细胞反应过程以及固体基质的发酵。（优点、缺点P89）
转鼓式生物反应器：把固体培养基质装在一转鼓式容器内，可通风并维持恒温，随着转鼓的旋转，物料依靠自身的重力下落，从而实现翻料的装置。由于经典的转鼓式反应器装料系数较低，且耗能较大，在此基础上开发了内筒体旋转的转鼓式反应器和弯叶式挡板倾斜式转鼓反应器。
搅拌式生物反应器；搅拌式生物反应器的最高温度比填料床的低。典型代表是圆盘制曲机。圆盘制曲机或多层圆盘制曲机是在箱式发酵装置上发展起来的。
圆盘制曲机也可以设计成集杀菌（或蒸料）与制曲培养与一体，在发酵容器内设置蒸汽加热系统对物料进行灭菌或汽蒸。
压力脉动固态发酵生物反应器；利用无菌空气对密闭恒温的低压容器的气相压力施以周期性脉动，强制实现气体扩散，然后通过瞬时排气泄压，松动培养基固体颗粒，从而实现供氧和搅拌的装置。
反应器
(1)反应器的搅拌翻料方式：完全静止发酵、间歇搅拌发酵、连续搅拌发酵
(2)反应器通风换气方式：自然对流通风、强制通风
8.植物细胞培养特性及培养方式
植物细胞培养特性：植物细胞培养具有周期长、细胞抗剪切能力弱、易团聚等特点。植物细胞培养反应器的设计不仅要考虑有利于细胞生长，还要考虑有利于产物的积累和分离。总体上，适合植物细胞培养的反应器应具有适宜的氧传递、良好的流动性和较低的剪切力。
植物细胞培养方式：悬浮培养和固定化细胞培养
第四章
1.生物反应过程的状态参数
物理、工程参数
生物、化学参数
2.生化过程检测仪器分类：在线检测和离线检测
3.液位和泡沫高度的检测：
1）液位检测的主要方法：电容法、压差法和称重法
2）泡沫高度的检测常用方法：电极探针测定法
培养基和液体流量测定
1）科里奥利斯质量流量计（CMF）：利用流体在直线运动的同时处于一旋转系中，产生与质量流量成正比的科里奥利斯力原理制成的一种直接式质量流量仪表。它在原理上消除了温度、压力、流体状态、密度等参数的变化对测量精度的影响，可以适应多种流体和糊状介质的测量。
2）涡街流量计：当非流线型阻流体垂直插入流体中，随着流体流动，阻流体就产生旋涡分离，此旋涡形成了有规则的排列，称此排列为涡街。在一定的流量范围内旋涡分离频率正比于管道内的平均流速，通过采用各种形式的检测元件测出涡街频率就可以推算出流体的流量。但不适用于低雷诺数测量（Re≥2╳10^4适用）在高粘度、低流速、小口径情况下应用受到限制。
3）椭圆流量计：在测试室内有一对椭圆齿轮，在进口与出口两端液体压差作用下，一对椭圆齿轮在转轴上不停地转动，把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，测出其转数即可知道充满和排放该体积部分流体的次数，从而计量出流经仪表的液体的体积总量。其流量测定范围为╳10＾-3～100m3/h。
气体流量的测定
1）分类：体积流量型和质量流量型。
2）体积流量型：根据流体动能的转换以及流体流动类型的改变而设计的测量装置。主要类型有同心孔板压差流量计和转子流量计。
3）质量流量型：利用传热原理，即流动中的流体与热源之间热量交换关系来测量流量的仪表。对一定的气体，输出的电势与质量流量成正比：E=kc q q。
根据流体的固有性质（如质量、导电性、电磁感应性、离子化和热传导性能）等设计的气体流量计。流量范围：～250L/h。主要类型有气体热质量流量计。
pH的检测
1）工作原理：利用玻璃电极与参比电极浸泡于某一溶液时具有一定的电位。pH 电极的最重要的部位为玻璃敏感膜（微孔膜），若电极微孔膜部分受蛋白质等大分子污染吸附，必须用蛋白酶浸泡使蛋白质酶解溶出。
2）结构：P121
溶解CO2浓度的测定:原理是利用对CO2分子有特殊选择渗透性的微孔膜，并使扩散通过的CO2进入饱和碳酸钠缓冲液中，平衡后显示的pH与溶解的CO2浓度成正比，由此可测出溶解CO2浓度。
氧化还原电位（ORP）的检测:是基于溶液中的金属电极上进行的电子交换达到平衡时，具有相应的氧化还原电位值。
4.全细胞浓度的测定：P124
5.生物反应过程控制：
主要参数的控制：温度、pH、溶氧浓度、基质和细胞浓度
高级控制方式：P131
1）概念：
2）PLC控制（可编程控制器）
第五章
1.细胞破碎设备包括：高速珠磨机、高压匀浆机、超声波振荡器
方法：1）机械法:珠磨破碎、高压匀浆破碎和超声波破碎等
2）非机械法:酶溶法、化学法、物理法和干燥法等
2.过滤分离设备
过滤操作包括过滤、洗涤、干燥、卸渣4个阶段。
板框压滤机
1）工作原理：过滤：滤浆由滤浆通路经滤框上方进入滤框，固体被滤布截留，在框内
形成滤饼，滤液穿过滤饼和滤布流向两侧的滤板，再经滤板的沟槽流至
下方通孔排出。
洗涤：洗涤板下端出口关闭，洗涤液穿过滤布和滤框的全部向过滤板流
动，从过滤板下部排出。结束后除去滤饼，进行清理，重新组装。
（由若干滤板和滤框间隔排列而组成，板和框之间夹有滤布，当板框压紧后即形成若干滤室。料液由离心泵或齿轮泵打入由板和框组成的通道并分别进入各滤室，滤液经滤布由滤板下方流出，滤渣即停留在滤室中，最后形成滤饼。）2）板框式过滤机的优点：
①单位过滤面积占地少；
②对物料的适应性强；
③过滤面积的选择范围宽；
④过滤压力高，滤饼的含水率低；
⑤结构简单，操作容易，故障少，保养方便，机器寿命长；
⑥固相回收率高；
⑦过滤操作稳定。
缺点：装卸板框劳动强度大,滤布磨损严重。
板框式硅藻土过滤机：P139
3.离心分离设备
离心机的分离因数
离心分离因素：离心力与重力的比值，或离心加速度与重力加速度的比值，用Fr表示。（分离因数是衡量离心机性能的主要指标，Fr越大，离心分离的推动力就越大，离心机的分离性能越好。）
管式离心机
1）原理：待处理的物料以一定压力由进料管经底部空心轴进入鼓底，靠圆形折转挡板分布于鼓四周。鼓内设有十字形挡板，液体在鼓内由挡板被加速到转鼓
速度，在离心力场作用下，乳浊液（或悬浮液）沿轴向上流动的过程被分成轻液相和重液相，通过上方溢环状流口排出。P141
2）特点：
结构简单，体积小，运转可靠，操作维修方便，但单机转筒容量有限，处理量较小。
适用于含固量较低、固相粒度较小、黏度较大的料液澄清，或用于重液相和轻液相密度差小、分散性高的乳浊液及液-液-固三相混合物的分离。
碟片式离心机
1）原理：两种不同密度的混合液进入离心分离机，通过碟片上圆孔形成的垂直通道进入碟片间的隙道，被带着高速旋转，两种液体的离心沉降速度不同，重液的离心沉降速度大，离开轴线向外运动，轻液的离心沉降速度小，则向轴线流动。两种不同密度液体在碟片间隙道流动的过程中被分开。在转鼓中加入了许多重叠的碟片，缩短了颗粒的沉降距离，提高了分离效率。
2）特点：a.分离能力强，分离因数在5000-10000之间；
b.生产能力大，可达10 m3/h以上；
c.结构简单，操作维修方便，价格便宜。
d.缺点:转鼓与碟片之间留有较大的沉渣容积，这部分空间不能发挥
碟片式
离心机高效率分离的特点；间歇人工排渣生产效率较低，劳动强度较大。
三足离心机
主要部件是一个篮式转鼓，转鼓悬挂于三个支足上。转鼓壁面钻有许多小孔，内壁衬滤布。
适用：一般用于间歇生产过程中的小批量物料处理。在生物工程产业中主要用于活性炭与分离液的分离、结晶与母液的分离以及菌体收集。
4.膜分离设备
根据孔径大小分类：
板式膜分离装置原理：
由导流板、膜、支撑板交替重叠组成。
板式膜组件的过滤介质是膜，支撑板的两侧表面有窄缝，内有供滤液通过的通道，支撑板的表面与膜相贴，对膜起支撑作用。料液通过导流板流过膜面，滤液透过膜，经支撑板面上的窄缝流入支撑板的内腔，然后从支撑板外侧的出口流出；浓缩液沿导流板上的流道与孔道一层层往上流，从膜器上部的出口流出。
导流板面上设有不同形状的流道，以使料液在膜面上流动时保持一定的流速与湍动，减少浓差极化和防止微粒、胶体等的沉积。
中空纤维膜分离装置：
料液流向：内压式，料液从空心纤维管内流过，透过液经纤维管膜流出管外。
外压式，料液从一端经分布管在纤维管外流动，透过液从纤维膜管内流出。
中空纤维种类：细丝型、粗丝型
无论用哪种形式的膜分离装置，都必须对料液进行预处理。
错流膜过滤的基本原理：P147
5.液-液萃取分离设备
溶剂萃取分类：按操作方式可分为单级萃取和多级萃取，后者又可分为错流萃取和逆流萃取。
多级逆流萃取：多级逆流萃取中，在第一级加入料液，并逐渐向下一级移动，而在最后一级加入萃取剂，并逐渐向前一级移动，即料液移动方向和萃取剂移动方向。
双水相萃取原理：P150
液-液萃取设备包括3个部分：混合设备、分离设备、离心萃取设备。
多级离心萃取机：立式逐级接触式离心萃取设备。
三个单级混合和分离设备的叠合装置，分上、中、下三段，下段是第１级混合和分离区，中段是第２级，上段是第３级，每段的下部是混合区域，中部是分离区域，上部是重液引出区域。新鲜的轻液由第３级加入，原始重液由第１级加入，萃取后的轻液在第１级引出，萃余有重液则在第３级引出。
（优点：靠离心力的作用处理密度差小或易产生乳化现象的物系；设备结构紧凑，占地面积小，效率较高。缺点：动能消耗大，设备费用较高。）
6.液-固萃取分离设备
原理:利用化合物在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另一种溶剂中，经过反复多次萃取，将绝大部分的化合物提取出来。
液-固萃取方法：
1）浸取：是用溶剂浸渍固体混合物以分离可溶组分及残渣的单元操作，又称固液萃取。
浸取可分为：物理浸取、化学浸取、细菌浸取
2）渗漉
3）回流提取
7.超临界流体萃取（SFE）
原理：利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把有极性大小、沸点高低和相对分子质量大小的成分依次萃取出来。
特点：P157
第六章
1.层析设备
层析原理：
利用物质的理化性质差异建立起来的分离技术。
由固定相、流动相和待分离样品三部分组成。固定相：固体吸附剂或涂渍于惰性载体表面上的液体薄膜，流动相：惰性气体、液体或超临界流体。
当待分离样品混合物随流动相通过固定相时，混合物中的组分与两相之间多次发生相互作用，各组分与两相发生相互作用的能力不同。随着流动相的向前移动，各组份不断在两相中进行分配。与固定相相互作用力弱的组份，随流动相移动时受到的阻滞作用小，向前移动的速度快；反之，与固定相相互作用强的组份，向前移动的速度慢。分部收集流出液，可得到样品中所含的各单一组份，达到将混合物各组份分离的目的。
层析柱：
由柱体、液体分配盘、集液板、流动相进口和出口构成。
圆柱形，柱材料为玻璃、不锈钢柱、搪瓷等。（实验室用的层析柱多为玻璃柱，工业生产中的层析柱多采用金属内涂防腐层或不锈钢、搪瓷玻璃等材料制成。）尺寸：层析柱的高径比（L/D）一般为10～30，高径比大，有利于物质的分离。柱直径一般从几毫米到几十厘米。
层析柱的入口端有液体分配盘，使进入柱内的流动相均匀分布于柱中。
制备型层析柱普遍采用动态轴向压缩法（也称DAC法）装填。DAC法装填的层析柱床层均匀，密度高，柱效高，性能稳定。
2．离子交换设备
离子交换原理：利用离子交换树脂作为交换剂，通过离子之间的交换反应，将溶液中的物质吸附在交换剂上，然后用合适的洗脱液将吸附物质从交换剂上洗脱下来，从而达到分离、溶缩和提纯的目的。
离子交换树脂的分类：
按树脂骨架的化学成分，分为聚苯乙烯型树脂、聚丙烯酸型树脂、酚-醛型树脂等；
按聚合的化学反应分为共聚型树脂和缩聚型树脂；
按树脂骨架的物理结构分为凝胶型树脂(微孔树脂)、大网络树脂(大孔树脂)及均孔树脂；
按树脂的酸碱性分为强酸性、弱酸性阳离子交换树脂和强碱性、弱碱性阴离子交换树脂。
离子交换树脂的主要性能
1）交联度：离子交换树脂中的交联剂的百分含量。阳离子交换树脂中交联剂二乙烯苯的含量为8%，则树脂的交联度为8。交联度的大小，决定着树脂的机械强度和网状结构的疏密。
2）粒度：树脂颗粒在水中充分膨胀后的直径，一般用筛孔目数或颗粒直径（mm）表示。
3）含水量：树脂经水充分膨胀后，树脂内部水分占树脂的百分比。交联度小的树脂，因为内部空隙大，所以含水量高。一般树脂的含水量在40%～60%。
4）密度：树脂的密度有湿真密度和视密度。视密度：指树脂经充分膨胀后的湿树脂质量与湿树脂在离子交换柱中所占体积之比，其值一般在600～850kg/q3
5）膨胀性
6）交换量：
理论交换量（全交换量）：指树脂交换基团中所有可交换离子全部被交换时的交换量，也就是离子交换树脂全部可被交换离子的物质量。
工作交换量：树脂处在工作状态下的实际交换量。
离子交换设备
1）离子交换设备的分类
按照设备的结构：罐式、塔式和槽式离子交换设备；
按照操作方式：间歇式、连续式、周期式离子交换设备；
按照树脂与被分离物质的接触方式分：固定床、移动床和流化床离子交换设备。
2）结构：固定床离子交换罐、反吸附离子交换罐、扩口式反吸附离子交换罐、筛板式
连续离子交换设备 P167
第七章
蒸发（或称浓缩）：将稀溶液加热沸腾，使溶剂汽化而将溶液浓缩的过程。蒸发操作用于发酵滤液、树脂洗脱液及各种提取液的浓缩，以有利于下一工序的进行。
结晶：将高浓度的溶液或过饱和溶液缓慢冷却（或蒸发），使溶质慢慢形成晶体析出的过程。
加热蒸汽：蒸发操作一般在溶液沸点下进行。要维持溶液在沸腾条件下汽化，需要不断供应热量，热源主要是饱和蒸汽水。
二次蒸汽：溶液蒸发浓缩过程中溶剂汽化产生的蒸汽。
1.真空蒸发的特点：
1）物料的沸腾温度降低，可避免物料因受高温而变质。
2）提高加热蒸汽与物料的温度差，增大单位面积单位时间的传热量，或者使蒸发时需要的传热面积相应减少，加速蒸发过程。
3）可采用多效蒸发，为二次蒸汽的利用创造条件，节约加热蒸汽。
4）对设备要求较高，需要减压装置，系统的投资费用和操作费用较大。
2.真空蒸发设备
薄膜蒸发：
1）概念：溶液在蒸发设备的加热器内以很薄的液层通过，溶液就会很快受热升
温，汽化而浓缩，浓缩的溶液迅速离开加热表面。
2）分类：a.长管式薄膜蒸发器(又分升膜式蒸发器，降膜式蒸发器，升降膜式蒸发器)
b.刮板式薄膜蒸发器；
c.离心薄膜蒸发器
长管式薄膜蒸发器
1)升膜式长管蒸发器：是指在蒸发器管壁上形成的液膜与蒸发的二次蒸汽的气
流方向均由下而上并流上升。
特点：优点：浓缩物料时间短，对热敏性物料影响小。
缺点：不适用于粘度大和受热后易积垢及浓缩后产生结晶的物料。
2）降膜式长管蒸发器：是指在蒸发器管壁上形成的液膜与蒸发的二次蒸汽的气流方向
均由上而下并流下降。（加料口位于蒸发器顶部，分离器位于蒸发器的下部）特点：（1）可以浓缩高粘度的液体；
（2）停留时间短，可以处理热敏性物料；
（3）适用于易发泡的料液；
（4）一次通过的浓缩比不大于7，蒸发量不大于进料量的80%；
（5）形成的液膜与蒸发的汽流方向相同，物料自上面进下面出。
3）升降膜式长管蒸发器：将蒸发器用隔板隔开成两个区，一半为升膜区，另一半为降
膜区，相当于把升、降膜式蒸发器串联在一起，是一种高蒸发速率的蒸发器。（了解）
特点：（1）经升膜蒸发后的汽液混合物，进入降膜蒸发，有利于降膜的液体均匀
分布。
（2）用升膜来控制降膜的进料分配，有利于操作控制。
（3）两个浓缩过程串联，可提高产品的浓缩比，减低设备高度。
刮板式薄膜蒸发器
1）工作原理：刮板式蒸发器是通过旋转的刮板使料液形成液膜的蒸发设备。操作液料从进料管以稳定的流量进入在离心力的作用下，通过盘壁小孔被抛向器壁，受重力作用沿器壁下流，同时被旋转的刮板刮成薄膜，薄膜溶液在加热区受热，蒸发浓缩，同时受重力作用下流。
2）特点：（1）温度低，适用于热敏性物料。
（2）传热系数高，蒸发量大，适用于粘度较大甚至带有固体粒子的物料、易
结晶和易结垢物料。
（3）设备机械加工精度要求高；
（4）有传动装置，轴要有足够的机械强度，动力消耗大。
离心式薄膜蒸发器
1）工作原理：稀物料从转鼓上部进料管1进入蒸发器，由喷嘴4分别向各碟片组的下表面即下碟片10的外表面喷出，在离心力作用下，料液向碟片周边分布扩散，在碟片表面形成液膜，液膜受到碟片间隙加热蒸汽的作用，蒸发浓缩，浓缩液流到碟片周边，沿套环的垂直通道上升到环形槽7，由浓缩液吸液管6抽出到浓缩液贮罐。从碟片表面蒸发的二次蒸汽汇集到转鼓中部，从二次蒸汽排出管20排出。加热蒸汽由旋转的空心轴19下部加热蒸汽管道通入，并由套环的小通道进入碟片间隙的加热室，冷凝水受离心力作用迅速离开加热表面，从小通道甩出流到转鼓底部的冷凝水收集槽12，从冷凝水管排出。
2）特点：（1）生产能力大，传热效率高；
（2）料液受热时间短，浓缩液质量好；
（3）适用于粘度较小的料液的蒸发浓缩。
3.结晶设备
生物工程产业的许多产品如谷氨酸钠、柠檬酸、葡萄糖、核苷酸等都是用结晶法提纯和精制的。
饱和溶液：晶体的溶解速度和晶体形成速度处于动态平衡时的溶液。
过饱和度（过饱和系数）：过饱和溶液的浓度C与饱和溶液的溶度q?之比。
S=q q?
溶解度曲线：P177
晶体的形成：（1）形成过饱和溶液
（2）晶核的形成：晶核：当溶液达到一定的过饱和状态后，溶液中会自
发产生一些细小晶粒，这些晶粒是以后晶体生长过程中必不可少的核心。
工业上常用的起晶方法有：自然起晶、刺激起晶、晶种起晶。
（3）晶体的生长
结晶速度是影响晶体质量的关键因素，提高晶体速度，控制晶体质量的措施：（1）在浓缩过程中控制溶液的过饱和度，当溶液浓度达到介稳区时边加晶种边结晶，
使晶体长大到所需的大小，防止产生新晶核（伪晶）。
（2）在结晶过程中加强搅拌，使溶液温度保持均匀且保持晶种均匀悬浮于溶液中，促
进晶体的相对运动，降低境界膜厚度，加快结晶速度。
（3）控制结晶设备内的真空度恒定，从而保证结晶温度，避免出现伪晶。
立式冷却结晶箱P178
卧式冷却结晶槽 P179
特点：容积大，动力消耗较小，可串联操作，进行连续结晶。连续式结晶设备
Krystal-Oslo结晶器原理 P181
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。
2007-2010年中央与地方共建高等学校共建专项资金项目 生物技术工程实验室建设 可行性论证报告 重庆科技学院 生物系 二○○七年六月二十日
一、总论 1、学科基本情况 原化学与生物工程学院是一个多学科及交叉学科并存的综合性学院，有化学与化学工程、生物技术、环境科学三个一级学科，以及交叉学科覆盖了全院八个专业：化学工程与工艺、应用化学、精细化工、工业分析、商品质量检测、生物制药、制药工程、环境工程，其中已有化学工程与工艺、应用化学两个本科专业。07年3月学校完成了学科专业结构布局调整，进行资源重组，由原来的化学与生物工程学院，新组建成立了化学化工学院和生物系。生物系现有15人，副教授1人，讲师7人，助教4人，全部具有硕士学位，其中博士5人。现有生物制药、制药工程两个专业，2001年以来形成了以能力培养为主线，以基础知识的传授和学习能力的培养、工程观念和创新能力的培养为两个教学重心。全面体现“厚基础、宽口径、重实践、高素质、创造性”整体思路，突出本专业在新药研究与开发方面所形成的特色。 2、实验室现状 化学化工实验室始建于1950年，经过五十六年的发展与建设，特别是经过2004、2005年中央与地方共建基础化学实验室及化工原理实验室的建设，生物系和化学化工学院现共有：制药工程实验室、微生物实验室、生化技术实验室、化工原理实验室、化工仿真实验室、基础化学实验室、化学工程与工艺实验室等实验室，拥有包括高效液相色谱仪、气相色谱仪、原子吸收仪、紫外分光光度仪、红外光谱仪、元素分析仪、发射光谱仪等贵重精密仪器，设备总价值505多万元设备。 3、建设概况 （1）概况 项目名称：生物技术工程实验室建设 项目类型：仪器设备购置 项目需要的投入总额：1200万元。其中对中央财政专项资金的最低需求960万元。 （2）预期目标： 为了全面贯彻落实教育部、财政部《关于实施高等学校本科教学教学质量与教学改革工程的意见》文件精神，集中力量有效提升专业实验室的水平，保证本科教学质量，对2千多平方米的教学实验设备进行整体建设，推进实验教学内容、方法、手段、队伍、管理及实验教学模式的改革与创新。 ①该项目建设完成后，“生物技术工程实验室”的设备档次、规模、台套数满足“质量工程”的要求，增加了设计性、综合性、创新性实验内容，使实验开出率达到100%、设备利用率90%以上，全面提高本科实验教学质量，使学生的综合素质和实践能力得到培养和锻炼；该项目建设完成后，可进一步加强产学研密切合作，与社会、行业以及企事业单位共同建设实习、实践教学基地，培养出一大批社会需要的适用人才。
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。
心电检测实验 实验目的 1.复习放大器,滤波器等相关知识, 了解心电测量的原理，并学习用生理信号采集系统记录人体心电图。 2.要求掌握心电测量电路的硬件实现方法，锻炼电路板的焊接与调试能力. 3.学习正常心电图中各波的命名与波形，了解其生理意义。 实验器材 信号发生器，电源，示波器，电机夹，导线若干，电路板一块 实验原理 1.心脏的基本构造和心电图(ECG) 心脏处于人体的循环系统的中心，主要由心肌构成，心肌是可兴奋组织，它的收缩和舒张是人体血液循环的动力；心肌将心脏分隔成左，右心房和心室四个心腔，腔间有瓣膜控制血液在房室间的流动，通过动脉血管将氧和酶等各种营养物质供给全身组织，并将静脉回流带来的组织代谢废物运走。 心脏是自律性器官，有特殊起博心肌细胞和神经传导树支(束)，包括窦房结，结间束，房室结，房室束，左右束支；在起博心肌细胞(窦房结内)的自律作用下，通过房、室、神经束的传导使心肌收缩和舒张完成心脏的博动；另外，参于循环系统调节的有：交感神经，兴奋时通过肾上腺素使心率加快，而副交感神经兴奋时使心率变慢，还
有化学性的体液因素也可影响心脏的博动。 神经细胞元的放电过程已得到实验认证，心脏特殊起博心肌细胞博动和神经传导树支(束)的传导过程都是神经细胞元放电和传导的过程，因此，可通过在人体体表层安放灵敏度很高的电极接受这些微弱的心脏电活动，称为ECG(electrocardiogram)---心电图，早在1903年就发现心电图及基本测量方法；心电图机检查人体的ECG，判断心脏活动正常与否仍是医院目前首选的检查手段。 标准ECG及参数如下： 典型心电图波形 目前ECG的测量技术已很成熟，标准ECG都打印在栅格纸上，标明X方向每格0.04秒，Y方向每格0.1mv.一般来说，P波表征心脏收缩期开始；QRS复合波是心室收缩的结果，指示心室收缩期开始；T波是心室舒张的结果，将延续到下一个P波止. ECG测量基本导联三角形(肢体)：
生化工程试卷二 一、单项选择题（10 分，每小题1分） 1. SC-CO2萃取常用的基本工艺流程为（） A、等温法 B、等压法 C、吸附法 D、层析法 2. 下列破碎方法中不属于化学法的为（） A、调节pH值 B、有机溶剂 C、表面活性剂 D、渗透压冲击 3. 下列关于碟片式离心机的说法不正确的是（） A、是一种应用最为广泛的离心机 B、可加长分离液体的流程 C、增大了沉降面积 D、缩短了沉降距离 4. 可以直接从整细胞中提取胞内酶的是（） A、双水相萃取 B、反胶束萃取 C、有机溶剂萃取 D、超临界萃取 5. 超临界流体萃取常用的非极性的萃取剂为（） A、CO B、NO C、CO2 D、NO2 6. 下列关于珠磨机的说法正确的是（） A、转盘外缘速度越大，细胞破碎效率越高。 B、其可用于酵母和细菌，但对于真菌菌丝和藻类的破碎更为合适。 C、珠粒越小越有利于细胞破碎。 D、珠粒装填的越多越有利于细胞破碎。 7. 工业上制备超纯水所采用的膜分离技术是（） A、反渗透 B、微滤 C、渗透蒸发 D、电渗析 8. 下列关于离心的四个选项中，不正确的是（） A、可用于互不相溶液—液分离。 B、不同密度固体或乳浊液的密度梯度分离。 C、分离得到的是滤饼一样的半干物。 D、设备复杂，价格贵，分离成本高。 9. 萃取过程的理论基础是（） A、达西定理 B、分配定律 C、质量守恒定律 D、平衡定律 10. 通常去除液体中细菌等微生物的膜分离技术是（） A、超滤 B、微滤 C、反渗透 D、渗析 二、多项选择题（10 分，每小题2分） 1.生化工程的主要分支是。 A生化反应工程B生化控制工程C生化分离工程 D 生化系统工程 2. 生化（物）反应工程的别名有。 A发酵工程B酶反应工程C动、植物细胞培养工程D生物工程
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 =
生物工程专业实验大纲 目录 《生物反应工程实验》实验教学大纲 (1) 《生物工程专业实验》实验教学大纲 (2) 《生物化学实验》实验教学大纲 (4) 《微生物学实验》实验教学大纲 (6) 《仪器分析实验》实验教学大纲 (8) 《药物分析实验》实验教学大纲 (10) 《分子生物学实验技术》实验教学大纲 (11) 《基础生物学》实验教学大纲 (13) 《免疫学》实验教学大纲 (15) 《现代生物技术》实验教学大纲 (16)
一、实验课程目的与任务 本实验通过对生化反应的了解和生化反应器的使用，熟悉生化反应工程原理，掌握简单的生物反应工程操作，巩固和检验已学的理论知识，为今后的生物工程专业实验和毕业论文打下基础。 二、实验课程内容及具体要求 通过测定反应器的氧体积传质系数a k L 、反应器的停留时间分布以及采用此反应器进行微生物的间歇和连续发酵过程的实验，熟悉生化反应工程原理，重点掌握生化反应器的使用，掌握简单的生物反应工程实验操作。 三、实验项目设置及学时分配 四、实验计划与学时安排 本课程实验20学时，各实验与讲课穿插进行。 五、实验考核及评分办法 1．学生进实验室要求做好预习报告； 2．对实验过程中学生完成情况进行考核，并提出相应存在问题进行质疑； 3．综合每项实验状况给出成绩。 执笔人：曹飞
一、实验课程目的与任务 通过对工业化L－天冬氨酸的酶法生产过程进行实验，深入了解生化工程原理，掌握典型的生物反应过程操作，巩固和检验已学的理论知识，为毕业论文和走向工作岗位打下基础。 二、实验课程内容及具体要求 本实验综合了发酵工程、酶工程、生物分离工程和生物反应器的基本知识，要求学生通过典型产品的酶法制备了解生物工程的相关基本操作，掌握微生物菌种保存与培养、细胞固定化和酶法转化、目标产品的分离提取等基本实验技能。 三、实验项目设置及学时分配
1．发酵罐直径D＝1.8m，圆盘六弯叶涡轮直径Di＝0.6m，一只涡轮，罐内装4块标准挡板，搅拌器转速n＝168r/min，通气量Q＝1.42m3/min，罐压P＝1.5绝对大气压，醪液粘度μ＝1.96×10－3 N·s/m2，醪液密度ρ＝1020kg/m3。计算Pg。 已知；P0=NpDi5n3ρ（W）；ReM＝Di2nρ/μ 圆盘六平直叶涡轮Np≈6；圆盘六弯叶涡轮Np≈4.7；圆盘六箭叶涡轮Np≈3.7。 设与电机传动相关的参数：三角皮带效率为0.92，滚动轴承效率为0.99，滑动轴承效率为0.98端面轴封增加功率为1.0％。 2．在分批培养中，培养基组成时刻都在变化，某一时刻的瞬时得率YX/S＝dX/dS＝μ/qS，YP/S＝dP/dS＝qP/qS，试计算葡萄糖生成乙醇发酵中的得率系数。已知该发酵过程限制性培养基中细胞生长方程和产物生成量计量式及底物比消耗速率可分别表示如下（X ATP代表能量的消耗与生成）。 （1）1.12CH2O+0.15NH3+0.507XA TP＝CH1.62O0.88N0.15+0.12CO2+其他 （2）1.5CH2O＝CH3O0.5+0.5CO2+0.5X ATP（假定产物除CO2只有乙醇，且生成的ATP全部用于细胞生长过程的耗能即不考虑维持代谢） （3）q S＝1.12μ＋1.5 q P 英汉互译 1. 生物技术 2. 生长曲线 3. 洗出 4. 亚单位 5. 关键酶 6. 迟滞期 7. 分批培养8. Immobilized enzyme 9. Optimal temperature 10. Product inhibitor 11. Allosteric effect 12. Dilution rate 13. K G a 14. Sterilization 15. On-line 常用的酶固定化的方法有哪些？简述去固定化原理。 1．请问以下结论是否正确？并阐明原由。 在同一温度下灭菌，连续式全混流型反应器（CFSTR）的灭菌时间要比活塞流模型反应器（PFR）的长得多，比批式全混流反应器的灭菌时间长得同样多。 2．发酵工业中，空气除菌的方法有哪些？广泛采用的是哪种方法？ 3．空气过滤器设计的理论基础是什么？ 4．测量体积溶氧系数k L a的方法有哪些？动态法用溶氧电极测体积溶氧系数的原理是什么？ 5．下图是均相酶反应动力学方程的E-H图形，直线1代表该酶反应得类型是无抑制的酶反应，请标出未知直线所代表的酶反应类型。
生物工程大实验 30L发酵罐上黄原胶发酵实验 姓名： 学号： 学院：生命学院 专业：生物工程 年级： 同组成员：
1.材料和方法 1.1菌株：HYJ 1.2培养基 1.2.1斜面培养基（100ml） 葡萄糖 3.0；蛋白胨0.5；酵母粉0.3； 氯化钠0.5；琼脂 2.0；pH 7.0-7.3 灭菌条件：115℃，20min；培养温度：30℃；培养时间：24-48 h 1.2.2种子培养基（100ml） 葡萄糖 2.0；蛋白胨0.5；酵母粉0.1； 牛肉膏0.3 g；pH 7.0-7.3 灭菌条件：115℃，20 min；培养温度：30℃；培养时间：10-15 h 1.2.3发酵培养基（100ml） 葡萄糖 3.0；蛋白胨0.2；酵母粉0.1；Na2HPO4·12H2O 0.252；KH2PO4 0.3； K2SO4 0.1；MgSO4·7H2O 0.1；pH 7.0-7.3 灭菌条件：115℃，20 min；培养温度：30℃；培养时间：48-62 h 1.3. 培养条件 1.3.1斜面培养 1）配置400 ml的斜面培养基，分装试管，于115℃下灭菌20 min，之后摆斜面，冷却至室温后，将凝固后的斜面放于30℃培养箱过夜。 2）转接斜面菌种，将转接好的斜面菌放于30℃培养箱培养24-48 h。 1.3.2一级种子培养 1）配置种子培养基：按照种子培养基配方配制3000 ml，分别分装到5000 ml 和500 ml的三角瓶中，装液量分别为100 ml/500 ml三角瓶（用于一级种子培养）；1000 ml/5000 ml三角瓶（用于二级种子培养），于115℃下灭菌20 min。 2）接种：将培养好的斜面菌种接种到一级种子培养基中（100 ml/500 ml三角瓶），
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 生物工程工艺综合性实验报告 院（系）：城市建设学院 专业班级：生物工程1101 学生姓名：马雪文 学号： 指导教师：李世杰 20 14 年 5 月 26 日至20 14 年 6 月 15 日
发酵工艺综合性实验指导书 一、实验目的 微生物发酵技术是生物工程最核心的技术，微生物发酵按其对 氧的需求可分为好氧微生物发酵，和厌氧微生物发酵。好氧和厌氧发酵有较大的区别，各自对工艺条件、发酵设备有不同的要求。分别掌握好氧和厌氧发酵技术也就比较全面的掌握了工业微生物技术。 本实验分别开出典型的好氧和厌氧发酵实验，训练学生掌握这两种工艺的基本技术、操作程序、分析手段，全面锻炼同学们实际动手能力。巩固和提高微生物净化操作能力、显微观察技术、培养基配制和灭菌技术、无菌取样和细胞量的确定、生长曲线的制作、光谱分析技术、气象色谱分析技术。初步培养同学们工业微生物领域科学研究和技术开发的基本能力。 二、实验原理 红曲霉通过有氧发酵将淀粉质原料转化为次级代谢产物红曲色素。 丙丁梭状芽孢杆菌经厌氧发酵将农副产品转化为丁醇和丙酮。 三、实验内容 1、好氧实验：红曲的发酵实验及其抑菌作用研究 2、厌氧实验：丁醇的发酵实验及其气相色谱检测 四、仪器设备和试剂、消耗品： 1．仪器设备： 电子分析天平 手提式蒸汽灭菌锅、自动控制蒸汽灭菌锅 双孔水浴锅 1000W电炉 5台 生物显微镜、电脑成像生物显微镜 生物培养箱、培养摇床 真空干燥箱 紫外可见分光光度计 离心机
真空泵、真空干燥器 蒸发器 气象色谱仪 2．药品和耗材： 药品：可溶淀粉 1瓶（500克），蛋白胨 1瓶（500克），琼脂，饴糖（麦 芽汁）麦芽1000克，大米粉 5公斤，硝酸钠NaNO 31瓶（500克），磷酸二氢钾KH 2 PO 4 1瓶（500克），磷酸氢二钾K 2HPO 4 1瓶，硫酸镁MgSO 4 ·7H 2 O 1瓶（500克）,硫酸 铵(NH 4) 2 SO 4 1瓶，氯化锰MnCL 2 1瓶，硫酸锰MnSO 4 ·H 2 O 1瓶，碳酸钙CaCO 3 1瓶， 维生素B1(盐酸硫胺素)1小瓶，酵母膏1瓶，乳酸（液态1瓶500克），葡萄糖（分析纯）1瓶，乙醇（分析纯）5瓶(5×500克)，乙醇(色谱纯Aladdin) 2瓶,丁醇（色谱纯Aladdin）2瓶，丙酮（色谱纯Aladdin）2瓶，叔戊醇（色谱纯Aladdin）2瓶 耗材：500ml三角瓶50只， 250ml三角瓶16个，100ml粗口径试管50只，1000ml烧杯10个，培养皿160套，常规试管160个，200ml烧杯16个，1ml移液枪头5盒，标签纸若干，玻璃真空干燥器大号1个，波美计8只，移液枪（1000ml）2只，玻璃珠2盒，100ml量筒8个，500ml量筒2个，称量纸2盒，不锈钢试剂勺4根， pH试纸2包，玻璃棒若干，玻璃推棒32根，5ml移液管16只 五、实验方法步骤和具体操作过程 （一）红曲的发酵实验及其抑菌作用研究 红曲是一种具有一定营养和药理作用的纯天然红色素，可赋予肉制品、食品、饮料等鲜艳的色泽及特殊风味，而且具有较好的营养价值和一定的防腐作用，因而被广泛地应用于食品工业。 红曲是由红曲霉经发酵分泌到胞外的一种色素，发酵的主要原料是淀粉类如大米、薯类等。红曲霉发酵合成色素同时对有害菌产生抑制作用。本实验分为两个部分，前一部分为红曲的发酵实验，后一部分为红曲的抑菌试验。 （Ⅰ）红曲的发酵实验 1．菌种 本实验室保藏的红曲霉菌种monascus purpureus。用本实验室自主设计的保藏方法，在短梗霉多糖膜片中封存，置于冰箱中保藏。使用时每取出一片，
（1）微生物的热阻：微生物对热的抵抗力称为热阻。是指微生物在某一特 定条件(主要是温度和加热方式)下的致死时间。表征不同微生物对热抵抗能力强弱的指标。 （2）有效电子数：1摩尔碳源完全氧化时，所需的氧的摩尔数的4倍，称 为该基质的有效电子数。 （3）k L a ：以(C *-C)为推动力的体积溶氧系数(h -1) （4）混合：指的是相同停留时间、不同空间位置的物料之间的一种以达到 均匀状态为目的过程。 （5）停留时间：指反应物料从进入反应器时算起，至离开反应器时为止所 经历的时间。） （6）写出定义式： 细胞生长得率Yx/s=生成细胞的质量（干重）/消耗底物的质量 选择性 1.何为生化工程，生化工程的研究内容有哪些？ 生化工程全称是生物化学工程（Biochemical Engineering)，是为生物技术服务的化学工程。它是利用化学工程原理和方法对实验室所取得的生物技术成果加以开发，使之成为生物反应过程的一门学科，是生物化学与工程学相互渗透所形成的一门新学科。它应用工程学这一实践技术，以生物体细胞（包括微生物细胞、动物细胞、植物细胞）作为研究的主角、生物化学作为理论基础，从动态、定量、微观的角度，广泛而深刻地揭示了生物工业的过程。所以生化工程是化学工程的一个分支，也是生物工程的一个重要组成部分。 具体的研究内容： ① 原料预处理：即底物（酶催化反应中的作用物）或培养基(发酵过程中的底物及营养物，也称营养基质)的制备过程，包括原料的物理、化学加工和灭菌过程。 ②生物催化剂的制备：生物催化剂是指游离或固定化的活细胞或酶，微生物是最常用的活细胞催化剂，酶催化剂则从细胞中提取出来。 ③生物反应的主体设备：即生物反应器，凡反应中采用整体微生物细胞时，反应器则称发酵罐；凡采用酶催化剂时，则称为酶反应器。另还有适用于动植物细胞大量培养的装置。 ④生物化工产品的分离和精制：这一部分常称下游加工，是生化分离工程 ()S S a P S sp p -=
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
一．问答题（20分两道） 1.生化工程的发展： 1. 第一代微生物发酵技术－纯培养技术建立 人为控制发酵过程，简单的发酵罐（以厌氧发酵和表面固体发酵为主），生产酵母、酒精、丙酮、丁醇、有机酸、酶制剂等 2．第二代微生物发酵技术－深层培养技术建立 1928年英国弗莱明发现点青霉可以产生抑制葡萄球菌生长的青霉素 20世纪40年代：青霉素的大量需求－需氧发酵工业化生产 建立了高效通气搅拌供氧（深层培养）技术、无菌空气的制备技术及大型生物反应器灭菌技术，促进了生物制品的大规模工业化－进入微生物发酵工业新阶段 微生物学，生物化学与化学工程相结合，标志着生物化学工程（Biochemical Engineering）的诞生 2. 生化工程的概念： 定义：运用化学工程学原理方法, 将生物技术实验成果进行工程化、产业化开发的一门学科。实质：研究生物反应过程中的工程技术问题，是微生物学、生物化学与化学工程结合。 3.奠定生化工程学科基础的两个关键技术 ①通气搅拌解决了液体深层培养时的供氧问题。 ②抗杂菌污染的纯种培养技术：无菌空气、培养基灭菌、无污染接种、大型发酵罐的密封与抗污染设计制造。 4．高温灭菌机理： 微生物受热死亡的活化能ΔE比营养成分受热分解的活化能ΔE’大。ΔE大，说明反应速率随温度变化也大； 当温度升高，微生物死亡速度比营养成分分解速度快。故采取高温瞬时，有利于快速杀灭菌体，而且减少营养的破坏。养分虽因温度增高破坏也增加，但因灭菌时间大为缩短，总破坏量因之减少。 5. 深层过滤除菌机理： 深层过滤：一定厚度的介质，介质的孔径一般大于细菌，其主要由于滞留作用截获微粒，使空气净化。 滞留作用机制主要构成为： 1．惯性碰撞滞留作用：一定质量的颗粒随气流运动，若遇到纤维，由于惯性力作用直线前进，最终碰撞到纤维，摩擦、黏附作用被停滞于纤维表面。 2．阻拦滞留作用：当V< V c 时, 气流流过纤维，纤维周围产生滞流层，微小颗粒在滞流层接触纤维，由于摩擦黏附作用被纤维阻拦滞留的现象。 3．扩散作用：当V< V c时，微小颗粒在流速缓慢的气流中发生布朗运动，与介质碰撞而被捕获。 6.为什么说提高溶氧速率是需氧型发酵的关键问题： ?28℃下，氧在发酵液中100％的空气饱和浓度只有0.25 mmol/L左右，比糖的溶解度小 7000倍。 ?在对数生长期，即使发酵液中的溶氧能达到100％空气饱和度，若中止供氧，发酵液 中溶氧可在几分钟之内便耗竭，使溶氧成为限制因素。 7. Monod方程 经验公式：μ＝μm S/ (Ks + S) （μ性质？指出下图中的K s，μmax,s等代表什么，图中反映了什么关系？） μ：菌体的生长比速（1/h）； S：限制性基质浓度（g/L）；Ks：饱和常数(相当于1/2
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
生物工程专业实验讲义(适用于生物工程专业) 袁丽红曹飞 制药与生命科学学院 二零零四年四月
目录 实验一发酵种子的制备 (1) 实验二 E.coli细胞发酵培养 (2) 实验三高速冷冻离心机的使用方法 (3) 实验四固定化生物催化剂的制备 (4) 实验五游离细胞与固定化细胞酶活比较 (5) 实验六固定化生物催化剂的连续生产 (6) 实验七Ｌ－Asp的分离 (7) 实验八离子交换树脂的预处理及交换容量的测定 (8)
实验一发酵种子的制备 一、目的要求 1．了解实验室种子制备过程。 2．掌握实验室不同菌种种子生产方法。 二、原理 实验室种子制备过程包括琼脂斜面、固体培养基扩大培养或摇瓶液体培养。 不同菌种其具体制备方法不同，其过程如下图： 种子扩大培养过程 三、试验及器材 1．菌种：斜面低温保藏的大肠杆菌（E.coli） 2．培养基：牛肉膏0.5% NaCl 0.5% 蛋白胨1% PH 7.6~7.8 若配固体培养基，在其中加2%琼脂。 3．器材：天平、灭菌锅、试管、三角瓶（500mL） 四、操作方法 1．按培养基配方配制100mL固体培养基，分装于试管中。 压力1Kg/cm2灭菌30mins，结束后取出、趁热制成斜面。 2．按培养基配方配制1000mL液体培养基，分装于三角瓶中，每瓶100mL，压力1Kg/cm2灭菌30mins，结束后取出。 3．挑一环斜面低温保藏的E.coli接于液体培养基中，37℃培养24hs。 4．挑斜面长好的E.coli约2环接入液体培养基中，37℃振荡培养24hs，转速约150rpm。 五、思考与讨论 实验室种子制备的原则是什么？
生化分离工程复习题 2及答案
生化分离工程复习题 一、填空题 1. 生化分离过程主要包括四个方面：预处理、细胞分离、纯化、产品加工。 2. 发酵液常用的固液分离方法有沉淀法和结晶法等。 3. 膜分离过程中所使用的膜，依据其膜特性（孔径）不同可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜； 4. 离子交换分离操作中，常用的洗脱方法简单洗脱和梯度洗脱。 5. 等电聚焦电泳法分离不同蛋白质的原理是依据其各种蛋白质等电点 的不同。 6. 典型的工业过滤设备有板框压滤机和转筒真空过滤机。 9. 超临界流体的特点是与气体有相似的扩散性能，与液体有相似的密度。 二、单选题 1．供生产生物药物的生物资源不包括（ D ） A. 动物 B. 植物 C. 微生物 D. 矿物质 2．下列哪个不属于初步纯化：( C ) A. 沉淀法 B. 吸附法 C. 亲和层析 D. 萃取法 3．HPLC是哪种色谱的简称（ C ）。 A. 离子交换色谱 B.气相色谱 C.高效液相色谱 D.凝胶色谱 4．其他条件均相同时，优先选用那种固液分离手段（ B ） A. 离心分离 B. 过滤 C. 沉降 D. 超滤 5．适合小量细胞破碎的方法是（ C ） A. 高压匀浆法 B. 超声破碎法 C. 高速珠磨法 D. 高压挤压法 6．有机溶剂沉淀法中可使用的有机溶剂为（ D ） A. 乙酸乙酯 B. 正丁醇 C. 苯 D. 丙酮 7．液-液萃取时常发生乳化作用，如何避免（ D ） A. 剧烈搅拌 B. 低温 C. 静止 D. 加热 8．盐析法与有机溶剂沉淀法比较，其优点是（ B ） A．分辨率高 B．变性作用小 C．杂质易除 D．沉淀易分离 9．工业上常用的过滤介质不包括（ D ） A. 织物介质 B. 堆积介质 C. 多孔固体介质 D. 真空介质 10．哪一种膜孔径最小（ C ） A. 微滤 B. 超滤 C. 反渗透 D. 纳米过滤 11．用于蛋白质分离过程中的脱盐和更换缓冲液的色谱是（ C ） A. 离子交换色谱 B. 亲和色谱 C. 凝胶过滤色谱 D. 反相色谱 12．“类似物容易吸附类似物”的原则，一般极性吸附剂适宜于从何种溶剂中吸附极性物质 （ B ） A．极性溶剂 B．非极性溶剂 C．水 D．溶剂 13．下列细胞破碎的方法中，哪个方法属于非机械破碎法( A ) A. 化学法 B. 高压匀浆 C. 超声波破碎 D. 高速珠磨 14．离子交换树脂适用（ A ）进行溶胀 A. 水 B. 乙醇 C. 氢氧化钠 D. 盐酸
生命科学学院 生物系统工程专业2012培养方案 一、培养目标（200字以内） 本专业培养德、智、体、美全面发展，具有宽厚的生物学基础、掌握生物技术产业化的科学原理和现代生物工程技术，具备生物产品研发能力，能在生物技术及工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的高级技术人才。 毕业生可继续攻读硕士或博士学位，也可在科研单位或高等院校以及医药卫生、生物工程、食品化工等企事业单位工作。本专业主要发展方向包括：基因工程、代谢工程和合成生物学，微生物工程、酶工程、环境生物工程、发酵工艺等。 二、培养规格和要求（400字以内） 1．学生应在德、智、体、美等方面全面发展，有健康的体魄和健全的心理素质。热爱所学专业，具有强烈的事业心和高度的责任感，能为我国现代化建设服务。 2．应熟练掌握生物技术基本理论知识和实验技能，在基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、生化分析和制药、微生物检测与生物资源开发等方面具有良好的基础训练，了解本专业相关的国内外研究与新产品开发进展；有较好的现代企业管理知识。 3．熟练地掌握一门外语（一般为英语，要求通过4-6级考试），比较熟练地掌握计算机应用知识和操作技能。 4．对本专业教学计划设置的必修课及限定选修课程，必须取得规定的学分。另外，本专业基础理论知识学习与实验操作训练并重，学生应较高质量地完成教学生产实习任务和高质量地完成毕业论文的设计、实验及撰写工作。 5．本专业为《国家生物科学研究与教学人才培养基地》，学习成绩优秀、有培养前途的学生可免试攻读硕士学位或直接攻读博士学位（5年）。 三、授予学位 根据生物系统工程专业培养方案的要求，在四年内修满155.5学分，成绩合格者，授予理学学士学位。
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。
生物技术制药实验课程实习讲义人表皮生长因子（hEGF）在大肠杆菌中的表达与纯化 生物与制药工程学院制 2016年6月2日
目录 第一节引言................................ 错误！未定义书签。 1.1表皮生长因子(EGF)概述 (2) 1.2 表皮生长因子(EGF)的结构与性质 (3) 1.3 EGF的生物学效应及应用 (4) 1.4 本实验课程设计的目的与内容 (5) 第二节 EGF基因的合成与转化表达 (6) 1.实验原理 (6) 2.实验材料与方法 (7) 2.1 实验材料及仪器 (7) 2.1.1 试剂材料及试剂 (7) 2.1.2 仪器设备 (8) 2.2 实验方法 (8) 2.2.1 试剂及培养基配制方法 (8) 2.2.2目的基因hEGF的设计与合成 (9) 2.2.4 电泳检测质粒DNA (10) 2.2.5大肠杆菌感受态细胞的制备 (11) 2.2.6转化重组质粒进感受态大肠杆菌BL21(DE3） (12) 2.2.7检测转化是否成功 (12) 2.2.8双酶切并检测 (12) 2.2.9 EGF基因的PCR扩增验证 (13) 2.2.10 目的基因的诱导表达及基因表达产物的SDS-PAGE检
测 (14) 第三节 EGF表达蛋白的纯化与检测.............. 错误！未定义书签。 3.1 实验原理 (19) 3.2 可溶性6xHis重组蛋白纯化实验方法 (20) 3.3 6xHis重组蛋白包涵体纯化与复性 (21) 第一节引言 1.1表皮生长因子(EGF)概述 生长因子在人体中的信号传导部分起着关键的作用，它可通过与细胞表面的蛋白质受体结合，参与细胞的各种生命活动。生长因子可以是维生素，碱基，多肽等。所研究的表皮生长因子( Epidemal growth factor，EGF)，就是一种人机体细胞合成的一种多肽。在生物体内，每个细胞的生长状态不同，在不同组织中的细胞的表皮生长因子参与生长、增值、死亡等过程。 目前，表皮生长因子已得到广泛应用。在许多公司已经开始研发甚至是生产出EGF，多种疾病的诱发原因很多，我们可以用EGF来进行详细的诊断。之后致病的查出原因，给病人减少心理的压力，带来一线生机。在经过强烈的光刺激后，尤其是激光，人们的眼部会有很大的损伤，最严重的就是眼角膜损伤，无法修复。人体在经过紫外线的照射下皮肤的损伤以及高温、蒸气、火等造成的皮肤大面积与原来的不一样的皮肤。对于这些伤害，我们可使用含有可促进人体表皮细胞的新陈代谢EGF的药膏或者是化妆品，使皮肤变得如初[1]。