生工设备复习(2011.5.25)

生工设备复习题答案一、选择题1. 生物工程设备中，用于细胞培养的设备是：A. 离心机B. 搅拌槽C. 生物反应器D. 色谱柱答案：C2. 下列哪项不是生物工程设备的基本要求？A. 无菌操作B. 高精度控制C. 低成本D. 高通量答案：C3. 在生物反应器中，通常使用哪种方式来提供氧气？A. 直接注入B. 通过空气过滤系统C. 化学氧化D. 紫外线照射答案：B二、填空题1. 生物反应器的_______是其设计和操作中的关键因素之一。

答案：温度控制2. 细胞培养过程中，_______是维持细胞生长和代谢所必需的。

答案：营养物质3. 在生物工程设备中，_______是用来测量细胞密度和生物量的重要工具。

答案：光学密度计（OD计）三、简答题1. 简述生物反应器在生物工程中的作用。

答案：生物反应器在生物工程中扮演着核心角色，它提供了一个受控的环境，用于细胞或微生物的培养。

在这个环境中，可以精确控制温度、pH值、溶解氧、营养物质供应等关键参数，以优化生物过程，提高生产效率和产品质量。

2. 描述生物工程设备中常用的无菌操作技术。

答案：常用的无菌操作技术包括：使用无菌操作台进行细胞培养，通过高压蒸汽灭菌对设备和耗材进行消毒，使用过滤系统去除空气中的微生物，以及操作人员穿戴无菌服装和手套，以减少污染的风险。

四、计算题1. 如果一个生物反应器的体积为100升，初始溶氧浓度为95%，经过一段时间培养后，溶氧浓度降至75%，求溶氧量的变化量。

答案：初始溶氧量 = 100升 * 95% = 95升。

最终溶氧量 = 100升* 75% = 75升。

溶氧量的变化量 = 95升 - 75升 = 20升。

五、论述题1. 论述生物工程设备在现代生物技术产业中的应用及其重要性。

答案：生物工程设备在现代生物技术产业中扮演着至关重要的角色。

它们不仅提高了生产效率，降低了成本，还使得生物过程更加可控和可重复。

例如，在制药行业，生物反应器用于生产重组蛋白和疫苗；在食品工业，它们用于生产酶和益生菌；在环境工程中，用于废水处理和生物质能源的生产。

生物工程设备复习题答案一、选择题1. 生物反应器的主要功能是什么？A. 为细胞提供适宜的生长环境B. 进行细胞培养C. 细胞分离D. 细胞计数答案：A2. 以下哪个不是生物工程中常用的检测设备？A. 显微镜B. 离心机C. 色谱仪D. 电子天平答案：D3. 细胞培养箱的主要作用是什么？A. 保持恒温B. 保持恒湿C. 保持无菌D. 所有以上答案：D4. 以下哪个是生物工程设备中常用的消毒方法？A. 紫外线消毒B. 化学消毒C. 热消毒D. 所有以上答案：D5. 微生物发酵过程中，pH值的控制对于发酵结果的影响是什么？A. 无影响B. 影响微生物的生长速率C. 影响代谢产物的产量D. 影响微生物的代谢途径答案：D二、填空题6. 生物工程设备中，________是用来进行细胞或微生物的培养的设备。

答案：生物反应器7. 细胞培养箱中通常需要控制的三个主要参数是温度、________和________。

答案：湿度、CO2浓度8. 色谱技术在生物工程中的应用主要是用于________和________。

答案：分离、纯化9. 离心机的工作原理是利用________对样品进行分离。

答案：离心力10. 在生物工程中，常用的无菌操作技术包括________和________。

答案：无菌操作台、无菌传递技术三、简答题11. 简述生物反应器在生物工程中的重要性。

答案：生物反应器在生物工程中至关重要，因为它提供了一个受控的环境，使细胞或微生物能够在最佳条件下生长和代谢。

这种控制环境有助于提高生产效率，确保产品质量，并为研究和开发提供了一个可靠的平台。

12. 描述生物工程中常用的细胞计数方法及其原理。

答案：常用的细胞计数方法包括显微镜计数法和电子计数法。

显微镜计数法是通过在显微镜下直接观察并计数细胞，而电子计数法则是通过电子传感器检测细胞通过时产生的电阻变化来计数。

这些方法可以帮助研究人员了解细胞的生长速率和密度，从而优化培养条件。

生物工程设备复习题(完美打印版)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、孔结构等。

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、直接利用酶催化得到所需产物。

3、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。

4、常见的通风发酵罐类型：机械搅拌发酵罐、气升式发酵罐、自吸式发酵罐、伍式发酵罐、文氏管发酵罐。

5、按操作压强可将蒸发分为:加压、常压或减压（真空蒸发）。

6、真空干燥设备一般由哪三个部分组成：密闭干燥室、冷凝器和真空泵。

7、影响恒速干燥的主要因素：空气流速、空气湿度、空气温度等外部条件。

8、液-液萃取设备包括哪三个部分：混合设备、分离设备和溶剂回收设备。

9、固体物料粉碎按受力情况分类：挤压；冲击；磨碎；劈碎。

10、糖蜜利用之前如何处理：稀释、酸化、灭菌和增加营养盐。

11、啤酒发酵设备发展方向：向大型、室外、联合的方向发展。

12、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二、名词解释题（共16分，每小题2分）1、富氧通风：向发酵罐中通入富氧空气或直接通入氧气，提高相应的饱和溶氧浓度。

2、离子交换法：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。

3、悬浮培养：是指细胞在培养器中自由悬浮生长的过程，主要用于非贴壁依赖性细胞培养，如杂交瘤细胞等。

4、液化：淀粉糊化后，如果提高温度至130℃，由于支链淀粉的全部（几乎）溶解，网状结构彻底破坏，淀粉溶液的粘度迅速下降，变为流动性较好的醪液，此现象称为淀粉的溶解或液化。

6、过滤：以某种多孔物质为介质，在外力的作用下，使悬浮液中的液体通过介质的孔道，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固液分离的单元操作。

7、灭菌：采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施。

生物工程设备复习《生物工程设备》总复习题1.辊式粉碎机广泛应用于颗粒状物料的中碎和细碎。

常用的有两辊式、四辊式、五辊式和六辊式等。

试设计一个六辊式粉碎机的示意图并标明物料运动方向，各部件名称。

/252.Rushton涡轮是最典型的涡轮搅拌器，Smith等提出采用弯曲叶片的概念，有效提高了载气能力，原因是什么？当用Rushton涡轮式搅拌器把气体分散于低黏流体时，在每片桨叶的背面都有一对高速转动的旋涡，旋涡内负压较大，从叶片下部供给的气体立即被卷入旋涡，形成气穴，气穴的存在会影响到发酵罐内的气液传质能力。

弯曲叶片可使其背面的旋涡减少，抑制叶片后方气穴的形成，从而提高载气能力。

/703.绘制前置高效过滤空气除菌流程，并说明。

前置高效过滤除菌流程如下图，该流程使空气先经中效、高效过滤后，然后进入空气压缩机。

经前置高效过滤器后，空气的无菌程度已达99.99％，再经冷却、分离和主过滤器过滤后，空气的无菌程度就更高。

/404.气升环流式发酵罐也是应用最广泛的生物反应设备。

其特点有哪些？①结构简单，冷却面积小；②无搅拌传动设备，节省动力约50％，节省钢材；③操作时无噪音；④料液装料系数达80％～90％，不须加消泡剂；⑤维修、操作及清洗简便，减少杂菌感染；⑥但不能代替好气量较小的发酵罐，对于粘度大的发酵液溶氧系数低。

/875.罐式连续蒸煮的加热罐和后熟器，其直径不宜太大。

原因是什么？直径不宜太大，否则罐中醪液返混现象严重，不能保证醪液先进先出，致使醪液受热时间不均匀，甚至出现部分醪液蒸煮不透就过早排出，而另有部分醪液过热而焦化。

/206.啤酒生产过程中利用的圆筒体锥底发酵罐的优点有哪些？①锥底罐是密闭罐，可作发酵罐，也可作贮酒罐，便于排放回收酵母，也可用二氧化碳洗涤，除去生青气味，促进啤酒的成熟。

同时，由于具备采取加压、升温的操作，生产灵活性大，可以缩短生产周期。

②本身有冷却夹套，容易控制发酵温度，可满足生产工艺要求。

11级生物工程设备期末复习绪论1、生物技术（Biotechnology）是应用自然科学及工程学的原理，依靠生物作用剂（biological agent）的作用将物料进行加工以提供产品为社会服务的技术。

这里的生物作用剂主要是指：酶、生物细胞或生物体。

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？（1）锤片 (2）筛板工作原理：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。

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、固体粒子混合时会发生哪三种运动形式？对流混合：固体粒子的循环流。

剪切混合：粒子间相互滑动和撞击产生。

扩散混合：存在状态不同而产生的局部混合作用。

5、粉碎比：物料粉碎前后平均粒径之比，x=D1/D2。

6、大麦精选机的工作原理是什么？精选是利用杂粒与大麦长度不同的特点进行分离。

常用的精选机有碟片式和滚筒式2种，都是利用带有袋孔（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；或者说主要是根据颗粒长度分级。

第二章生物细胞培养基制备设备1、淀粉质原料蒸煮目的是什么？1）糊化：原料吸水后，借助于蒸煮时的高温高压作用，破坏原料中淀粉颗粒的外皮，使其内容物质流出，呈溶解状态变成可溶性淀粉，以便糖化剂作用，使淀粉变成可发酵性糖。

采用的方法是用蒸汽加热。

2）灭菌：借助蒸汽的高温高压作用，把存在于原料中的大量微生物进行灭菌，以保证发酵过程中原料无杂菌污染，使酒精发酵能顺利进行。

2、四器组合的啤酒麦芽汁制备系统由哪些设备组成？四器为：糊化锅、糖化锅、过滤槽和麦汁蒸煮锅；3、啤酒厂糊化锅、糖化锅、麦芽汁煮沸锅的作用？糊化锅：加热煮沸辅助原料和部分麦芽粉醪液，使淀粉液化和糊化糖化锅：使麦芽粉与水混合，并保持一定温度进行蛋白质分解和淀粉糖化麦芽汁煮沸锅：麦汁的浓缩和煮沸，加入酒花，浸出酒花中苦味物质和芳香物质，加热凝固蛋白质，灭菌、灭酶4、为什么工业发酵培养基灭菌采用湿热灭菌法？湿热灭菌是利用高温饱和蒸汽将物料的温度升高使微生物体内的蛋白质变性进行灭菌的一种方法。

第一章生物质原料处理过程和方法1、原料预处理包括哪两个环节，为什么要进行这两个环节的预处理？(1)生物质原料筛选与分级(即除杂)：生物加工原料在很多情况下往往会混入沙土、石子甚至金属等杂物。

生产前，必须先将原料中混杂的杂物除去。

所以在生产前，原料的除杂、筛选与分级处理是十分必要的。

（管道、阀门、运动部件、筛、发酵、提取、输送）(2)生物质原料的粉碎：在以固体生物质为原料的生物反应生产过程中，对原料的粉碎与否，以及粉碎的效果好坏，不仅直接反映出粉碎操作的合理性和经济性，而且会间接影响到下一工序如蒸煮、浸出、水解（酸解和酶解）和发酵等的效果和效率。

2、原料除铁装置分为哪两种，永磁滚筒的结构组成？其滚筒和铁芯一般由什么材料构成？(1)固定性磁钢装置（安装在加料设备或加工设备之前）：有永磁溜管和平板式除铁器(2)永磁滚筒结构：包括进料装置、滚筒、磁芯、机壳和传动装置等。

滚筒：由非磁性材料构成，外表有无毒、耐磨的聚氨酯涂料做保护层磁芯：由锶钙铁氧体永久磁铁和铁隔板按一定顺序排列成170°的圆弧形，安装在固定的轴上。

磁芯一般固定不动。

3、原料除杂主要设备有哪些？他们结构及工作原理如何？(1)磁力除铁器：见上题(2)粗选设备：例如振动筛（除杂），用于筛选和风选，由进料斗、筛体、除尘、支架等组成。

进料方式有喂料辊和压力门两种。

其筛体有三种：①接料筛：筛孔大、筛短、除去大杂质②分级筛：筛孔比无聊稍大、正倾、除去中等杂质③精选筛：最小筛孔、筛长、出去小杂质(3)精选机（目的除杂粒，如大麦中的豆类、小麦、大米、伤粒、草籽等）①滚筒精选机：主要构件是一个表面开有袋孔的旋转圆筒。

长粒物料不能进入袋孔，在进料压力和滚筒倾斜的影响下向滚筒另一端移动流出，短粒物料则嵌入袋孔被带到较高位置，落入中央收集槽中，由螺旋输送机送出从而得到分离。

②碟片式精选机：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，当碟片在粒状物料中转动时，短粒物料就会被嵌入袋孔而被带到较高位置，由于孔底逐步向下倾斜，短粒物料受本身重力作用再从袋孔中倒出，落入收集槽中。

生物工程设备复习题生物工程设备复习题1. 生物反应器（P1）：是指以活细胞或酶为生物催化剂进行细胞增殖或生化反应提供适宜环境的设备，分为细胞反应器和酶反应器。

其目的：一生产细胞，二收集细胞代谢产物，三直接用酶催化得到所需产物2.比生长速率（P5）：生物量生长速率：dx/dt=μX ,其中μ为比生长速率，单位h-1 ，X为生物量浓度，单位g/L，t生长时间，单位h。

.倍增时间td=ln2/μ（特定指数生长期）3.无抑制的细胞生长动力学――Monod方程（P6）：μ=μS Ks 时，μ=μmax max S/(Ks+S) 其中μmax 特定基质下的最大比生长速率，Ks 饱和常熟（g/L）为此系统比生长速率达到的最大值的一半的基质浓度，当基质浓度4.机械通气搅拌发酵罐的结构，各个部件作用（P30）(电机，罐体，搅拌器和挡板,人孔。

冷却管。

.)5.发酵液的溶氧传递速率（OTR）（P34）：OTR=kL a (c*-c) 其中kL a体积溶氧系数，1/h或1/s , c* 相应温度压强下饱和溶氧浓度，mol/m，c发酵液溶氧浓度mol/m6.影响kL a的因素（P35）：①操作条件：搅拌转速和通气量②发酵罐的结构和尺寸如体积、通气方法、搅拌叶轮的结构和尺寸③物料物化性能：扩张系数、表面张力、密度、粘度、培养基成分7. 气升式反应器（P51）：常见类型有气升环流式，鼓泡式，空气喷射式等，工作原理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，同时由于形成的汽液混合物密度降低故向上运动，而气含率小的发酵液则下沉，形成循环流动，实现混合和溶氧传质8.自吸式发酵罐（P54）原理：依靠特设的机械搅拌吸气装置或液体喷射吸气装置吸入空气并同时实现混合搅拌与溶氧传质的发酵罐；特点：一不必配备空气压缩机及相应的附属设备，节约资源和减少厂房面积；二溶氧速率高，溶氧效率较高，能耗较低；三用于酵母生产和醋酸发酵具有生产效率高，经济效益高优点；缺点：自吸产生负压，易产生杂菌污染，同时必须配备低阻力损失的高效空气过滤系统9. 微生物分为嫌气和好气两大类（P66）：酒精、啤酒、丙醇丁醇嫌气产品，谷氨酸、柠檬酸、酶制剂和抗菌素好气发酵产品，发酵过程需要不断通入无菌空气10.酒精发酵罐的设备的结构和原理（P66）结构与P31机械式通气搅拌相比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。

概念题1、真空冷冻干燥：把含有大量水分物质，预先进行降温冻结成固体，然后在真空的条件下使水蒸汽直接升华出来。

2、气流输送：借助空气在密闭管道内的高速流动，物料在气流中被悬浮输送到目的地。

3、沸腾干燥：是利用流态化技术,即利用热的空气流体使孔板上的粒状物料呈流化沸腾状态，使粒子中的水分迅速汽化，达到干燥目的。

4、分子蒸馏：是在高真空条件下进行的非平衡蒸馏。

其蒸发面与冷凝面的距离在蒸馏物料的分子的平均自由程之内。

此时，物质分子间的引力很小，自由飞驰的距离较大，这样有蒸发面飞出的分子，可直接落到冷凝面上凝聚，从而达到分离的目的。

5、喷雾干燥：是利用不同的喷雾器，将悬浮液和粘滞的液体喷成雾状，形成具有较大表面积的分散微粒同热空气发生强烈的热交换，迅速排除本身的水分，在几秒至几十秒内获得干燥。

6、沸腾造粒干燥：是利用流化介质（空气）与料液间很高的相对气速，使溶液带进流化床就迅速雾化，这时液滴与原来在沸腾床内的晶体结合，就进行沸腾干燥，故也可看作是喷雾干燥与沸腾干燥的结合7、全挡板条件：是指在一定转数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： (0.1~0.12)0.5b D n n D D ⋅=⋅=D-发酵罐直径，b-挡板宽度，n-挡板数8、吸附操作：是利用适当的吸附剂，在一定的操作条件下，使有用目标产物或有害成分被吸附剂吸附，富集在吸附剂表面，然后再以适当的洗脱剂将吸附的物质从吸附剂上解吸下来，从而达到浓缩和提纯的目的，这样的过程称为吸附操作。

9、薄壁容器：压力容器的壁厚与其内半径之比小于0.1的容器称为薄壁容器。

简答题：1、简述蒸发过程的必要条件①充足的加热热源，以维持溶液的沸腾和补充溶剂汽化所带走的热量。

②保证溶剂蒸汽，即二次蒸汽的迅速排除。

③一定的热交换面积，以保证传热量。

2、提高过滤速度的方法都有那些?答：有两方面的措施：（1）改变发酵液的性质，如通过增加发酵液的温度、调节pH、加入絮凝集剂、加入某些盐类。

原理：物料由料斗进入圆盘中心，由于离心力的作用，物料在两个圆盘缝隙中向 外甩出，并受到圆盘的研磨和剪切作用而被粉碎，间隙可调。若两圆盘同时反向 旋转，则研磨剪切作用更强。 （4）球磨机 结构：由转筒和硬质球体组成。转筒内还可衬以锰钢纵列护板，并一高一低的构 成波形内壁以增强球下落时的撞击力。
原理：球体随筒旋转作圆周运动而升起，当球上升至一定高度时向心力过 大（������实际向心力 > ������
★（2）碟片式精选机 特点：工作面积大，转速高，产量大；碟片损坏易更换。 原理：两侧工作面制成许多特殊形状的袋孔，当碟片在粒状物料中 转动时，短粒就会被嵌入袋孔而被带到较高位置，由于孔底逐步向 下倾斜，改变了支持力和摩擦力，破坏了短粒同重力的三力平衡， 在斜下向的合力作用再从袋孔中倒出， 落入收集槽中而长粒物料因 其长度较袋孔长，虽有可能进入袋孔，但因其重心仍在袋孔之外， 当碟片还未带到一定高度，就因受力不衡而从袋孔中滑落，从而达 到长短粒物料的分离目的。 3. 谷物原料的筛选分级设备 大麦的分级设备主要有两种类型：平面分级筛和圆筒分级筛。 ①平板分级筛 由三种不同规格筛孔的筛面组成。 ? 筛面的种类和结构
构造：输送带、滚筒、托辊、料斗、卸料装置、驱动装置、张力装置，清扫器。 A. 输送带 橡胶带钢带钢丝网带塑料带 B. 驱动装置 包括电动机、减速器、驱动滚筒、改向滚筒。 驱动滚筒是传递动力的主要部件；其长度略大于带宽，呈鼓形结构，即中部直径 稍大，用于自动纠正输送带的跑偏。 C、托辊 用于承托输送带及其上面的物料，避免作业时输送带产生过大的挠曲变形。分为 上托辊（即载运托辊）和下托辊（即空载托辊）两种。 上托辊分平托辊和凹面托辊，又有单辊式和多辊。下托辊为平托辊。 D. 张紧装置 螺旋式－利用螺杆拉（压）力 重锤式－利用悬垂重物的重力 E.卸料挡板 犁式 F. 清扫器 一般输送带的工作面用弹簧清扫器。非工作面用刮板清扫器。 主要参数的确定 A.输送能力 连续输送散状物料：吨/小时 = 3.6 × 每米千克重 × 带速 输送成件物品：吨/小时 = 3.6 ×

11级⽣物⼯程设备复习资料1、有⼀发酵罐，内装40m3培养基，在121℃温度下进⾏实罐灭菌，原污染程度为每ml有2×105个耐热细菌芽孢，121℃时灭菌速度常数为1.8（/min），求灭菌失败机率为0.001时所需要的灭菌时间？（假设不计升温阶段所杀灭的菌数，把培养基中所有的菌均看作是在保温阶段被杀灭）。

若对培养基采⽤连续灭菌，灭菌温度为131℃，此温度下灭菌速度常数为15（/min），求灭菌所需的维持时间？解：⑴ N0=40*106*2×105=8*1012Nt=0.001，k=1.8（/min）灭菌时间为：2.303 N0t= ——lg—=20.34（min）k Nt解：⑵ 2.303 C0t=————lg—k CtC0=2×105（个/ml）Ct=1/40×109（个/ml）t=2.44（min）2、某酒精⼯⼚，每发酵罐的进料量为28t/h，每4h装满⼀罐，糖化液密度为1082kg/m3发酵周期72h，试确定发酵罐的结构尺⼨,罐数。

解：发酵罐个数和结构尺⼨的确定：发酵罐个数：N=（nt/24）+1n=24/4=6 N=6×72÷24+1=19（个）取发酵罐装料系数φ=0.9发酵罐体积 V=Vo/φ=28×4×1000÷（1082×0.9）=115（m3）发酵罐采⽤圆柱型，底、顶为锥型，结构⽐例如下H=1.2D h1=h2=0.1DV=0.785D2（H+ 1/3× h1+1/3× h2）=0.785 D2（1.2D+2/3×0.1D）=115（m3）则：D=4.87（m ）H=1.2D=5.84m h1=h2=0.1D=0.487m3、已知从汽液分离器排出的糊化醪量为1000kg/h，其⽐热为3.6kJ/kg·k，温度为100℃,要求冷却到65℃，试计算真空冷却器基本尺⼨（直径D和⾼度H）。

生物反应的目的：生产细胞；收集细胞代谢产物；直接用酶催化得到所需产物。

生物反应器类型：厌气、通气、光照、膜生物反应器；好气发酵罐必须满足的条件：①适宜的径高比D:H=1：1.7~4；②能承受一定的压力，有一定的强度和刚度；③结构严谨，尽量减少泄露；⑤足够的冷却面积，死角少防止污垢积累及染菌；⑥罐内的搅拌能使液体有一定的翻腾，使空气中的氧尽可能多地溶解；搅拌器形式：①螺旋桨式：推动醪液向上或向下运动，形成轴向流动。

混合效果好，解离不是很好，常用的为3叶片，为发酵罐直径的1／3；②圆盘平直叶涡轮式：有很大的循环输出量和功率输出，适用于各种流体混合；③圆盘弯叶涡轮式：混合要求特高，溶氧速率相对较高；④圆盘箭叶涡轮式：输出功率较低，解离较低；好气型发酵罐机械搅拌器的作用：①混合和传质，使通入空气打散成气泡与发酵液充分混合，增加气液接触面积，以获得所需的溶氧速率；②使生物细胞悬浮均匀，分散于发酵体系中，以维持适当的气液固三相混合系质量传递，同时强化传热过程。

挡板：改变液流方向，增加湍流程度，使液体翻腾剧烈，安4到6个；消泡器：打碎泡沫，以防止发泡严重时引起发酵液随排气而外溢，造成跑料，且增加染菌的机会；自吸式发酵罐的特点和原理：①特点：优，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；溶氧速率和效率高，耗能较低；用于酵母生产和醋酸发酵生产效率高，经济效益高；缺，负压吸入空气，故发酵系统不能保持一定正压，易产生杂菌污染；②原理；利用叶轮在一定转速下有离心力作用使罐内产生负压，净化后的空气就不断经由通道吸入，通过定子导向，叶轮使气液均匀分布甩出。

由于转子的作用，气液在叶轮周围形成强烈的湍流，使刚进入叶轮的空气在循环的发酵液中形成细碎的气泡，并在湍流中混合扩散。

通气发酵罐的工作原理：靠通入压缩空气和搅拌叶轮实现发酵液的混合，溶氧传质，同时强化热量传递。

通气发酵罐换热器：提高反应器的传热效能，强化热交换，实现灭菌的加热和冷却及发酵时温度的调控。

生物工程设备复习资料1、磁力除铁器的作用：利用磁性除去原料中的含铁杂质。

2、振动筛的结构、工作原理：P5图1-3。

3、常见精选机的类型及工作原理：①碟片式精选机：在金属碟片的平面上制出许多袋形的凹孔，碟片在粮堆中运动时，短小的颗粒嵌入袋孔被带到较高的位置才会落下，把收集短粒的斜槽放在适当的位置上，就能将短粒分出来。

②滚筒式精选机：袋孔开在筛转圆管的内表面，长粒大麦依靠进料位差和利用滚筒本身的倾斜度，沿滚筒长度方向流动由另一端流出，而短粒大麦嵌入袋孔的位置较深，被带到较高位置而落入中央槽之中有螺旋输送机送出。

4、机械粉碎的工作原理组要有以下几种：挤压粉碎、冲击粉碎、磨碎、劈碎、剪碎5、①锤式粉碎机的主要结构和工作原理：主要结构：轴、转？、锤刀、栅栏、抽风机主要原理：轴转动带动安装在轴上的锤刀作圆周运动，从而锤碎筛面上的原料，筛面控制粉碎程度。

进料筛板控制进料的粒度。

②辊式粉碎机的主要结构和工作原理：主要结构：辊筒、传动装置、机架、滚动轴承等等主要原理：工作时，两个平行的辊筒相对旋转，物料由于辊筒对物料的摩擦作用而被托入两辊筒间的间隙中被粉碎。

两辊式、四辊式、五辊式、六辊式粉碎机的原理类似。

③球磨机的主要结构和工作原理：主要结构：筒体、端盖、轴承、齿圈主要原理：球磨机筒体内装有研磨体（一般为钢球，钢柱、钢棒或卵石的）。

筒体回转时，其中的物料与研磨体在摩擦力作用下，贴在筒体壁上与筒体一起回转。

当提升到一定高度后，由于重力作用，研磨体发生自由卸落或抛落现象，从而对筒内物料造成冲击、研磨和挤压，物料逐渐被粉碎。

达到研磨要求后，将物料由筒内排出。

6、生物质原料混合设备的种类：回旋型混合机（水平圆筒形、V形、双锥形、立方体形）；固定型混合机（搅拌槽式、锥形、回转圆板式、流动式）7、常见连续灭菌流程：①连消塔-喷淋冷却流程：配好的培养基用泵打入连消塔与蒸汽直接混合，达到灭菌温度后进入维持罐，维持一定时间后经喷淋冷却器冷却至一定温度后进入发酵罐。

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％。

生物工程设备(发酵设备）复习题烟台大学（2011级)一、单项选择题（每题1分）1。

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2。

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3. 锥形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4。

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5。

发酵罐的公称体积是指 BA筒身体积 B筒身体积+底封头体积C筒身体积+上封头体积 D筒身体积+上封头体积+底封头体积6。

发酵罐设计时,首先需要确定的尺寸是 BA 发酵罐筒体高度 B发酵罐直径 C 发酵罐封头高度 D搅拌器尺寸7。

机械搅拌通风发酵罐不需要的构件是 DA 搅拌器 B消泡器 C 换热器 D导流筒8。

下列发酵设备中,装料系数最低的是： CA酒精发酵罐 B气升环流式发酵罐 C自吸式发酵罐 D通风搅拌发酵罐9. A 是靠搅拌器提供动力使物料循环、混合。

A搅拌式反应器 B气升式反应器 C自吸式发酵罐 D啤酒发酵罐10. B 是以通入的空气提供动能，产生液体密度差使物料循环混合，实现传质传热. A搅拌式反应器 B气升式反应器 C自吸式发酵罐 D啤酒发酵罐11。

一般而言, A 微生物发酵，受搅拌剪切的影响较明显。

A丝状 B球状 C杆状 D植物细胞12. A 是决定搅拌剪切强度的关键。

A搅拌叶尖线速度 B搅拌叶轮尺寸 C搅拌叶轮转速 D搅拌功率13。

以 C 的准则是在以丝状菌体发酵时进行机械搅拌通风发酵罐的放大时,必须考虑的准则之一.A体积溶氧系数相等 B以P0/VL相等 C搅拌叶尖线速度相等 D 混合时间相等14. 液气比是反映通气量大小的一个指标,其定义是 B 。

⽣⼯设备复习（2011.5.25）湖北⼯业⼤学⽣物⼯程设备习题(2011.5)⼀.单项选择题: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. 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____________________，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(121℃，30分钟)D.间歇灭菌(100℃，30分钟，连灭三次)3. 机械轴封的动环的硬度⽐静环_______。

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。

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____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。

（整理）生物工程设备复习题生物工程设备复习题第一套一、填空1、水的杀菌是指杀灭水中的致病菌，目前常用、及。

2、制冷系统最核心的设备是，常用的制冷剂有氨和几种。

3、生物工业容器常用的清洗剂是溶液，膜的清洗常用酶。

4、往复泵流量不连续，不适于输送腐蚀性物料，工业上常用泵和代替。

5、计算管径时，关键是的选择。

6、光学法测定空气中的微粒时，粒子的与讯号峰值有关，与讯号脉冲频率有关。

7、发酵罐的管壁厚度主要与发酵罐的和有关。

8、朝日罐的特点是利用回收酵母，联合罐设计的最大特点是在酵母层之上安装一个，可引起啤酒的运动。

9、发酵工业最常用的压强检测仪是式压力表，温度计最常用。

10、工业上常用的离心机有和离心机。

二、单项选择1、气升式发酵罐的优点是无需。

A. 空气过滤系统B. 搅拌器C. 空气喷嘴D. 罐外上升管2. 硅藻土的主要成分是。

A. Fe2O3B. CaOC. SiO2D. MaO3、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：A. 圆柱形B. 圆锥形C. 倒圆锥形D. 长管状4、真空煮晶锅的结晶过程是下列哪种原理A. 采用降温来降低溶解度使溶液进入过饱和区结晶B. 采用调pH到等电点来降低物料溶解度至过饱和区结晶C. 蒸发溶剂，使浓缩溶液进入过饱和区起晶D. 以上皆非5、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6、连消工艺流程中，物料中的杂菌主要在哪个设备中被灭活A. 连消塔B. 维持罐C.喷淋冷却器D.喷射加热器7、某空气净化流程中空气流经下列各设备的顺序排列哪个正确：A. 总过滤器--空压机--贮罐--一级冷却器--二级冷却器--旋风分离器--丝网分离器--加热器--粗过滤器B. 总过滤器--空压机--贮罐--一级冷却器--旋风分离器--二级冷却器--丝网分离器--加热器--粗过滤器C. 粗过滤器--空压机--一级冷却器--旋风分离器--二级冷却器--丝网分离器--加热器--贮罐--总过滤器D. 粗过滤器--空压机--贮罐--一级冷却器--旋风分离器--二级冷却器--丝网分离器--加热器--总过滤器8、好气性发酵工厂，在无菌空气进入发酵罐之前，以确保安全。