生物工程设备

生物工程设备生物工程设备是指用于生物制造和生物研究的各种仪器和设备，是现代生物技术研究和应用的基础设施之一。

生物工程设备涉及的范围广泛，包括发酵设备、细胞培养设备、分离纯化设备、DNA/RNA提取纯化设备、高通量筛选设备等。

随着生物技术的发展，生物工程设备已经成为生物制造和医药产业的重要支撑，为人类的健康事业做出了巨大的贡献。

1. 发酵设备发酵设备是生物工程设备中的核心设备之一。

在生物制药和食品工业中，微生物发酵已经成为一种广泛应用的技术。

发酵设备主要包括传统的罐式发酵系统、流动床发酵系统、气液固三相流发酵系统等，在不同的应用领域中具有不同的优势。

罐式发酵系统是一种传统的发酵设备，其使用广泛且成熟，适用于生产大量的高品质发酵产品。

该系统主要由发酵罐、搅拌器、加热系统、通气系统等组成。

这种系统的操作简单易行，可控性强，但对于体积较大的生物反应器来说，混合效应差，产物分离困难。

流动床发酵系统和气液固三相流发酵系统相对于传统的罐式发酵系统而言，有着更高的反应效率和更好的产物分离性能。

这些系统的研究和发展，增加了发酵结果的稳定性和可控性，充分利用了微生物的生物活性，以提高生物产品的生产效率和质量。

2. 细胞培养设备细胞培养设备是生物工程设备中的又一重要设备。

随着生物技术的快速发展，细胞培养技术已经广泛应用于生物医药制造和细胞修复等领域。

目前，多种类型的细胞培养设备已经被广泛应用。

常见的细胞培养设备主要包括培养皿、转瓶、振荡培养器、悬浮培养器、生物反应器等。

这些设备能够模拟人体内的生理环境，为细胞的生长和繁殖提供理想的条件。

悬浮培养器和生物反应器能够提供大规模的细胞培养，适用于生产大量的生物制品，如抗体、疫苗等。

在未来，随着生物技术的不断发展，细胞培养设备将会进一步发展和完善，以满足更多生物制药和生命科学的需求。

3. 分离纯化设备分离纯化设备是生物工程设备中的重要组成部分，其主要作用是将生物反应器中生产的产品得到分离、纯化并提纯的生产工艺。

生物工程设备知识考点整理●一、物料粉碎和液体培养基制备●1. 简述锤式粉碎机工作原理及优点。

●工作原理：●1、作用力主要为冲击力●2 、物料从料斗进入机内，受到高速旋转锤刀的强大冲击力而被击碎●3、小于弧形筛面筛孔直径的微粒，逐步被筛面筛分，落入出料口●4、大于筛孔直径的颗粒，在受到锤刀冲击后，由于惯性力的作用而高速四散、散落，有的撞击到棘板上被撞成碎块，小的逐渐被筛分，稍大颗粒再次弹起，又被高速旋转的下排锤刀所冲击，逐步使大颗粒变小●5、没有撞击到棘板上的颗粒，也会遇到后排锤刀的冲击●6、如此反复，直至将大块物料撞碎成细小颗粒后从筛孔落下进入出料口●优点：●构造简单、紧凑，物料适应性强，粉碎度大（粗、细粉碎皆可），生产能力高，运转可靠●2. 简述辊式粉碎机的工作原理、工作过程及适应何种性质物料的粉碎？●原理：●1、挤压、剪切（当两辊速不同时）●2、由2个直径相同的钢辊相向转动，把放在钢辊间的物料夹住啮入两辊之间，物料受到挤压力而被压碎●工作过程：●1、两辊的圆周速度一般在2.5~6m/s之间●2、许多粉碎机，将两个辊子的转速安排成有一定的转速差，一般可达2.5：1，或者是两只辊子的表面线速度具有5％~30％的速差，提高对物料的剪切力，增加破碎度●3、两个辊子中，一个是固定的，一个是可以前后移动的，用以调节两辊筒的间距，控制粉碎粒度●适用范围：●脆性、硬度较小物料的粉碎，如：麦芽、大米等●3.简述酒精厂淀粉质原料蒸煮糖化过程及目的。

●目的：●1、原料吸水后，借助于蒸煮时的高温高压作用，将原料的淀粉细胞膜和植物组织破裂，使其内容物流出，呈溶解状态变成可溶性淀粉●2、借助蒸汽的高温高压作用，把存在于原料中的大量微生物杀死，以保证发酵过程中原料无杂菌污染●3、部分糖化（组织破裂、糊化、灭菌、部分糖化）●流程：罐式、柱式、管道式●蒸煮（加热）、后熟（保温、最后一罐气液分离出二次蒸汽并使之降温）、冷却、糊化、冷却●4.以淀粉质原料为培养基时，多采用罐式连续蒸煮糖化流程来处理这些原料，该糖化流程中的蒸煮设备有那些，简述它们各自的作用及特征？●蒸煮罐●作用：●1、原料吸水后，借助于蒸煮时的高温高压作用，将淀粉细胞膜和植物组织破裂，使其内容物流出，呈溶解状态变成可溶性淀粉●2、借助蒸汽的高温高压作用，把存在于原料中的大量微生物杀死，以保证发酵过程中原料无杂菌污染●特征●1、长圆筒与球形或蝶形封头焊接而成●2、罐顶装有安全阀和压力表，顶部中心的加热醪出口管应伸入罐内300~400 mm，使罐顶部留有一定的自由空间●3、罐下侧有人孔，用于焊接罐体内部焊缝（该罐应采用双面焊接）和检修内部零件●4、在靠近加热位置的上方有温度计插口，以测试醪液加热温度●5、为避免过多的热量散失，蒸煮罐须包有保温层●6、直径不宜太大，直径过大，醪液从罐底中心进入后会发生返混，不能保证进罐醪液的先进先出，致使受热时间不均而造成部分醪液蒸煮不透就过早排出，而另有局部醪液过热而焦化●加热器：●作用：●器汽液接触均匀，加热比较全面，在很短的时间内可使粉浆达到规定的蒸煮温度●特征：●1、由三层直径不同的套管组成●2、内层和中层管壁上都钻有许多小孔，各层套管用法兰连接●3、粉浆流经中层管，高压加热蒸汽从内、外两层进入，穿过小孔向粉浆液流中喷射●后熟罐：●作用：●增加蒸煮时间，使过程连续。

生物工程设备知识点总结生物工程设备是生物工程领域中所使用的各种工具和设备的总称。

这些设备涵盖了从实验室规模到工业生产规模的所有范围，用于生物制药、生物材料、基因工程等领域的研究和生产。

下面是对生物工程设备的一些常见知识点的总结。

一、发酵设备：1.发酵罐：用于培养微生物或细胞系的设备，以产生目标产品。

发酵罐通常包括搅拌装置、温控系统、pH调节系统、通气装置等。

2.培养皿：用于小规模培养细胞系或微生物的设备，可以是培养瓶、培养皿、微孔板等。

3.生物反应器：一种能够控制温度、氧气分压、pH值等参数的设备，用于工业规模的生物制药或发酵过程。

二、分离与纯化设备：1.超高速离心机：用于将混合物中的固体颗粒或细胞沉降至底部，以分离出清液。

2.过滤设备：包括膜过滤器、离心过滤器等，用于将混合物中的颗粒、细胞或溶质分离出来。

3.色谱仪：用于分离混合物中的不同成分，包括气相色谱仪、液相色谱仪等。

4.蒸馏设备：用于分离混合物中的挥发性成分，包括蒸发器、蒸馏塔等。

三、分析与检测设备：1.光谱仪：包括紫外-可见光谱仪、红外光谱仪等，用于分析样品中的化学成分或物理性质。

2.质谱仪：用于分析样品中的化学成分，并确定其分子结构。

3.核磁共振仪：用于分析样品中的原子核的化学环境和结构。

4.电化学分析仪：用于分析样品中的电化学性质，包括pH计、电位计等。

四、生物成像设备：1.激光共聚焦显微镜：用于观察生物样品的高分辨率图像。

2.荧光显微镜：通过激发生物样品中的荧光染料来观察样品的显微图像。

3.电子显微镜：利用电子束来观察生物样品的超高分辨率图像。

五、生物反应器：1.生物化学反应器：用于进行生物化学反应，如酶反应、酶促反应等。

2.细胞培养反应器：用于细胞的生长、分化和扩增，包括培养皿、生物反应器等。

3.基因工程反应器：用于进行基因工程研究和生产，包括DNA合成反应器、基因转染设备等。

六、其他设备：1.冻干机：用于将液体样品冻结并在低真空下去除溶剂，以得到干燥的样品。

1.生物质原料的粉碎的设备：锤式、辊式、湿式、超细、纳米粉碎机、球磨机、切片机。

2。

连续灭菌流程:加热、保温（湿)、冷却。

3。

啤酒生产中麦芽汁的制备设备:糊化锅、糖化锅、过滤槽、麦汁煮沸锅、糖化醪过滤槽。

4。

糊化锅的作用：用于煮沸大米粉和部分麦芽粉醪液,使淀粉糊化和液化.5。

氧传递模型：双膜理论、渗透扩散、表面更新理论. 6。

常用通风式（固态）生物反应器种类：填充床、流化床、转鼓式、浅盘式、搅拌生物反应器和压力脉动固态发酵生物反应器。

7。

生物反应器的放大方法:经验放大法、因次分析法、时间常数法、数学模拟法.8。

经验放大法原则:几何相似放大、以单位体积液体中搅拌功率相同放大、以单位培养液体积的空气流量相同的原则进行放大、以空气线速度相同的原则进行放大、以kLa相同的原则进行放大、搅拌器叶尖速度相同的准则、混合时间相同的准则.9。

液液萃取设备：混合设备、分离设备、兼有混合和分离两种功能的设备。

10。

蒸发器组成：加热室、分离器。

11.固体输送设备：带式输送机、斗式提升机、螺旋输送机。

12.垂直管中气力输送设备流程:粒子向下加速运动；粒子相对静止;粒子向上加速运动。

13。

生物除菌方法:辐射杀菌、化学药品杀菌、干热杀菌。

14.空气过滤除菌流程:两级冷却、加热除菌流程;高效前置过滤空气除菌流程。

15。

过滤除菌效率与空气流速关系:当气流速度较大时，v↑η↑,此时惯性冲击起主要作用；当气流速度较小时，v↑η↓,此时扩散起主要作用;当气流速度中等时，可能是截留起主要作用;如果气流速度过大，除菌效率又下降,则是由于重新污染. 1.GMP：药品生产质量管理规范，指在药品生产全过程中运用科学的原理和方法来保证生产出优质产品的一整套科学管理办法。

2。

冷冻干燥:将物料冷冻至水的冰点以下，并置于高真空的容器中,通过供热使物料中的水分直接从固态冰升华为水汽的一种干燥方法。

3。

渗透平衡：两溶液过一段时间后的分压相同,相当于进入半透膜的水与出半透膜的水相同，就会达到渗透平衡。

生物工程设备课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解生物工程设备的基本概念、分类及其在生物技术产业中的应用；2. 掌握生物工程设备的工作原理、操作流程及维护方法；3. 了解生物工程设备在生物制品生产中的关键作用及影响产品质量的因素。

技能目标：1. 能够分析生物工程设备在生物制品生产中的适用性，并进行合理选型；2. 学会使用生物工程设备进行实验操作，并能处理简单的设备故障；3. 能够根据生产需求，对生物工程设备进行优化配置，提高生产效率。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对生物工程设备的兴趣，激发他们探索生物技术领域的热情；2. 增强学生的环保意识，使他们认识到生物工程设备在生物制品生产中的环保责任；3. 培养学生的团队合作精神，让他们在合作学习中体验到生物工程设备研究的乐趣。

课程性质分析：本课程为高年级生物工程专业课程，旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合，提高他们在生物技术产业中的实践能力。

学生特点分析：高年级学生对生物工程有一定了解，具备一定的理论基础，但实践经验不足。

学生对新鲜事物充满好奇，具备一定的自主学习能力和团队合作精神。

教学要求：1. 结合实际案例，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力；2. 采取小组合作、讨论等形式，引导学生主动参与教学活动，培养学生的自主学习能力和团队合作精神；3. 强化实践环节，注重培养学生的动手能力，提高他们在生物技术产业中的竞争力。

二、教学内容1. 生物工程设备概述- 设备分类与原理- 生物工程设备在生物技术产业中的应用2. 常见生物工程设备及其操作- 发酵罐、生物反应器等设备的工作原理与操作流程- 设备的维护与故障处理3. 生物工程设备在生物制品生产中的应用- 生物制品生产过程中的关键设备选型与配置- 影响生物制品质量的设备因素及解决方法4. 生物工程设备优化与技术创新- 生物工程设备的优化方法与策略- 生物工程设备在生物技术领域的技术创新案例5. 教学实践与案例分析- 组织学生进行生物工程设备实验操作- 分析实际案例，探讨生物工程设备在生产中的应用及优化教学内容安排与进度：第一周：生物工程设备概述第二周：常见生物工程设备及其操作第三周：生物工程设备在生物制品生产中的应用第四周：生物工程设备优化与技术创新第五周：教学实践与案例分析教材章节关联：本教学内容与教材中“生物工程设备”章节相关内容紧密关联，涵盖了设备原理、操作、应用与优化等方面的知识，旨在帮助学生全面了解生物工程设备在生物技术产业中的重要作用。

生物工程设备实习报告一、实习目的与意义通过此次生物工程设备实习，我旨在了解生物工程领域中各类设备的功能、结构及操作方法，进一步巩固和拓展所学的理论知识，提高实际操作能力。

实习过程中，我严格遵守实习单位的规章制度，积极参与设备的操作和维护，充分体验到了生物工程设备在生产实践中的应用价值。

二、实习内容与过程1. 实习单位简介本次实习单位为某生物科技有限公司，成立于20xx年，主要从事生物工程设备的研究、开发、生产和销售。

公司拥有一支专业的技术研发团队，已成功研发出多款具有国内领先水平的生物工程设备。

2. 实习内容（1）设备参观与学习在实习期间，我参观了公司的生产车间、实验室等场所，了解了各类生物工程设备的外观、功能和应用领域。

在工程师的指导下，我学习了设备的工作原理、操作方法和维护技巧。

（2）设备操作实践在实习过程中，我参与了设备的操作实践，亲身体验了设备在生产过程中的作用。

通过实际操作，我对生物工程设备的功能和操作技巧有了更深入的了解。

（3）设备维护与保养实习期间，我还学习了生物工程设备的维护与保养知识，掌握了设备日常检查、故障排除和维修方法。

这对于确保设备正常运行、延长使用寿命具有重要意义。

三、实习收获与反思1. 实习收获（1）知识层面：通过实习，我对生物工程设备的功能、结构和工作原理有了更加清晰的认识，拓展了专业知识。

（2）技能层面：实际操作过程中，我提高了设备操作能力，学会了设备维护与保养方法。

（3）实践能力：实习使我学会了将理论知识运用到实际工作中，提高了解决实际问题的能力。

2. 实习反思（1）理论知识与实践相结合：在今后的学习中，我将更加注重理论知识与实践的结合，不断提高自己的实践能力。

（2）职业素养：实习过程中，我认识到职业素养的重要性，将以此为契机，提高自己的职业素养，为未来就业做好准备。

四、总结通过此次生物工程设备实习，我对生物工程领域有了更深入的了解，提高了实际操作能力和职业素养。

生物工程设备概论
生物工程设备是一种用于生物制造和研究的专业设备，它们通常用于生物制药、生物材料、生物能源等行业。

生物工程设备包括生物反应器、生物分离设备、生物传感器、生物检测设备等。

生物反应器是生物工程设备中最常见的一种，它用于培养和维持细胞、微生物或酵母等活细胞的生长环境。

通过控制温度、pH值、氧气供给等各种参数，生物反应器可以为细胞提供最
适宜的生长条件，从而促进细胞的生长和代谢物的产生。

生物反应器的种类有很多，包括批量反应器、连续反应器、循环反应器等，不同的反应器适用于不同类型的研究和生产需求。

生物分离设备则是用于提取和纯化生物制品的设备，它们通常包括离心机、超滤器、色谱柱等。

这些设备可以帮助将混合物中的生物制品分离出来，并进行纯化处理，以获取高纯度的目标产物。

生物分离设备在药物制造、酶制剂、生物染料等领域起着重要作用。

生物传感器和生物检测设备则用于监测和检测生物制品的质量和活性。

生物传感器可以通过对生物体内生物活性物质的测量，快速、高效地获取生物制品的活性信息。

生物检测设备则可以对生物制品的质量进行定量和定性的检测，确保生物产品符合质量标准。

总的来说，生物工程设备在生物制造和研究领域起着至关重要的作用，它们为生物技术的发展和生物产品的生产提供了必要
的技术支持和保障。

随着生物工程技术的不断创新和发展，生物工程设备也将不断更新和完善，以满足不断增长的生物生产需求。

生物工程设备的发展趋势生物工程设备是指以生物技术为核心，结合其它工程技术在生物物理、生物化学、分子生物学研究中应用的实验仪器、诊断设备和生产设备。

它融合了传统工程技术与生物技术，以实现生物系统从实验、检测、分析到诊断和治疗的整合，为科学研究、诊断与治疗提供了前所未有的选择。

本文旨在阐述生物工程设备的发展趋势，并分析其推动发展的原因及其重要意义。

一、生物工程设备的发展趋势当今，人们开始重视生物工程设备，其发展趋势可归纳如下：1、高度集成化设备目前，科技的发展使得生物工程设备不断向高度集成化方向发展，其中实验仪器的功能更加完善，采用的传感器和技术更加先进，检测信号更加清晰，数据处理复杂度更高，实验设备的操作性更强，智能化水平更高，使得实验仪器的数量和类型不断增加，更节能、高效、精确。

2、网络化设备随着互联网的兴起，实验仪器和检测设备也开始网络化，使得跨地域的实验和数据处理变得容易，不仅可以实现网络共享，而且可以实现设备之间的信息交互，使得检测数据更好地获取与传递。

3、自动化设备自动化技术的发展也是影响生物工程设备发展的原因之一。

自动化技术使得实验仪器的参数自主调节和控制，自动化流程可以有效提高实验效率，减少出错的概率，提升日常实验的质量。

此外，自动化技术还可以减少实验的工作量，提高实验的效率。

二、推动生物工程设备发展的原因生物工程设备发展的原因可以归纳如下：1、科技发展科技发展是促进生物工程设备发展的主要原因之一。

传统的实验仪器科技已经发展到了一定的水平，但是它们的性能仍有待提高，现代科技的出现，使得相关的生物工程设备得以发展，性能更加优异，方便了实验、研究。

2、实验室要求实验室要求是促进生物工程设备发展的另一个重要原因，实验室对设备的要求越来越高，对实验仪器的性能越来越宽泛，越来越专业。

因此，开发新型的实验仪器和诊断设备已成为必不可少的技术要求，以满足当今实验室的需求。

三、生物工程设备发展的重要意义生物工程设备的发展可以更好地支持科学研究、诊断与治疗的工作，并为人类的健康贡献多多。

生物工程设备简介生物工程设备是指用于进行生物工程实验和生产的设备和仪器。

随着生物工程技术的快速发展，生物工程设备在数量和种类上也在不断增加。

这些设备在推动生物工程领域的发展、促进生物产业的繁荣方面起着至关重要的作用。

本文将介绍几种常见的生物工程设备，并分析其工作原理和应用领域。

1. 生物反应器生物反应器是用于进行生物化学反应的设备。

生物反应器的主要功能是提供适宜的环境条件，如压力、温度、pH值、溶解氧浓度等，以促使微生物在其中进行代谢活动。

生物反应器通常由反应容器、搅拌装置、控制系统等组成。

工作原理生物反应器的工作原理基于生物反应的基本原理，即微生物在特定环境条件下进行酶催化反应。

通过调节反应器内的环境条件，可以控制微生物的生长速率和代谢产物的生成。

应用领域生物反应器广泛应用于药物生产、食品工业、环保等领域。

例如，在药物生产中，生物反应器可以用于生产抗生素、酶制剂等；在环保领域，生物反应器可以用于废水处理、废气处理等。

2. DNA合成仪DNA合成仪是一种用于人工合成DNA序列的设备。

DNA合成仪能够将特定的核苷酸按照一定顺序连接起来，从而合成出特定的DNA序列。

工作原理DNA合成仪的工作原理是通过固相合成技术合成DNA。

该技术利用固相载体上的化学保护基团，按照特定的合成顺序逐个添加核苷酸，最终合成出目标的DNA序列。

应用领域DNA合成仪广泛应用于基因合成、基因工程、基因测序等领域。

通过DNA合成仪，科研人员可以合成出具有特定功能的DNA序列，从而实现对基因的精确操控和研究。

3. PCR仪PCR仪是一种用于进行聚合酶链式反应（PCR）的设备。

PCR仪可以在短时间内扩增DNA序列，并且能够精确控制反应的温度和时间。

工作原理PCR仪的工作原理基于聚合酶链式反应的基本原理。

在PCR仪中，通过控制反应体系的温度，使DNA的两条链在加热、退火和延伸三个阶段之间交替进行，从而实现DNA序列的扩增。

应用领域PCR仪广泛应用于分子生物学研究、基因检测、医学诊断等领域。

生物工程设备教学大纲《生物工程设备与实验操作技术》教学大纲【课程名称】《生物工程设备与实验操作技术》【课程类别】专业基础课【教学时数】 72 学时【课程学分 4学分【开设专业】生物制药、生化制药【开设学期】第五学期【选用教材】《生物工程设备与实验操作技术》.黄亚东.中国轻工业出版社，2008.8.【参考教材】1(梁世中《生物工程设备》北京:中国轻工业出版社，2002，22(段开红《生物工程设备》北京:科学出版社，2008，23(鲍新华《生物工程》北京:化学工业出版社，2008，7【教学性质和目的】本学科为校企合作开发的高职教育教材，较为全面地阐述了生物工程操作原理及典型设备，旨在培养生物技术应用领域高技能应用型专门人才。

全书共分为四篇，第一篇为原料预处理设备，主要包括原料的筛选与分级设备、粉碎设备、水处理系统及设备、空气除菌设备、培养基制备设备;第二篇为生物反应器，主要包括生物反应器设计基础、通风发酵设备、厌氧发酵设备、固态发酵生物反应器、动植物细胞培养反应器、酶反应器、生物反应器的放大与参数检测;第三篇为产物分离提纯设备，主要包括细胞的破碎与分离设备、沉降设备、过滤设备、离心分离设备、压榨设备、膜分离设备、萃取设备、液体吸附设备、浸出设备、离子交换设备、蒸发设备、结晶设备、干燥设备、蒸馏设备;第四篇为附属设备，主要包括物料输送设备、设备与管道的清洗与灭菌、产品包装设备及制冷设备。

【课程的基本要求】《生物工程设备与实验操作技术》是一门实践性很强的课程，要求学生在学过生物工程类基础课的基础上，通过本课程的学习，了解生物工程操作的基本概念和基本原理，掌握典型设备的结构、工作原理、性能特点、操作要点、选用及保养方法，并懂得运用所学知识和技能分析、分析和解决生物工业生产中的一般性技术问题，同时培养学生的工程意识、职业意识和责任意识。

【各章节内容及学时分配】备注(教学方法如:一般讲授，课堂讨论，章节教学内容学时作业，实际操作等) 第一篇一般讲授、课堂讨论、作业原料预处理设备 12 第二篇一般讲授、课堂讨论、作业生物反应器 30产物分离提纯设第三篇一般讲授、课堂讨论、作业 20备第四篇一般讲授、课堂讨论、作业附属设备 10合计 72第一篇，原料预处理设备第一章原料的筛选与分级设备【目的要求】1(掌握磁力除铁器的结构和工作原理;筛分的基本概念;常用筛分设备的操作要点 2(熟悉精选机的结构和工作原理;常用筛分设备的结构和工作原理;筛分设备的选用 3(了解磁力除铁的意义和方法;物料粒度分布的测定方法;【教学重点、难点】重点:磁力除铁器的结构和工作原理难点:常用筛分设备的结构和工作原理;筛分设备的选用【教学内容】第一节原料的除铁设备第二节原料的精选设备第三节物料筛分设备第二章粉碎设备【目的要求】1( 掌握原料粉碎的目的和意义;常用粉碎设备的结构和工作原理 2( 熟悉物料粉碎机理;常用粉碎设备的特点、操作要点及有关注意事项 3( 了解粉碎操作在生物工业中的应用;粉碎方法的分类;粉碎设备的选择【教学重点、难点】重点:常用粉碎设备的结构和工作原理难点:常用粉碎设备的特点、操作要点及有关注意事项【教学内容】第一节粉碎的基本概念和理论第二节常用粉碎设备第三章水处理系统及设备【目的要求】1.掌握生物工业中常用的水处理方法;常用水处理装置的结构和工作原理 2(熟悉培养基制备对水的质量要求;常用水处理装置的特点及操作要点 3(了解水的质量分级及质量要求;根据水源状况及生产工艺要求明确水处理方法【教学重点、难点】重点:常用水处理装置的结构和工作原理难点:常用水处理装置的特点及操作要点【教学内容】第一节水质分级及水质要求第二节水的过滤装置第三节水的软化及脱盐第四节水的杀菌第四章空气除菌设备【目的要求】1(掌握生物工业生产对空气质量要求;染菌几率;典型的空气过滤除菌流程2(熟悉空气过滤除菌的机理;空气过滤除菌流程中各附属设备的作用 3(了解空气洁净度等级及要求;空气除菌方法;常用的过滤介质及特点【教学重点、难点】重点:典型的空气过滤除菌流程难点:空气过滤除菌的机理;空气过滤除菌流程中各附属设备的作用【教学内容】第一节空气除菌方法第二节空气过滤除菌流程第三节空气过滤除菌设备培养基制备设备第五章【目的要求】1(掌握淀粉质原料连续蒸煮糖化设备、淀粉水解制糖设备、固体培养基中蒸煮设备的结构、特点及操作要点;培养基连续灭菌设备的结构及灭菌过程2(熟悉淀粉质原料间歇蒸煮糖化设备结构、特点;培养基制备中间灭菌设备、固体培养基制备中的润水设备的结构及操作要点3(了解蒸煮锅数量的确定方法;糖蜜稀释器的类型与结构【教学重点、难点】重点:淀粉质原料连续蒸煮糖化设备、淀粉水解制糖设备、固体培养基中蒸煮设备的结构、特点及操作要点;难点:淀粉质原料连续蒸煮糖化设备、淀粉水解制糖设备、固体培养基中蒸煮设备的结构、特点及操作要点;【教学内容】第一节淀粉质原料蒸煮与糖化设备第二节糖蜜稀释器第三节淀粉水解制糖设备第四节培养基灭菌设备第五节固体培养基制备设备第二篇生物反应器第一章生物反应器设计基础【目的要求】1( 掌握生物反应器的化学计量与动力学基础;生物反应器的质量传递与热量传递2( 熟悉生物反应器的特点及作用3.了解生物反应器的含义和分类方法【教学重点、难点】重点:生物反应器的化学计量与动力学基础难点:生物反应器的质量传递与热量传递【教学内容】第一节生物反应器概述第二节生物反应器设计基础第二章通风发酵设备【目的要求】1( 掌握种子罐空实消的操作要点;机械搅拌发酵罐罐体结构及设计要求;机械搅拌发酵罐搅拌器的类型;发酵罐换热装置的类型及特点2( 熟悉培养箱的使用注意事项;种子培养罐的结构及特点;轴封的作用及结构;常用联轴器的形式;自吸式发酵罐的结构及充气原理2( 了解培养箱的结构特点;影响带升式发酵罐性能的主要因素;塔式发酵罐的特点;文氏发酵罐的结构、工作机理及优缺点【教学重点、难点】重点:机械搅拌发酵罐罐体结构及设计要求;机械搅拌发酵罐搅拌器的类型;发酵罐换热装置的类型及特点难点:升式发酵罐、塔式发酵罐、文氏发酵罐的特点与结构、工作机理及优缺点【教学内容】第一节菌种培养设备第二节机械搅拌通风种子培养罐第三节机械搅拌通风发酵罐第四节其他通风发酵罐第三章厌氧发酵设备【目的要求】1( 掌握密闭式酒精发酵罐的结构、特点及操作要点;酵母扩大培养罐的结构及操作要点;啤酒锥底罐的结构、特点、安装及使用要求2(熟悉酒精捕集器的作用、类型、工作原理及结构;糖蜜原料制酒精连续发酵的设备组成、特点及操作要点;啤酒大直径露天贮酒罐和朝日罐的结构及特点 3(了解淀粉质原料制酒精连续发酵的设备组成、特点;啤酒连续发酵特点、流程及设备组成。

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。

1．1生物反应器设计基础1、发酵罐数的确定。

可参考课件作业1．2通风发酵罐1、通风发酵罐的主要类型及其原理、优缺点或特点。

答：1. 机械搅拌发酵罐(TRC) 工作原理：利用机械搅拌器的作用，使空气和发酵液充分混合促使氧在发酵液中溶解，以保证供氧。

优点：高生产效率，高经济效益。

2. 气升式发酵罐(ALR) 工作原理：把无菌空气通过喷嘴或喷孔喷射进入发酵液中，通过气液混合物的湍流作用而使空气泡分割细碎，同时由于形成的气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，实现混合与溶氧传质。

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4）传热良好5）结构简单6）能耗小7）不易染菌8）操作和维修方便3. 自吸式发酵罐 工作原理： 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： (1)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；(2)溶氧速率高，溶氧效率高，能耗较低； (3)生产效率高、经济效率高(4)设备便于自动化、连续化。

缺点： 较易产生杂菌污染，需配备低阻力损失低高效空气过滤系统，罐压较低，装料系数约为40％。

4. 通风固相发酵罐 优点：设备简单，投资省。

2、机械搅拌通风发酵罐装配图、各部件作用及原理。

1－轴封 ； 2、20－人孔；3－梯； 4－联轴；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；b p t t t +=24－回流口； 25－视镜；3、机械搅拌通风发酵罐轴功率的计算（非通气状态和通气状态注意参数单位）。

非通气状态： 通气状态：1．3嫌气发酵罐1、酒精发酵罐和啤酒发酵罐的结构特点。

生物工程设备总结1. PCR仪器（Polymerase Chain Reaction）：PCR是一种重要的分子生物学技术，用于扩增DNA片段。

PCR仪器是用于控制温度和实现PCR反应循环的设备。

它由加热和冷却系统组成，可以通过加热DNA模板，让DNA解旋，然后通过引入引物和DNA聚合酶来进行复制。

2.转基因仪器：转基因仪器用于将外源基因导入目标生物体，使其表达新的特性。

常见的转基因仪器包括生物粒子加速器和生物背电击仪。

它们通过物理力学方法将外源基因导入植物或动物细胞中，改变其遗传特性。

3.DNA测序仪：DNA测序仪用于测定DNA序列。

它通过测量DNA中不同碱基的发光强度来确定DNA的序列。

DNA测序仪在基因组学、遗传学和医学研究中起着重要作用，可以帮助科学家识别病毒、细菌和其他生物体中的突变，并进行个体基因组的全面测序。

4.生物反应器：生物反应器用于进行细胞培养和微生物发酵等生物过程。

它们为细胞、组织和微生物提供适宜的生长环境，并控制反应条件如温度、氧气和营养物质等。

生物反应器广泛应用于生物制药、生物燃料和酿酒等领域。

5.蛋白质纯化设备：蛋白质纯化设备用于从复杂的生物体中提取和纯化蛋白质。

它们通过利用蛋白质的物理化学性质，如大小、电荷和亲和力，将其与其他细胞成分分离。

常见的蛋白质纯化设备包括柱层析系统、离心机和膜过滤器。

6.显微镜：显微镜是生物学研究中常见且重要的工具。

它们用于观察细胞、细菌、组织和其他生物制样品的微观结构。

不同类型的显微镜包括光学显微镜、电子显微镜和共聚焦显微镜等。

显微镜在细胞生物学、病理学和基础研究中扮演着关键的角色。

7.电泳设备：电泳设备用于分离和分析各种生物大分子，如DNA、RNA和蛋白质等。

电泳将根据这些分子的电荷、大小或结构将它们分离开来。

常见的电泳设备包括凝胶电泳和毛细管电泳等。

电泳在遗传学、分子生物学和临床研究中被广泛应用。

以上是对生物工程设备的概述。

这些设备在生物科技领域中起着重要的作用，推动着生物学研究和生物工程的发展，为人类健康和生活质量的提高做出了重要贡献。

1.在培养基实罐灭菌过程的保温阶段，应注意凡在培养基液面下的各种进口管道都应通入蒸汽，而在液面以上的其余各管道则应排放蒸汽，不留死角。

2.喷射式加热器的特点是: 蒸汽和料液迅速接触，充分混合，加热是在瞬间内完成, 营养成分损失较少。

3．在培养基实罐灭菌过程将要结束时，应立即引入无菌空气以保持罐压，然后开夹套或蛇管冷却，以避免罐压迅速下降产生负压而吸入外界空气，或引起发酵罐破坏。

4. 培养基在连续灭菌之前，需首先要对空设备进行灭菌, 所用蒸汽温度为125℃～130℃, 时间为30～45分钟。

此时一般维持罐压0.15～0.2 Mpa。

5．喷射式混合器的特点是什么？蒸汽和料液迅速接触，充分混合，加热是在瞬间内完成。

工作时要使用饱和蒸汽或过热蒸汽，即不能含有雾滴，否则雾滴在高速喷出时迅速气化，严重降低真空度。

6.生物工程设备是生物工程和化学工程与设备交叉的学科，主要涉及生物工程生产设备的结构、特点、原理、设计、计算、选型及保养。

7. 培养基连续灭菌的特点有哪些？1)采用高温，快速灭菌，营养成分破坏较少，提高发酵产量；2)灭菌时间短，设备利用率高；3)蒸汽负荷均衡，锅炉利用高；4)适宜采用自动控制；5)减低劳动强度.6)8. 培养基实罐灭菌的主要特点有哪些？1）不需要专门的灭菌设备，投资少，设备简单。

2）灭菌效果可靠，对蒸汽的要求低，一般在（0.3－0.4）×MPa3）中小型发酵罐常用的灭菌方法。

4）灭菌后培养基质量比较差，营养损失大。

5）罐的利用率低。

9. 压缩空气的露点温度比吸气状态空气的露点温度高，压缩比越大，露点温度也越高，更易析出水。

10. 涡轮式压缩机特点是输气量大、效率高、输出空气压力稳定、供气均匀、设备紧凑，占地面积小，无易损部件、空气不带油雾、设备投资大。

11.如何提高过滤除菌工艺设备的效率？（1）减少进口空气的含菌数•减少生产环境空气中的含菌数•空气进风口应设在上风向•提高进口空气的采气位置•加强空气压缩前的预处理（2）设计合理的空气预处理设备，以达到除油、水和杂质的目的（3）设计和安装合理的空气过滤器，选用除菌效率高的过滤介质（4）降低进入空气过滤器的空气的相对湿度，保证过滤介质能在干燥状态下工作：使用无油润滑的空气压缩机加强空气冷却和除油、除水提高进入过滤器的空气温度，降低其相对湿度。