2020年(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。

生物工程设备作业（1-4章）绪论1 为提高生产效应或降低生产成本，生物工程设备发展的趋势是什么？（1）、设备材料越用越好：地缸、木桶——水泥池——碳钢、低合金钢——优质合金钢。

（2）、发酵设备容积逐渐增大：由传统的木桶200-400L逐渐发展到现在:啤酒320m3、谷氨酸 700m3、单细胞蛋白1500m3、喷雾干燥塔由蒸发能力50kg/h发展到5000kg/h。

（3）、自动化程度越来越高：由手动及人工看罐，发展到温度、搅拌、风量、风压、PH、溶氧、消泡、补料全部可以进行自控，应用微机管理。

（4）、设备趋于标准化：由自行设计、加工发展到厂家可提供标准图纸及可订购加工。

（5）、工艺流程更简单化：设备的整合使得单元操作合并，缩短了工艺流程；先进设备的应用，完全改变了原有复杂的工艺流程。

（6）、由分批生产向连续化生产过渡：连续化生产同分批生产相比较，具有优点：操作简单、生产能力大、设备利用率高（灭菌）、生产质量稳定、易实现自动化。

目前，液化、糖化、连消、发酵、浓缩、干燥、结晶等单元操作都可进行连续操作。

2 为适应现代工业化生产的要求，生物工程设备技术改进的方向是什么？3 生物工业化的生产，对生物工程设备的要求是什么？掌握生物工程生产设备结构及工作原理。

主要设备的设计计算及选型。

掌握生物反应器发酵罐的设计。

了解国内外生物工程与设备的新技术、新设备及发展动向。

初步具有独立分析和解决试验研究及工业生产上的工程设备问题的能力。

物料输送1 在进行输送物料设备的选型时，一般考虑的主要因素是什么？2 斗式提升机的料斗类型和各自输送的对象是什么？深斗：深度大、装料多，较难卸料，适用于干燥、易撒落的颗粒物料。

浅斗：深度小，斗口宽，易卸料，可用于较湿和较黏物料的输送。

尖角形斗：侧壁延伸至板外成挡板，安装无间隙，侧壁相连成导槽，不易侧滚。

3 斗式提升机的喂料和卸料方式有哪些，分别适用那种类型的物料？喂料——掏取式：干燥松散的小颗粒、粉状物料，带速较高喂入式：潮湿易结团或大颗粒物料，带速较低卸料——离心式：适用干燥松散且磨损小的物料重力式：适用黏度较大或较重不易甩出的物料4 带式输送机的基本机构和输送的对象是什么？组成：输送带、托辊、鼓轮、传动装置、张紧装置、加料装置、卸料装置水平或倾斜输送粉状、颗粒状、块状、整件物料5 螺旋输送机输送的特点？优点：构造简单，密封好，便于在若干位置进行中间装载或卸载。

第一章原料的输送和粉碎设备1.原料粉碎的目的、方法1)目的：a.增加淀粉粒、酶与水的接触面，加速酶促反应与可溶性物质的溶出，提高淀粉的利用率；b.缩短蒸煮时间，使原料中的还原糖少遭破坏，节约蒸汽用量；c.使原料颗粒度变小，增加在设备和管道中的流动性,易于实现连续化。

2)方法：a.湿式粉碎：将水和原料一起加入粉碎机中，以粉浆状出来特点：无粉尘飞扬，排料方便，不需粉尘通风等；不易贮藏，耗电量大b.干式粉碎:原料直接进入粉碎机进行粉碎特点：需配通风除尘设备（通风管道装在粉碎室）c.回潮干法粉碎：原料喷少量水后在进行粉碎（啤酒厂粉碎）d.连续调湿粉碎：粉碎过程连续喷水2.选择粉碎设备的原则、粉碎度及粉碎程度，对原料粉碎设备的要求1)原则：①根据物料的性质和所要求的粉碎度等而定②坚硬物料、脆性物料：挤压、冲击③韧性、粘性物料：剪切、研磨、挤压④方向性物料：劈裂2)粉碎度：物料粉碎程度前后平均粒径之比x=D1/D2D1 粉碎前物料的平均粒径D2粉碎后物料的平均粒径3）粉碎程度：按粉碎物料和成品的粒度大小分类：粗碎、中细碎、磨碎或研磨、胶体磨；筛析法：以物料通过不同筛目标准筛的百分数来表示4）设备要求：①粉碎后物料颗粒大小均匀②不重复粉碎，已粉碎物料需立即从压榨部分排除③操作自动化④容易更换磨碎的部位，在操作发生障碍时有保险装置，能自动停车。

3.锤式粉碎机的结构、特点1)锤式粉碎机的结构（酒精厂）①锤刀:高碳钢或锰钢，40*125-180*6-7mm。

末端V=25-55m/s,V越大，产品粒度越小，锤刀重量小，易产生自转；重量大，功率大。

②筛板：用以控制粉碎物料的粒度，圆形或长条形。

锤刀与筛孔间隙为5-10mm.一般6+2mm③锯齿形冲击板：与锤刀一起挤压，磨碎物料2)特点：①可做粗碎和细碎②体积紧凑，构造简单，生产能力高③适用于不同性质的物料，物料含水量≤15%④锤刀磨损快，筛网易损坏⑤运转时震动较大，应安装在底层⑥粉碎机底部可采用吸引式气流输送，防止粉尘飞扬，提高产量。

生物工程设备重点考试记得带铅笔、橡皮、尺子、计算器题型：1、名词解释：4x4’ / 5x4’（轴功率、全挡板条件）2、填空题：20x1’（设备名称、部件、小计算题）3、选择题：10x1’（均为单选）4、简答题：每个5分，5-6个（可能会有简单的计算、设计、画图）5、大计算题：3-4问，10分以上，重点在第六章和第八章第一章培养基准备与培养基灭菌的设备重点：连续灭菌工艺的优缺点、连续灭菌设备、塔式加热器、维持罐和喷淋冷却器的结构特点和功能作用 常用的灭菌方法（P4）：化学灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌、过滤灭菌【填空】连续灭菌工艺的优缺点（P10）：优点：①采用高温、快速灭菌，物料受热时间短、营养成分破坏少，培养基连消后质量好，发酵单位高；②灭菌时间短，发酵罐的利用率高；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；缺点：由于培养基采用了连续灭菌工艺，培养基的加热，保温灭菌，冷却都是在发酵罐外完成，因此，需要一套连续灭菌设备和较稳定的饱和蒸汽。

连续灭菌的设备（P10）【7个，图1-3考过填空】配料罐、送料泵、预热罐、连消泵、加热器、维持罐、冷却器塔式加热器（P11）：又称连消塔、加热器，设备的中央是蒸汽导入管，在其管壁上开有与管壁成45°夹角的小孔，孔径一般为5～8mm。

料液从塔的下部由连消泵打入，打料速度控制在使物料在蒸汽导入管与设备外壳的空隙间的流速为0.1m/s左右。

塔式加热器的有效高度为2～3m，物料在塔中停留的加热时间为20～30s。

维持罐（P13）：【看下图1-6】作用：保温灭菌培养基在维持罐中的停留时间就是连续灭菌工艺要求的保温时间或灭菌时间。

【去年考过】第二章发酵用压缩空气预处理及除菌设备【重点章节】重点：生物发酵用净化空气的质量标准；压缩空气的预处理原理，工艺流程设计、设备设计及控制要求；无菌空气制备工艺流程设计及其控制要求发酵用无菌空气的质量标准/指标（P19）：①压缩空气的压强控制在0.2～0.35MPa（表压）；②根据发酵工厂或发酵车间的总体发酵罐容积，确定应提供的压缩空气的流量；③一般控制进发酵罐压缩空气的温度比发酵温度高出10℃左右；④将进入总过滤器的压缩空气的相对湿度控制在60%～70%；⑤通过除菌处理后压缩空气中含菌量降低到零或达到洁净度100级。

生 物 工 程 设 备（第一篇）第一章1，生长动力学公式： （X : 细胞在时间 t 时的浓度； : 细胞在开始时间时的浓度；t : 培养的时间；k : 细胞的特别生长速率。

）2，抑制动力学（米氏公式）： （V : 实际酶促反应速度；Vmax: 最大酶促反应速度；S : 底物浓度；Km : 米氏常数。

）3，致死动力学（阿氏公式）RT Ee A k -⋅=（K : 致死速率；A : 阿氏常数（Arrhenius ）E : 反应活化能；T : 体系的绝对温度；R : 理想气体常数。

）4，生物反应器设计要求：①反应器的物理传热传质特征②培养生物体的生理生化特征③生长要求④灭菌要求⑤其它要求5，生物反应器种类：①厌氧生物反应器：酒精发酵罐，沼气池②通气生物反应器：机械通风搅拌罐，气升罐，鼓泡罐，自吸罐③光照生物反应器④膜生物反应器6，剪切力对发酵的影响：①剪切力对质量和热量传递有较大影响,湍流传导与层流传导②对动物细胞和植物细胞培养影响很大③对放线菌和丝状真菌的影响7，机械搅拌通气发酵罐：机械搅拌通气式发酵罐又称通用式发酵罐，是工业上最常用的一种微生物反应器，这类发酵罐既具有机械搅拌又有压缩空气分布装置，搅拌器的主要作用是打碎空气气泡，增加气液接触界面，以提高气液间的传质速率，同时也是为了使发酵液充分混合，液体中的固形物料保持悬浮状态。

优点：充分的搅拌，高密度培养时其供氧能力和混合效果好缺点：剪切力大，对植物细胞或剪切力敏感菌株易造成较大损伤8，气升式生物反应器：气升式生物反应器是通过通气气流的上升带动流体混合的一类发酵罐。

优点：无需机械搅拌，因而动力消耗相对较小，且能够避免搅拌轴封所导致的微生物污染缺点：剪切力小导致的混合强度不足，不适应于高粘度的培养体系（第一篇）第二章1，机械搅拌通气发酵罐结构：罐体，搅拌器和挡板，换热装置，轴封装置，空气分布器，消泡装置，空气过滤系统（记结构图）2，气-液相间溶氧传质理论：气泡中的氧→气液界面→氧从气相侧转移到液相侧 →氧从液相侧转移到液相主体→氧从 液相主体转移至细胞表面→氧扩散至细胞内3，常用的涡轮搅拌器有平叶式、弯叶式和箭叶式三种4，空气净化除菌方法及原理：热杀菌, 辐射杀菌, 静电除菌, 过滤除菌5， 机械搅拌反应器的优点:操作弹性大，pH 值和温度易于控制；有较规范的工业放大方法；适合连续培养缺点:驱动功率大；内部结构复杂，难于彻底洗净,易造成污染；在丝状菌的培养中由于搅拌 器的剪切作用，细胞易损伤6，增加（培养基）中溶解氧供应的办法①加大通气②加大搅拌转速③改变叶轮形状和罐体 设计④加压发酵⑤富氧通风7，污染发生的原因：①空气过滤系统②密封系统③卫生死角......（液流的方向）8，一个150 m3的生物反应器在35 oC 条件下用糖蜜生产霉菌菌体。

（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。

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。

第一章1、 维持系数：它是保持细胞一个有序状态，补偿系统中熵的产生、避免造成细胞死忙的平衡状态中花费的能量。

维持的定义2、Monod 方程μmax:特定基质下最大比生长速率Ks : 饱和常数，μ= μmax/2 时的基质浓度，是菌对基质亲和力的一种度量。

当基质浓度S ＞＞Ks 时， μ= μmax 。

K S 饱和常数；当基质浓度S>>K S , u=u max /2什么条件是对数生长期：当Ks 》S 时，u=u max3、多基质时的生长动力学曲线4、产物形成动力学的分类及其它们相应的特点：根据细胞生长与产物形成有否偶联进行分类：偶联型、非偶联型、混合型（1）偶联型发酵类型的特点：⏹ 微生物的生长和糖的利用与产物合成直接相关连。

⏹ 产物的形成与生长是平行的。

⏹ 产物合成速度与微生物生长速度呈线性关系，而且生长与营养物的消耗成准定量关系。

⏹ 方程：（2⏹ 生产与产物合成非偶联类型：多数次生代谢产物的发酵属这种类型，如各种抗生素和微生物毒素等物质的生产速率很难与生长相联系。

产物合成速度与碳源利用也不存在定量关系。

⏹ （3）生长混合型的特点： ⏹ 生长产物合成混合型：它是介于生长产物合成偶联型与生长产物合成非偶联之间的中间类型，产物的合成存在着与生长相联和不相联两个部分。

该类型的动力学产物合成比速率的最高时刻要迟于比生长速率最高时刻的到来。

第二章第一节：机械通风搅拌发酵罐的主要结构及其相应的功能：通用的机械搅拌通风发酵罐主要部件包括罐体、搅拌器、轴封、打泡器、联轴器、中间轴承、空气吹泡管（或空气喷射器）、挡板、冷却装置、消泡器、人孔以及视镜等1、罐体的功能：为了满足工艺要求，罐需承受一定温度和压力，通常要求耐受130℃和0.25 MPa (绝对大气压)。

2、搅拌器的功能其作用主要是打碎气泡，加速和提高溶氧。

涡轮式搅拌器的叶片有平叶式、弯叶式、箭叶式三种3、挡板的功能挡板的作用是防止液面中央产生漩涡，促使液体激烈翻动，提高溶解氧。

2020年（生物科技行业）河南工业大学生物工程设备习题集（生物科技行业）河南工业大学生物工程设备习题集问答题:(每题7分)1.叙述喷射自吸式发酵罐的工作原理。

答:喷射自吸式发酵罐的工作原理是用泵将发酵液送入文氏管中,由于文氏管的收缩段中流速增加,即动压力增加,静压力减小,形成负压,将无菌空气吸入,且被高速流动的液体打碎、分散,和液体均匀混合,提高发酵液中的溶解氧，这是溶氧阶段。

当发酵液从上升管进入发酵罐后，微生物耗氧，同时发酵液向发酵罐底部循环，待发酵液中的溶解氧即将耗竭时，发酵液又从发酵罐底部被泵打入上升管，开始下壹个循环。

2.酒精发酵罐由于操作失误就可能造成罐内真空甚至被吸瘪，叙述造成上述事故的原因，以及预防和修复(被吸瘪)的方法。

答：酒精发酵罐出现真空主要是发酵罐在密闭条件下转罐或进行内部清洗时造成的。

由于大型发酵罐在工作完毕后放料的速度很快，有可能造成壹定的负压。

另外，即便罐内留存壹部分CO2气体，在进行清洗时，由于清洗溶液中含有碱性物质，和CO2进行中和反应，除去了CO2也可能使罐内形成真空。

如果不即时进气，在外界压力作用下发酵罐就会被压瘪。

所以大型发酵罐应设防止真空装置，在罐顶安装壹个真空安全阀。

真空安全阀的作用是当罐内出现真空时，阀门开启，允许空气进入罐内，以建立罐内外压力的平衡。

如果出现上述事故（发酵罐被吸瘪），能够用高压水涨法使其复圆。

3.圆筒锥底啤酒发酵罐上为什么要安装真空安全阀?祥细解释它的作用。

答：筒锥底啤酒发酵罐出现真空主要是发酵罐在密闭条件下转罐或进行内部清洗时造成的。

由于大型发酵罐在工作完毕后放料的速度很快，有可能造成壹定的负压。

另外，即便罐内留存壹部分CO2气体,在进行清洗时,由于清洗溶液中含有碱性物质,和CO2进行中和反应,除去了CO2也可能使罐内形成真空。

所以大型发酵罐应设防止真空装置。

真空安全阀的作用是当罐内出现真空时，阀门开启，允许空气进入罐内，以建立罐内外压力的平衡。

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。

1,发酵罐的公称体积：指发酵罐的几何尺寸经过计算和整合后的体积。

2一次蒸汽：作为热源的蒸汽。

二次蒸汽;从溶液中汽化出来的蒸汽。

3凝胶层析：利用凝胶粒子为固定相，根据料液中溶质相对分子质量的差别进行分离的液相层析方法。

4结晶：溶质从过饱和溶液中析出形成新相，是一个表面化学反应的过程。

5沟流：在流固系统或气液系统中，由于不均匀的流动，流体打开了一条阻力很小的通道，形成所谓沟，以极短的停留时间通过床层，这种现象称为沟流。

6层析现象：在气固系统中，因固体颗粒大小相差较大或密度不同，在沸腾干燥操作过程中，小颗粒被气体带出，中等颗粒接近卸出，大颗粒沉降于床层底部，造成无法流化或结疤的现象。

7离子交换法：应用合成的离子交换剂作为吸附剂，将溶液中的物质依靠库仑力吸附在交换剂上然后用合适的洗脱剂将吸附物质从交换剂上洗脱下来达到分离，浓缩提纯的目的。

8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）保证二次蒸汽的迅速排除，使溶剂不断汽化，（3）一定的热交换面积，以保证传热量。

9沸腾干燥:利用流态化技术，即利用热的空气使孔板上的粒状物料呈流化沸腾状态，使水分迅速汽化而达到干燥目的。

10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固态水直接升华出来。

简答题1锤式粉碎机工作原理：利用围绕水平轴急速旋转的锤刀对物料进行冲击粉碎，转子的旋转在每根沟槽内形成一个气旋涡流场，使颗粒间彼此撞击碰撞达到进一步粉碎，细料经筛网排出，未到细度要求的颗粒，经粉碎室继续粉碎。

2良好生物反应器应满足的条件：1结构严密，经得起蒸汽的反复灭菌，内壁光滑，耐蚀性好，以利于灭菌彻底和减小金属离子对生物反应的影响，2有良好的气液固接触和混合性能以及高效的热量、质量、动量传递性能，3在保持生物反应要求的前提下降低能耗，4有良好的热量交换性能，以维持神武反应最适温度，5有可行的管道比例和仪表控制，适用于灭菌和自动化控制。

（根据筛孔大小不同分，孔径由上至下变小）生物工程设备考试重点第一章 生物质原料处理过程与设备一、生物质原料的筛选除杂设备1、夹杂物大体上分三类：①纤维性较长的物质 ②颗粒状物质 ③铁磁性物质 （填）2、根据麦粒横截面积大小，将筛选除杂设备分为：粗选设备、精选及分级设备（1）粗选设备：①大麦粗选机 特点：振动筛，分为风选、三级振动筛、平面筛②磁力除铁器 分离组成：永久磁铁、电磁铁 磁铁分离方法：永磁溜管（平板磁铁分离器）、永磁滚筒 （旋转式）（2）精选及分级设备（生物设备）①精选机：精选适用于颗粒状物料，按颗粒长度分级。

精选机理：利用带有袋孔（窝眼）的工作面来分离杂粒物料，袋孔中嵌入长度不同的颗粒，带升高度不同而分离。

大麦分级 根据腹径大小分为三级：Ⅰ：＞2.5mm Ⅱ：2.2~2.5mm Ⅲ：＜2.2mm （饲料）一般选择＞2.2mm 以上制大麦（即Ⅰ、Ⅱ级）②分级设备 平板分级筛、圆筒分级筛 （简单知道）二、生物质原料的粉碎设备1、机械粉碎的5种形式（5种粉碎力）：挤压、冲击、研磨、剪切和劈裂。

（填）2、粉碎设备①锤式粉碎机 作用力：冲击力、挤压力、研磨②盘磨机 作用力：研磨、剪切③球磨机 作用力：转机、研磨④辊式粉碎机 作用力：挤压、剪切和研磨。

物料一般麦芽、大米较多类型：两辊式粉碎机、四辊式粉碎机、五辊式粉碎机（前三个辊为光辊，后两个为丝辊）、六辊式粉碎机（三对辊筒，前两对为光辊，后一对为丝辊）⑤湿式粉碎机 根据是否加水，分为干法粉碎和湿法粉碎三、生物质原料固体间的混合1、固体混合的机理：①对流混合：固体粒子的循环流。

②剪切混合：粒子间相互滑动和撞击产生。

③扩散混合：存在状态不同而产生的局部混合作用。

2、混合设备（分为2大类）①回转型混合机：水平圆筒型、倾斜圆筒型、V 型、双锥型、立方体型②固定型混合机：搅拌槽式混合机、回转圆盘型混合机第二章 物料输送过程与设备一、固体物料的输送1、4种设备：①斗式提升机（垂直提升物料） ②皮带运输机（水平或斜向上提升物料）③螺旋输送机（水平或斜向上） ④气力输送系统（垂直或水平）2、斗式提升机（会画简图）（1）料斗：分为浅斗、深斗和尖角形斗。

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。

生物工程设备一、题型填空1’×32、名词解释3’×5、不定项选择2’×5、综合（简答、画图、看图说明）、计算10’二、必考题1、简答题P140 g H p )1)((F M ερρ--=∆和与之类似的问题 （这个公式考选择题）2、看图说明题（P137左 离子交换罐，P95-96真空鼓式过滤机）（这个考看图写元件名称）3、画图题P22，空气压缩与处理系统流程图，并举例说明（eg.空气储罐）（这个考画图题）4、计算题P170 （例8-3，一定要好好看）（考试计算题）5、问答题：等速段的传热系数和加速段的平均传热系数是多少？三、分章节重点第一章 培养基准备与灭菌设备1、培养基的定义与分类培养基是指供特定的微生物细胞、动物细胞、植物细胞、细胞组织、微生物等进行生长繁殖、代谢和合成产物需要的，按一定组成比例配制而成的营养物质。

分为天然培养基和合成培养基。

2、常用的灭菌方法：化学灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌、过滤灭菌。

3、连续灭菌工艺的优点：①采用高温、快速灭菌，物料受热时间短，营养成分破坏少，培养基连消后质量好，发酵单位高。

②由于灭菌时间短，发酵罐的利用率高；③蒸汽负荷均衡，锅炉利用率高。

适宜采用自动控制⑤减低劳动强度。

4、培养基连续灭菌系统设备由配料罐（池）、送料泵、预热罐、连消泵、加热器、维持罐和冷却器7个关键设备组成。

P115、塔式加热器①45°上稀下密小孔②中央蒸汽导入管③培养液从下面进料，从上面出料6、维持设备起保温灭菌作用，使加热后的培养基在维持设备中保温停留一段时间，以达到灭菌的目的。

第二章 发酵用压缩空气预处理及除菌设备（P19）1、压缩空气预处理为什么还要用到加热器？将析出了水分的压缩空气加热，可以降低其相对湿度（一般控制在60%~70%左右），这样可以防止空气总过滤中的过滤介质因受潮而失效，而导致发酵工厂大面积染菌。

2、空气压缩预处理系统的设备流程：吸风塔→前置过滤器→空气压缩机→空气储罐−−−−−−→−管道沿程冷却第一冷却器→旋风分离器→第二冷却器→旋风分离器→丝网除沫器→空气加热器→总过滤器→进入车间发酵罐上空气过滤器3、压缩空气储罐的作用：①稳定压强消除空气脉动②让高温的空气在储罐里停留一段时间，起到空气的部分杀菌作用（注意此时要在空气储罐外加保温层）。

（生物科技行业）生物工程设备复习题生物工程设备复习题第壹套一、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，粒子的和讯号峰值有关，和讯号脉冲频率有关。

7、发酵罐的管壁厚度主要和发酵罐的和有关。

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壹个，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.之上皆非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--壹级冷却器--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--壹级冷却器--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--壹级冷却器--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--壹级冷却器--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。

2020年（生物科技行业）生物工程设备复习题（生物科技行业）生物工程设备复习题生物工程设备复习题第壹套一、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，粒子的和讯号峰值有关，和讯号脉冲频率有关。

7、发酵罐的管壁厚度主要和发酵罐的和有关。

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壹个，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.之上皆非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--壹级冷却器--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--壹级冷却器--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--壹级冷却器--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--壹级冷却器--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。