生物工程工厂复习资料
- 格式:docx
- 大小:85.52 KB
- 文档页数:10
生物工厂设计题型:①名词解释②填空③判断④计算⑤设计题绪论生产工艺设计在总体设计中的重要地位:从总体设计来说,生产工艺设计总体设计的主导设计,生产工艺专业是主体专业,它起着贯穿全过程并且组织协调各专业设计的作用,而其他配套专业是根据生产工艺提出的要求来进行设计的。
所以,生物工程工厂生产工艺设计的范围是负责全厂生产工艺流程设计和各生产车间的设计,并向配套专业人员提供设计依据、提出设计要求。
工艺专业向配套专业提出的要求将作为配套专业设计的重要依据。
因此,生产工艺设计不仅要求自身工艺设计具有先进性和合理性,而且也将直接影响到其他协同配套专业的设计先进性和合理性。
第一章基本建设程序基本建设程序:是指基本建设项目在整个建设过程中各项工作必须遵循的先后顺序。
基本建设程序的内容:建设前期阶段,建设期阶段,交付使用期阶段。
项目申请报告:是设计工作的前奏,其任务就是向国家、省、市有关主管部门直接申请工程项目,以期批准建设。
可行性研究:是工程项目建设的首要环节,是决定项目投资命运的关键。
其意义在于避免和减少建设项目决策的失误,提高建设投资的综合效益。
初步设计阶段的划分:三阶段设计、两阶段设计、一阶段设计三阶段设计:初步设计→技术设计→施工图设计两阶段设计:扩大初步设计→施工图设计一阶段设计:施工图设计两阶段设计综合了三阶段和一阶段设计的优点,既可靠,又节约时间,是我国基本采用的设计方法。
初步设计的主要内容:总图、运输、工艺、土建、电力、照明、采暖、通风、空调、给排水、动力及设计概算等。
初步设计的成果:设计说明书、设计图纸。
第二章厂址选择与工厂总平面设计厂址选择的原则:①符合国家的方针政策:符合区域经济发展规划、国土开发及管理的有关规定。
②厂区自然条件符合要求:气候、水文、地质、地形地貌、水源等条件③遵循指向原理:根据原料、市场、能源、技术、劳动力等生产要素的相对区位综合分析具体厂址所在地点的选择,则要从场地的自然条件、技术经济条件及所在行业的特点三方面考虑,依次满足相应的条件。
生物工程专题复习命题人:谢飞云一、单项选择题1. 将具有一对相对性状的纯合亲本分别进行正交和反交,则两次杂交后代的基因型A.一定相同B.一定不同 ( )C.若是核遗传就不同D.若是质遗传就不同2. 下列有关细胞质遗传的叙述不正确的是A.人体的质基因全部存在于线粒体中B.水稻的质基因全部存在于叶绿体中C.一般来说质基因的数量比核基因少D.真核生物质基因都在DNA 分子上 3. 在三系法杂交育种中,若N (rr )(♀)×S (rr )(♂),则产生的后代将是A.雄性不育保持系B.雄性不育恢复系C.雄性不育系D.不能产生后代4. 下列四条DNA 分子,彼此间间具有粘性末端的一组是5.① ②② ④A .①②B .②③C .③④D .②④6. 下列何种方法培养的新个体,只具有一个亲本的遗传性7. A .动物克隆 B .基因工程 C .细胞融合 D .组织培养8. 在遗传工程技术中,限制性内切酶主要用于9. A .目的基因的提取和导入 B .目的基因的提取和与运载体结合C .目的基因与运载体结合和导入D .目的基因的导入和检测10.苏云金芽孢杆菌的抗虫基因之所以能在棉花的叶肉细胞中准确地表达出来,主要是因为11. A.目的基因能在植物细胞核中进行复制 B.目的基因与棉花DNA 的基本结构相同12.C.不同生物共享一套遗传密码 D.不同生物具有相同的一套遗传信息13. 人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗菌素抗性基因,该抗性基因的主要作用是14. A . 提高受体细胞在自然环境中的耐药性B. 有利于对目的基因是否导入进行检测15. C. 增加质粒分子的分子量 D .便于与外源基因连接9..用基因工程生产胰岛素的主要原因是 ( )A.工艺简单,容易操作B.生产量大,价格较低C.所生产的胰岛素可以用于口服D.所生产的胰岛素疗效大大提高10.1975年,科学家用基因工程的方法创造出了一种能分解石油的“超级细菌”,下列关于此种细菌的说法正确的是 ( )A.与一般细菌相比它体积特别巨大B.它是现在唯一能分解石油的细菌C.它同时能分解石油中的四种烃类D.与一般细菌相比,它繁殖速度极快11.在基因诊断中,所用探针DNA 分子中必须存在一定量的放射性同位素,后者的作用是A.为形成杂交DNA 分子提供能量B.引起探针DNA 产生不定向的基因突变T A G G C C A TT A C C G G T AC.作为探针DNA的示踪元素D.增加探针DNA的分子量12.下列对动物细胞培养的有关叙述正确的是()A.动物细胞培养的目的是获得大量的细胞分泌蛋白B.动物细胞培养前要用胰蛋白酶使细胞分散C.细胞的癌变发生于原代培养向传代培养的过程中D.培养至50代后的传代细胞称为细胞株13.2001年2月,一只背上长着“人耳”的老鼠在北京展览馆与观众见面,这只老鼠其实是一只切去脾脏的裸鼠,它背上的“人耳”是以一种高分子化学材料聚羟基乙酸作为模型支架,用干细胞培育而成的。
(生物科技行业)微生物工程期末复习习题及全部答案绪论●1680年列文虎克制成显微镜───证明了微生物的存在。
●1857年,巴斯德(LouisPasteur)微生物之父证明了酒精是由活的酵母发酵引起的。
且提出了著名的发酵理论:壹切发酵过程都是微生物作用的结果。
1897年德国化学家毕希纳发现磨碎的酵母仍使糖发酵形成酒精───酶●1905年,柯赫建立微生物纯培养技术,为微生物学的发展奠定了基础。
科赫的固体培养基也是微生物学研究史上的壹大突破。
第壹章生产菌种的筛选1、工业化菌种的要求有哪些?①遗传性能要相对稳定,不易变异退化;②能够利用廉价的原料,简单的培养基,大量高效地合成产物;③抗病毒能力强,不易感染它种微生物或噬菌体;④产生菌及其产物的毒性必须考虑(在分类学上最好和致病菌无关,不产生任何有害的生物活性物质和毒素,包括抗生素、激素和毒素等,保证安全);⑤有关合成产物的途径尽可能地简单,或者说菌种改造的可操作性要强;⑥生产特性要符合工艺要求(如生长速度和反应速度较快,发酵周期短等)。
⑦培养和发酵条件温和(糖浓度、温度、pH、溶解氧、渗透压等)2.在工业生产中常用的微生物主要有细菌、酵母菌、霉菌和放线菌3、自然界分离微生物的壹般操作步骤?从环境中分离目的微生物时,为何壹定要进行富集培养?样品的采集-预处理—培养—培养—菌落的选择—出筛—复筛—性能的鉴定—菌种保藏富集培养的原因:自然界中目的微生物含量很少,非目的微生物种类繁多,进行富集培养,使目的微生物在最适的环境下迅速地生长繁殖,数量增加,由原来自然条件下的劣势种变成人工环境下的优势种,使筛选变得可能。
4.每克土壤的含菌量大体上有壹个十倍系列的递减规律:细菌(~108)>放线菌(~107)>霉菌(~106)>酵母菌(~105)>藻类(~104)>原生动物(~103)第二章微生物的代谢调节和控制1、酶活性调节的反馈抑制类型和抑制机制。
反馈抑制——主要表当下某代谢途径的末端产物过量时可反过来直接抑制该途径中第壹个酶的活性,促使整个反应过程减慢或停止,从而避免了末端产物的过多累积。
1.生物工程:它是以现代生命科学为基础,结合先进的技术手段和其它基础科学的科学原理,按照预先的设计改造生物体或加工原料,为人类生产出所需要的产品或达到某种新技术。
2.生物工程的研究对象: 包括活的生物体或它们的一部分.3.生物工程的任务:就是为细胞的生长和目标产物的积累创造最好的条件,研究开发最适合的工艺路线和设备,实现工业化生产以满足社会需要.※生物工程研究的是有活细胞参与的更复杂的反应过程。
4.生物工程的研究领域:①基因工程,在1967年完全确定DNA分子中64个三联密码子后不久,第一个基因工程产品-人胰岛素就面世了.基因工程的工力功能是编码蛋白质.通过定位突变的方法使所表达的蛋白质产物的结构和功能发生变化,根据需要设计新的蛋白质氨基酸序列。
----蛋白质工程(名词解释)②细胞工程,细胞是构成包括人类、动物、植物和微生物在内的几乎所有生物的基本单元。
细胞最显著的特点:吸收环境中的营养物质,通过细胞内无数个由酶催化并得到良好组织和调节的化学反应.例如:①从微生物细胞培养中,得到了抗生素、氨基酸、有机酸、溶剂、酶制剂及SCP(单细胞蛋白)等;②从植物细胞培养得到了紫杉醇、紫草宁等;③从动物细胞培养得到了EPO(促红细胞生成素)、生长因子及单克隆抗体等。
(选择)③酶工程,是研究酶的分离,提纯及利用酶作为催化剂,实现化学转化,合成各种产物或达到人类所需社会目标的工程科学.几乎所有的酶都是蛋白质,酶具有催化剂的功能.酶的来源包括动物,植物及微生物,来源不同的酶有不同的用途.(动物来源的酶一般用于医药或诊断试剂.植物和部分微生物来源的酶可用于食品工业,而工业用酶一般都来源于微生物. )(填空)※酶催化反应的特点:是有很高的效率和专一性,酶催化反应的专一性包括底物专一性、基团专一性及立体专一性等。
④微生物工程(发酵工程),→泛指所有细胞(动物、植物、微生物及基因工程细胞)的大规模培养并获得目标产物的过程.是典型的多相、多尺度问题.采用液体深层发酵的方法.※发酵过程是以细胞为催化剂的化学反应工程。
⽣物分离⼯程期末复习资料第⼀章1.⽣物分离⼯程的⼀般过程P4答:①发酵液的预处理主要采⽤凝聚和絮凝等技术来加速固相,液相分离,提⾼过滤速度。
过滤、离⼼是其最基本的单元操作。
②产物的提取采⽤沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作。
③产物的精制常采⽤⾊谱分离技术,有层析、离⼦交换、亲和⾊谱、吸附⾊谱、电⾊谱。
④成品的加⼯处理浓缩、结晶、⼲燥第⼆章⼀、概念:1.发酵液的预处理:指采⽤凝聚和絮凝等技术来加速固相、液相分离,提⾼过滤速度。
2.凝集(凝聚):指在投加的化学物质(如⽔解的凝聚剂,铝、铁的盐类或⽯灰等)作⽤下,发酵液中的胶体脱稳并使粒⼦相互凝集成为1mm⼤⼩块状絮凝体的过程。
3.絮凝:指某些⾼分⼦絮凝剂能在悬浮粒⼦之间产⽣桥梁作⽤,使胶粒形成粗⼤絮凝团的过程。
4.离⼼分离:指在离⼼场的作⽤下,将悬浮液中的固相和液相加以分离的⽅法。
主要⽤于颗粒较细的悬浮液和乳浊液的分离。
(分为差⽰离⼼、均匀介质离⼼、密度梯度离⼼、等密度梯度离⼼和平衡等密度离⼼。
)5.等电点沉淀法:利⽤蛋⽩质等两性化合物在等电点时溶解度最低,易产⽣沉淀的性质,⽤酸化剂或碱化剂调节发酵液的pH,使其达到菌体蛋⽩的等电点⽽产⽣沉淀。
⼆、填空:1、按过滤时料液流动⽅向的不同,分为常规过滤和错流过滤。
2、可溶性杂蛋⽩的去除法包括:等电点沉淀法、热处理法、化学变性沉淀法和吸附法三、问答1、发酵液的⼀般特征?①组成⼤部分为⽔;②发酵产物的浓度较低;③发酵液中的悬浮固形物主要是菌体和蛋⽩的胶状物;④含有培养基中的残留成分,如⽆机盐类、⾮蛋⽩质⼤分⼦及其降解产物;⑤含有其他少量代谢副产物;⑥含有⾊素、毒性物质。
热原质等有机杂质。
2、常⽤的絮凝剂有什么?⽆极絮凝剂:Al2(SO4)3·18H2O (明矾)、氯化钙、氯化镁碱式氯化铝、⾼分⼦⽆机聚合物等。
有机絮凝剂:壳多糖及其衍⽣物、明胶、丙烯酰胺类、聚苯⼄烯类、聚丙烯酰类聚⼄烯亚胺类。
3、影响絮凝效果的因素?答:①絮凝剂的种类;②絮凝剂浓度;③ pH; 最关键因素,影响絮凝剂活性基团的解离度。
生物反应工程复习资料生物反应工程原理复习资料生物反应过程与化学反应过程的本质区别在于有生物催化剂参与反应。
生物反应工程是指将实验室的成果经放大而成为可提供工业化生产的工艺工程。
酶和酶的反应特征酶是一种生物催化剂,具有蛋白质的一切属性;具有催化剂的所有特征;具有其特有的催化特征。
酶的来源:动物、植物和微生物酶的分类:氧化还原酶、水解酶、裂合酶、转移酶、连接酶和异构酶酶的性质:1)催化共性:①降低反应的活化能②加快反应速率③不能改变反应的平衡常数。
2)催化特性:①较高的催化效率②很强的专一性③温和的反应条件易变性和失活3)调节功能:浓度、激素、共价修饰、抑制剂、反馈调节等固定化酶的性质固定化酶:在一定空间呈封闭状态的酶,能够进行连续反应,反应后可以回收利用。
与游离酶的区别:游离酶----一般一次性使用(近来借助于膜分离技术可实现反复使用)固定化酶--能长期、连续使用(底物产物的扩散过程对反应速率有一定的影响;一般情况下稳定性有所提高;以离子键、物理吸附、疏水结合等法固定的酶在活性降低后,可添加新鲜酶溶液,使有活性的酶再次固定,“再生”活性)固定化对酶性质的影响:底物专一性的改变、稳定性增强、最适pH 值和最适温度变化、动力学参数的变化单底物均相酶反应动力学米氏方程快速平衡法假设:(1)CS>>CE ,中间复合物ES 的形成不会降低CS (2)不考虑这个可逆反应(3)为快速平衡,为整个反应的限速阶段,因此ES 分解成产物不足以破坏这个平衡稳态法假设:(1)CS>>CE ,中间复合物ES 的形成不会降低CS (2)不考虑这个可逆反应(3)中间复合物ES 一经分解,产生的游离酶立即与底物结合,使中间复合物ES 浓度保持衡定,即P E ES S E k k k +→+?-211PE ES +←ES S E ?+PE ES +→P E ES +←0=dtdC ES双倒数法(Linewear Burk):对米氏方程两侧取倒数得以作图得一直线,直线斜率为,截距为根据直线斜率和截距可计算出Km和rmax抑制剂对酶反应的影响:失活作用(不可逆抑制)抑制作用(可逆抑制):竞争抑制、反竞争抑制、非竞争抑制、混合型抑制竞争抑制反应机理:非竞争抑制反应机理:SmCrKrr111maxmax+=SCr1~1maxrm max 1rPE ES SEkkk + →+? -211 EI IE I K+ PE ES Sk k k + →+? - 2 1 1 EI IE I K+ ESI I ES I K+可逆抑制各自的特点:P37多底物均相酶反应动力学(这里讨论:双底物双产物情况)强制有序机制顺序机制西-钱氏机制双底物双产物反应机制:随即有序机制乒乓机制注意在工业级反应中,反应速度一般是由改变所用酶浓度和(或)反应时间,而不是改变底物浓度来控制的,并且要测定的最重要参数是可测的转化率,而不是反应速度酶失活的因素有哪些?酶会由于种种因素发生失活。
微生物工程复习资料第一章 绪论1、 发酵工程发展过程中几个标志性人物和事件:1)1680列文胡克 显微镜2)1857 巴斯德证明了酒精是由活的酵母发酵引起3)1897 毕希纳发现磨碎的酵母仍使糖发酵形成酒精──酶4)1905 科赫 固体培养基的发明,奠定了纯培养技术。
5)1928 弗莱明发现青霉素6)1953 Watson 和Crick 双螺旋结构2、 发酵工程研究内容(5点):1) 微生物菌株选育——微生物菌株选育、改造与功能优化技术;2) 发酵工艺——发酵过程优化、控制与反应器技术;3) 单元操作——发酵工程过程工程技术;4) 发酵产品分离提取工艺——发酵产品高效提取技术与装备;5) 废物处理——绿色制造工艺的开发。
第二章 工业微生物菌种的选育及扩大培养1、 原生质体融合概念:就是把两个亲本的细胞分别去掉细胞壁,获得原生质体,将两亲本的原生质体在高渗条件下混合,由聚乙二醇(PEG )作为助融剂,使它们互相凝集,发生细胞质融合,接着两亲本基因组由接触到交换,从而实现遗传重组。
2、 原生质体育种技术主要有哪些:融合、转化技术、诱变技术3、 原生质体融合的方法和特点。
方法:1)硝酸钠法;2)高钙离子法;3)PEG 法;4)多聚化合物法。
特点:1)大幅度提高亲本之间重组频率;2)扩大重组的亲本范围;3)原生质体融合时亲本整套染色体参与交换,遗传物质转移和重组性状较多,集中双亲优良性状机会更大;4)可以和其它育种方法相结合,把由其他方法得到的优良性状通过原生质体融合再组合到一个单株中;5)用微生物的原生质体进行诱变,可明显提高诱变频率。
4、 原生质体融合的基本工程(步骤):5、 原生质体形成率和再审率(计算方法):1)将用酶处理前的菌体经无菌水(或高渗溶液)系列稀释,涂布在完全培养基平板上培养,计出原菌数,该数值为A 。
2)将用酶处理后得到的原生质体分别经如下两个过程处理:①用无菌水适当稀释,在完全培养基上培养计数。
生物分离工程复习资料《生物分离工程》复习资料一、名词解释1、双电层:偏离等电点的蛋白质的净电荷或正或负,成为带电粒子,在电解质溶液中就、吸引相反电荷的离子,由于离子的热运动,反离子层并非全部整齐的排列在一个面上,而是距表面由高到低有一定的浓度分布,形成分散双电层简称双电层。
2、stern层(吸附层):相距胶核表面有一个离子半径的stern平面以内,反离子被紧密束缚在胶核表面。
3、扩散层:在stern平面以外,剩余的反离子则在溶液中扩散开去,距离越远,浓度越小,最后达到主体溶液的平均浓度。
4、超临界流体萃取:利用超临界流体为萃取剂的萃取操作。
5、细胞破碎:指利用外力破坏细胞膜和细胞壁,使细胞内容物包括目的产物成分释放出来8凝聚:在化学物质(铝、铁盐等)作用下,胶体脱稳并使粒子相互聚集成1 mm大小块状凝聚体的过程。
9、絮凝:絮凝剂(大分子量聚电解质)将胶体粒子交联成网,形成10mm大小絮凝团的过程。
10、错流过滤:液体的流向和滤膜相切,使得滤膜的孔隙不容易堵塞。
被过滤的发酵液在压力推动下,带着混浊的微粒,以高速在管状滤膜的内壁流动,而附着在滤膜上的残留物质很薄,其过滤阻力增加不大,因而能在长时间内保持稳定不变的过滤速度。
凝聚沉淀法:,废水中悬浮固体浓度也不高,但具有凝聚的性能,在沉淀的过程中,互相粘合,结合成为较大的絮凝体,其沉淀速度是变化的。
道南(Donnan)效应:离子和荷电膜之间的作用即相同电荷排斥而相反电荷吸引的作用。
电渗析:利用分子的荷电性质和分子大小的差别进行分离的膜分离法。
高效液相色谱:高效液相色谱是色谱法的一个重要分支,以液体为流动相,采用高压输液系统,将具有不同极性的单一溶剂或不同比例的混合溶剂、缓冲液等流动相泵入装有固定相的色谱柱,在柱内各成分被分离后,进入检测器进行检测,从而实现对试样的分析电渗析:利用分子的荷电性质和分子大小的差另燧行分离的膜分离法。
14、截留率:表示膜对溶质的截留能力,可用小数或百分数表示,在实际膜分离过程中,由于存在浓度极化,真实截留率为Ro =1-Cp/Cm Cp-透过液浓度Cm-截留液浓度。
生物工程设备第一章绪论●生物工程设备(bioengineering equipment):就是生物工程类工厂或实验室为生物反应提供最基本也是最主要的能够满足特定生物反应工艺过程的专门技术装备或设施。
即为生命体完成一定反应过程所提供的特定环境。
●生物工程设备是现代生物技术的基本原理与工程学原理相交叉的应用性学科,是将生物技术成果产业化的桥梁。
●吕文虎克发明显微镜、柯赫建立了微生物分离纯化和纯培养技术、弗莱明发现了青霉素,并确认青霉素对伤口感染更有疗效●通风搅拌发酵技术的建立标志着实现了真正意义的生物工程设备;代表:青霉素●对通气搅拌生物反应器进行了改造,发展了气升式反应器,设备向着大型化、自动化发展●20 世纪70 年代基因重组技术诞生;代表产物是胰岛素第二章原料处理及灭菌设备●目前常用的处理方法有:筛选法、比重法、浮选法、磁选法●预处理包括:筛选去杂、磁力除铁、精选分级、原料粉碎●筛分机械原理:根据颗粒的几何形状及其粒度,利用带有孔眼的筛面对物料进行分选的机器,具有去杂、分级两个功能●网目:以每英寸长度内的筛孔数表示,称为网目数,简称网目,以M表示●振动筛:发酵工厂应用最为广泛,带有风力除尘功能的筛选设备,多用于清除物料中小或者轻的杂质。
●滚筒筛分类有 1.并列式:颗粒直径分布均匀;2,串联式:小颗粒含量较多的;3.同轴式:大颗粒含量不多的物料●重力分选原理:干重重力分选、湿重重力分选●湿重重力分选利用不同密度的颗粒在水中受到的浮力及下降阻力的差异进行分选的。
●典型重力分选机械粒状原料密度去石机采用干法重力分选块根原料除石机该设备通常采用湿法重力分选●精选设备常用的有滚筒式精选机、碟片式精选机、螺旋球度精选机●螺旋球度精选机从长颗粒中分离出球形颗粒●粉碎的理论模型(a)体积粉碎模型(b)表面粉碎模型(c)均一粉碎模型●粉碎:粉碎是固体物料尺寸由大变小的过程,是利用机械力来克服固体物料内部凝聚力使之破碎成符合要求的小颗粒的单元操作。
《生物工厂设计》练习思考题第一章基本建设程序1、生物工厂有哪些主要特点?A、卫生标准高B、技术要求高C、发展速度快D、动力消耗大E、“三废”治理工作量大2、什么是总体设计和局部设计?1)凡是设计范围涉及到整个工业企业的,称总体设计。
2)凡是设计的范围不涉及整个工业企业的全部内容,而只是其中的某些部分,甚至于某一个部分或某一个设备,称局部设计。
3、为什么工艺设计是总体设计的主导设计?1)工艺设计贯穿整个工厂设计的全过程并且负责组织和协调其他各专业设计;2)其他专业必须根据工艺设计的合理要求来进行配套设计。
3)工艺设计的先进性、合理性、环境保护、安全性等直接影响到其他配套设计的先进性、合理性、环境保护与安全性。
如节能环保等。
4、工厂设计工作基本原则是什么?1)设计工作要以人为本、全面协调可持续发展的科学发展观为中心,贯彻落实节能减耗、节水、节地、节材和资源综合利用,积极采用清洁生产和循环利用,从源头减少资源消耗和污染物的产生。
2)设计工作必须认真进行调查研究。
设计的经济技术指标达到或超过国内同类工厂的平均先进水平。
3)解放思想、积极采用新技术,技术上做到适用性和先进性,经济上合理。
尽可能提高劳动生产率,尽量实现机械化、自动化。
4)结合实际,因地制宜,体现通用性和独特性结合,不能千厂一貌;工厂规模、品种,要适应市场;考虑资金来源、建厂地点、时间、三废综合利用的条件,并留有发展余地。
5)生物工厂设计应考虑微生物发酵的独特要求,注意周围环境的清洁卫生,和厂内车间之间对卫生、无菌、防火等条件的相互影响。
食品类发酵工厂,要符合食品卫生法的有关规定充分体现卫生、优美、流畅,并能让参观者放心的原则。
6)设计工作必须加强计划性,各阶段工作要有明确的进度。
5、新建项目的建设程序有哪三个阶段?A、建设前期B、建设期C、交付使用期6、什么是新建项目、扩建项目、改建项目?1)新建项目:是指从无到有,“平地起家”,新开始建设的项目。
A知道B理解C看看传统发酵:最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁或麦芽汁产生气泡的现象,或是指酒的生产过程。
生化和生理学意义的发酵:指微生物在无氧条件下,分解各种有机物质产生能量的一种方式。
在无氧等外源氢受体的条件下,底物脱氢后所产生的还原力[H]未经呼吸链传递而直接交某一内源性中间代谢物接受,以实现底物水平磷酸化产能的一类生物氧化反应。
如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出CO2。
工业上发酵发酵:利用微生物在有或无氧条件下的生命活动来生产微生物菌体或代谢产物的过程。
微生物工程涵义微生物工程是渗透有工程学的微生物学。
利用微生物的特定性状、功能,通过现代化工程技术,生产各种生理活性物质的技术体系是在酵母发酵生产饮料酒的基础上发展起来的,又称为发酵工程是将传统发酵技术与基因工程、细胞工程、代谢工程和计算机自动控制等新技术结合并发展起来的现代发酵技术微生物工程的发展阶段1天然发酵阶段2纯培养技术的建立:巴斯德,科赫等。
人为地控制微生物的发酵进程。
3通气搅拌发酵技术的建立4代谢控制发酵技术5开拓发酵原料时期6基因工程阶段定向地改变生物性状发酵的流程见笔记第二章国外菌种保藏中心美国典型微生物菌种保藏中心(ATCC) 英国国家典型菌种保藏所(NCTC)日本大阪发酵研究所(IFO)法国巴斯德研究所(IPL)国内菌种保藏中心1普通微生物菌种保藏管理中心(CCGMC)中科院微生物所,北京:真菌、细菌中科院武汉病毒所,武汉:病毒2农业微生物菌种保藏管理中心(ACCC) 农科院土壤肥料所,北京3工业微生物菌种保藏管理中心(CICC) 中国食品发酵工业科学研究所,北京菌种筛选主要步骤和掌握一种菌的分离方法见笔记诱变育种:利用诱变剂处理微生物细胞,提高基因突变频率,再通过合适的筛选办法获得所需的高产优质菌种的方法物理诱变剂:射线如紫外线、X—射线、γ—射线,快中子等化学诱变剂:化学因子如碱基类似物、5—氟尿嘧啶、烷化剂等。
通风发酵设备高效生物反应器的特点:(1) 传质和传热性能好;(2) 结构密封、防杂菌污染;(3) 设备简单、维修方便,能耗低; (4) 培养基流动与 混合良好;(5) 检测控制系统完善;(6) 易放大;(7)生产安全发酵罐的基本条件:具有适宜的径高比;能够承担一定压力;保证必需的溶解氧;具有足够的冷却面积;尽量减少死角,灭菌彻底,避免染菌;轴封严密。
搅拌器:有平叶式、弯叶式、箭叶式涡轮式和推进式等;其作用是打碎气泡,使氧溶解于发酵液中,从搅拌程度来说,以平叶涡轮最为激烈,功率消耗也最大,弯叶次之,箭叶最小。
为了拆装方便,大型搅拌器可做成两半型,2 3⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧通风固相发酵设备自吸式发酵罐气升环流发酵罐机械搅拌发酵罐常用通风发酵罐1-轴封 ; 2、20-人孔; 3-梯; 4-联轴节(器); 5-中间轴承; 6-温度计接口; 7-搅拌叶轮; 8-进风管; 9-放料口; 10-底轴承; 11-热电偶接口; 12-冷却管; 13-搅拌轴; 14-取样管; 15-轴承座; 16-传动皮带; 17-电机; 18-压力表; 19-取样口; 21-进料口; 22-补料口; 23-排气口; 24-回流口; 25-视镜;用螺栓联成整体。
全挡板条件:是指在一定转速下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。
要达到全挡板条件必须满足下式要求:轴封作用:使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封,防止泄露和污染杂菌。
常用的轴封有填料函轴封和端面轴封两种(又称机械轴封)。
自吸式发酵罐: 不需空气压缩机提供加压空气,而依靠特设的机械吸气装置或液体喷射吸气装置吸入无菌空气,实现混合搅拌与溶氧传质的发酵罐。
优点:不必配备空气压缩机及其附属设备,节约设备投资,减少厂房面积;溶氧速率高,溶氧效率高,能耗较低;生产效率高、经济效率高;设备便于自动化、连续化。
缺点:较易产生杂菌污染,需配备低阻力损失的高效空气过滤系统,罐压较低,装料系数约为40%。
生物工程工厂设计概论: 是一门以生物工艺学、生物制药学、GMP和工程学及相关科学理论和工程技术为基础,综合性、实践性很强的应用性工程学科。包括生物工程工厂建设项目的建设程序、内容、步骤、方法和原理。 是一门综合性、实践性很强的专业课。
生物工程工厂设计: 运用先进的生产工艺技术,通过工艺主导专业与工程地质勘察和工程测量、土木建筑、供电、给水排水、供热、采暖通风、自控仪表、三废处理、工程概预算以及技术经济等配套专业的协作配合,用图样并辅以文字作出一个完整的工厂建设蓝图,按照国家规定的基本建设程序,有计划按步骤地进行工厂建设,把科学技术转化为生产力的一门综合性工作。
课程的目的和任务: 目的:培养学生具有生物工程工厂设计的工程能力和工程素质,结合毕业实习和毕业设计,完成工程师的综合性基本训练。 任务:使学生了解工厂设计的工作程序、内容、步骤;掌握生物工程工厂设计的理论、方法和有关设计规范,走上工作岗位后,能胜任工艺设计工作。
生物工程工厂设计的重要性: (1)设计工作是把科学技术转化为生产力的一门综合性工作 (2)设计工作是扩大再生产、更新改造原有企业,增加产品品种,提高产品质量,节约能源和原材料,促进国民经济和社会发展的重要技术经济活动的组成部分。 (3)工厂设计在工程项目建设的整个过程中是核心内容。
工厂设计的任务和内容: (1)基本任务:作出体现国家有关方针政策,切合实际,安全适用,技术先进,经济效益好的设计,为建设服务; (2)工厂设计的内容: 设计工作:总体设计和局部设计 总体设计:凡是设计范围涉及到整个工业企业的全部内容的设计,称为~~。 局部设计:凡是设计的范围不涉及整个工业企业的全部内容,而只是其中的某 些部分,或某个部分、某个设备的设计,称为~~。 工厂设计工作的内容: 参加建设项目的决策; 编制各个阶段设计文件; 配合施工和参加验收; 进行总结的全过程。 (3)工厂设计要求:经济上合理、技术上先进; 在三废治理和环境保护方面必须符合国家有关规定; 考虑到产品生产的季节差异性(啤酒); 尽可能减轻工厂的劳动强度,使工人有一个良好的劳动工作条件。
工艺设计工作原则:(1)设计工作围绕现代化建设这个中心:做好投资省,技术新,质量 好,收效快,回收期短,使设计工作符合社会主义经济建设总原则; 设计的安全性和可靠性 (2)认真调查研究(生产见习、实习和毕业实习): 学会查阅文献,搜集设计必需的技术基础资料,加强技术经济的分析 工作,深入调查,与同类型先进 技术经济指标作比较。 要善于从实际出发去分析研究问题。 (目标:设计的经济指标以达到或超过国内同类型工厂实际平均先进性水平为宜。) (3)三更新原则:三更新:更新设计观念、更新设计方法和更新科技知识
基本建设程序三个基本阶段:建设前期,建设期和交付使用期(生产期)。 (1)建设前期阶段:项目申报阶段和初步设计阶段 项目申报阶段:可行性研究,厂址选择和项目申请(项目申请报告) 初步设计阶段:初步设计和总概算 (2)建设期阶段:批准的初步设计、总概算:设计单位、筹建单位、施工安装单位 (3)交付使用期阶段:项目建设完毕,由主管部门组织验收后,所建设项目就交 付使用,进入正常生产经营阶段。设计单位进行回访、总结、资料存档等工作。
初步设计阶段: 设计阶段的划分 : 分类:三个阶段设计、两阶段设计和一阶段设计。 划分依据:按工程规模的大小、工程的重要性、技术的复杂性、设计 条件的成熟程度以及设计水平的高低。 三阶段设计:初步设计 技术设计 施工图设计 二阶段设计:扩大初步设计(初步设计) 施工图设计 一阶段设计:施工图设计 初步设计的依据:批准的设计任务书及其附件可行性研究报告、可靠的设计基础资料、 新产品或新工艺中试放大的技术鉴定书等。 初步设计的指导思想和设计原则: 指导思想:指所设计的项目应遵循的具体政策方针; 设计的原则:指按什么水平考虑工艺路线的选择,设备的选型原则,自动控制 的水平等。 初步设计的目的:保证工程项目投产后,收到预期的经济效益。 设计的准备工作:设计单位接受设计任务后,首先对“甲方”提供资料和文件进行分析 研究,然后对其不足的部分,再进一步收集,资料大体从两方面来收集:到建厂 现场收集资料;到同类工厂工程项目收集资料,到同类工程项目的发酵工厂了解 一些技术性、关键性问题,使设计水平不断提高。 初步设计阶段的内容和成果: 内容:包括总图、运输、工艺、土建、电力、照明、采暖、通风、空调、给排 水、动力及设计概算等。 成果:设计说明书和设计图纸。
厂址选择:是在指定的某一地区内,根据新建厂所必须具备的条件,结合生物工程工厂的特 点,进行详细的调查(或复查)、勘测工作,就可能建厂的几个厂址的技术经济条件, 列出几个方案,进行综合分析比较,从中择优确定厂址。最后由建设单位会同设计 单位,作出厂址选择报告,呈报上级主管部门批准。 厂址选择:建厂地区的选择和工厂场地位置的选择 地点选择:对所建厂在某地区的方位(地理坐标)及其所处的自然环境状况, 进行勘测调查、对比分析。 场地选择:是对所建厂在某地点处的面积大小、场地外形及其潜藏的技术经济 性,进行周密的调查、预测、对比分析,作为确定厂址选择的依据。 厂址选择要根据建厂地区的自然环境、技术经济条件和行业特点综合考虑而定。 厂址选择的好坏,对工厂建设进度、投资是否节约,以及工厂建成投产后经济效益和环境保护等方面等各方面将会带来重大影响。 另外,厂址选择的正确与否,对投产后的长期生产、技术管理和发展远景,都有着很大的影响。
厂址选择的工作程序:准备阶段、县城勘查阶段、厂址选择报告编写。 风玫瑰图(风向频率图):将各方向频率按一定的比例,在方位上坐标上描点,可连成一条 多边形的封闭曲线。 风向频率:如果将常年每个方向吹向厂址的风次数占全年总次数的百分比。 风玫瑰图:表示一个地区在某一时间内(一月内的或一年内的,但通常采用一个地区多年的 平均统计资料)的风频、风速等情况。用它来反映一个地区的气流情况,更科学、更 直观、更贴近现实。 风向玫瑰图又称风频玫瑰图,是一个地区一定时期内风向频率的统计图。
该地区最大风频的风向为北风,约为20%(每一间隔代表风向频率5%)。 中心圆圈内的数字代表静风的频率。
说明一点:从什么方向吹来的风就叫什么风 总平面设计的内容:平面布置设计、竖向设计、运输设计、管线综合布置、绿化美化布置 总平面设计的方法: (一)工厂组成和厂区划分: 1、工厂组成:生产车间、辅助车间、动力车间、行管部门、绿化区域、 道路等运输 设施和各类地上、地下工程管网 、 三废治理。 2、厂区划分:就是根据生产、管理和生活的需要,结合安全、卫生、管线和绿化的 特点,把全场建、构筑物群划分为若干联系紧密、性质相近的单元。这 样,既有利于全场性生产流水作业畅通(纵向联系),又有利于邻近各 厂房建、构筑物设施之间保持、互助的关系(横向关系)。 (二)总平面设计的常用布置形式 1、建筑物的布置位置:主要生产车间建筑物的布置位置 辅助车间建筑物等的布置位置 动力车间建筑物的布置位置 行政管理和后勤部门建筑设施的总体布置位置 2、总平面布置的形式分类: (1)总平面水平向布置形式:主要有区带式与周边式 区带式布置形式:在厂区划分的前提下,保证区域功能分明的特点, 以主要生产车间的定位布置,带起辅助车间和动力车间的逐一 布置,称为区带式布置。 周边式布置形式:往往由于厂址四周情况与城市规划的需要,讲生产 车间环绕厂区周边,首先从厂大门处开始布置,逐一带起辅助 不呢吧与动力部门,相随这布置,此称为周边式布置。 (2)总平面竖向布置形式:分离式与连续式 分离式布置形式:主要生产车间和辅助车间的厂房或一个生产车间的 各个工序的厂房,分散布置在划分好的区片里,并且厂房建筑 多事单层或二层式的布置形式,称为分离式布置形式。 连续式布置形式:与分离式相反,连续式布置形式是将主要车间和辅 助车间或一个车间的若干工序的厂房进行竖向布置,予以合理拼接。 (3)联合式布置形式
总平面布置图的绘制: 1、项目申报阶段的总平面布置图:是将厂内主要建筑物的大概轮廓在界区内进行布置,标注主要尺寸。 2、初步设计阶段的总平面布置图:按先总图计划后分区安排,先主要生产车间后辅助车间,并把交通运输、给排水、管线等有机联系在一起,先近期考虑后远景规划发展的原则来进行。具体内容是考虑厂区方位、厂房建筑物相对位置、动力区分布、交通运输路线及竖向布置关系。布置图比例通常按1::1000绘制。 3、施工设计阶段的总平面布置图:总平面施工图根据初步设计的有关审批意见,进行调整;明确规定各建筑物、构筑物、交通运输、管线等的准确位置、相对关系及标高,并用测量坐标网和建筑施工坐标网进行定位;根据厂房的大小,绘制比例为1:500或1:1000
施工设计阶段的总平面布置图的绘制方法: 1、按上北下南方向绘制,根据场地形状或布局,可向左或右偏转,但不宜超过45°。总图中应绘制指北针或风玫瑰图。 2、图中有用细实线表示的坐标网络,用以标定厂址及厂内建筑物、构筑物、道路等的位置。 3、图中应标明: ① 场地四邻原有及规划道路的位置 ② 主要建筑物及构筑物的位置、名称、层数、建筑间距。 ③ 新建道路、广场的定位、停车场及停车位、消防车道及高层建筑消防扑救场地的布置,必要时需绘制交通流线示意; ④ 绿化、景观及休闲设施的布置示意。 4、表示建筑物、构筑物位置的坐标,注其三个角的坐标。 5、建筑物、构筑物、铁路、道路、管线等应标注下列部位的坐标或定位尺寸。 ① 建筑物、构筑物的定位轴线或其交点 ② 圆形建筑物、构筑物的中心; ③ 皮带走廊的中线或其交点; ④ 铁路道岔的理论中心,铁路、道路的中线或转折点; ⑤ 管线中线或其交点