第八章 过滤、离心和膜分离设备
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《生物分离工程》课程笔记第一章绪论一、生物分离工程的历史及应用1. 历史生物分离工程的历史可以追溯到古代酿酒和面包制作时期,但作为一个独立领域的发展始于20世纪。
早期的生物分离技术主要依靠自然现象,如沉淀、结晶等。
随着科技的发展,尤其是生物技术的崛起,生物分离工程逐渐形成一门独立的学科,并得到了迅速发展。
2. 应用生物分离技术在医药、食品、农业、环境保护等领域有广泛的应用。
例如,在疫苗生产中,需要从细胞培养液中分离出病毒或细菌;在抗生素提取中,需要从发酵液中提取抗生素;在蛋白质纯化中,需要从混合蛋白质中分离出目标蛋白质;在果汁澄清中,需要去除果汁中的悬浮固体等。
二、生物分离过程的特点1. 复杂性生物分离过程涉及生物大分子(如蛋白质、核酸、多糖等)的分离和纯化,这些生物大分子在结构和性质上具有很高的复杂性,因此生物分离过程也具有较高的复杂性。
2. 多样性生物分离过程中,针对不同的生物大分子和混合物,需要采用不同的分离方法和工艺,因此生物分离过程具有很高的多样性。
3. 灵敏度生物大分子在分离过程中容易受到外界因素的影响,如温度、pH值、离子强度等,因此生物分离过程需要严格控制条件,具有很高的灵敏度。
4. 易失活性生物大分子在分离过程中容易发生变性、降解等失活现象,因此生物分离过程需要尽量减少这些失活现象的发生。
5. 高价值生物大分子往往具有很高的经济价值,如药物、生物制品等,因此生物分离过程需要高效、高收率地分离目标物质,以满足市场需求。
第二章过滤一、过滤基本概念及预处理1. 过滤基本概念过滤是一种基于孔径大小实现固体与流体分离的技术。
在生物分离工程中,过滤技术被广泛应用于细胞培养液、发酵液、酶反应液等混合物的初步分离和纯化。
过滤过程中,混合物通过过滤介质(如滤纸、滤膜等),固体颗粒被拦截在过滤介质上,而流体则通过过滤介质流出,从而实现分离。
2. 预处理为了提高过滤效率,通常需要对混合物进行预处理。
《化工原理》教案第一章:绪论1.1 课程介绍解释化工原理的概念和重要性概述课程的目标和内容1.2 化工过程的基本类型介绍化工过程的四个基本类型:单元操作、单元过程、化学反应和物理变化解释每种类型的特点和应用1.3 化工工艺流程图介绍化工工艺流程图的符号和表示方法分析一个简单的化工工艺流程图1.4 化工生产中的安全和环保强调化工生产中的安全措施和注意事项讨论环保在化工生产中的重要性第二章:流体力学基础2.1 流体的性质介绍流体的定义和分类解释流体的密度、粘度和表面张力等基本性质2.2 流体力学方程介绍流体力学的基本方程,如质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程解释这些方程在化工中的应用2.3 流体的流动讨论流体的层流和湍流流动分析流速、流量和流阻等概念2.4 泵与风机的原理及应用介绍泵和风机的分类和工作原理讨论泵和风机在化工生产中的应用和选择第三章:热力学基础3.1 热力学基本概念介绍热力学的定义和基本术语,如系统、状态、过程和能量解释热力学第一定律和第二定律3.2 热力学方程介绍热力学方程,如状态方程、焓方程和熵方程分析这些方程在化工中的应用3.3 相平衡讨论相平衡的基本原理和相图解释单组分系统和多组分系统的相平衡条件3.4 热传递介绍热传递的类型和方式,如导热、对流和辐射分析热传递的数学表达式和计算方法第四章:化学平衡与反应工程4.1 化学平衡的基本概念介绍化学平衡的定义和基本原理解释化学平衡常数和勒夏特列原理4.2 化学平衡的计算介绍化学平衡的计算方法和步骤分析化学平衡计算中的限制条件和优化问题4.3 反应动力学介绍反应动力学的定义和基本方程解释零级反应、一级反应和二级反应的特点和计算方法4.4 反应器设计介绍反应器的类型和设计原则分析反应器的操作条件、效率和优化问题第五章:分离工程5.1 分离方法概述介绍分离工程的概念和重要性概述常见的分离方法,如过滤、离心、吸附和蒸馏5.2 过滤原理与设备介绍过滤原理和过滤介质的选择分析过滤设备的设计和操作条件5.3 离心分离原理与设备解释离心力产生的原理和离心分离的适用范围讨论离心分离设备的设计和操作条件5.4 蒸馏原理与设备介绍蒸馏原理和蒸馏塔的设计分析蒸馏操作的条件和蒸馏效率的优化第六章:膜分离技术6.1 膜分离原理介绍膜分离技术的定义和基本原理解释膜的筛选作用和选择性分离机制6.2 膜材料的类型及选择讨论膜材料的种类,如聚合物膜、陶瓷膜和生物膜分析膜材料的选择依据和应用领域6.3 膜分离过程及设备介绍常见的膜分离过程,如微滤、超滤、纳滤和反渗透分析膜分离设备的设计和操作条件6.4 膜污染与清洗讨论膜污染的类型和影响因素介绍膜清洗的方法和技术第七章:吸附工程7.1 吸附原理介绍吸附的概念和吸附等温线解释吸附剂的选择和吸附过程的类型7.2 吸附平衡与动力学分析吸附平衡的数学表达式和影响因素讨论吸附动力学的基本方程和特点7.3 吸附塔的设计与操作介绍吸附塔的类型和设计原则分析吸附塔的操作条件、效率和优化7.4 吸附应用实例探讨吸附技术在化工、环境保护等领域的应用实例第八章:离子交换与电解8.1 离子交换原理介绍离子交换的定义和基本原理解释离子交换树脂的选择和离子交换过程的类型8.2 离子交换设备及操作介绍离子交换设备的类型和操作条件分析离子交换效率和优化问题8.3 电解原理与设备解释电解的概念和电解池的类型讨论电解设备的设计和操作条件8.4 电解应用实例探讨电解技术在化工、能源等领域的应用实例第九章:热泵与制冷工程9.1 热泵原理与分类介绍热泵的概念和分类,如空气源热泵、水源热泵和地源热泵解释热泵的工作原理和性能评价指标9.2 热泵系统的设计与运行介绍热泵系统的设计方法和运行条件分析热泵系统的能效比和优化问题9.3 制冷原理与设备解释制冷的概念和制冷循环的类型讨论制冷设备的设计和操作条件9.4 制冷应用实例探讨制冷技术在空调、食品保鲜等领域的应用实例第十章:化工过程控制与优化10.1 过程控制的基本概念介绍过程控制的目标和基本原理解释控制器、传感器和执行机构等基本组成部分10.2 常用过程控制策略讨论常用的过程控制策略,如比例-积分-微分控制(PID控制)和模糊控制分析这些策略在化工过程中的应用10.3 过程优化方法介绍过程优化的基本方法和算法,如线性规划、非线性规划和小肠曲线法解释这些方法在化工过程中的应用和效果10.4 过程控制与优化的案例分析探讨实际化工过程中过程控制与优化的案例,分析其效果和经济效益第十一章:化工过程强化的途径11.1 过程强化的意义强调过程强化在提高化工生产效率和降低成本中的重要性讨论过程强化的目标和方法11.2 反应工程强化技术介绍反应工程中常用的强化技术,如微反应器、固定床反应器和流动床反应器分析这些技术在提高反应速率和选择性方面的应用11.3 分离工程强化技术讨论分离工程中常用的强化技术,如膜分离、吸附和离子交换分析这些技术在提高分离效率和降低能耗方面的应用11.4 能量工程强化技术介绍能量工程中常用的强化技术,如热泵、热交换器和制冷循环分析这些技术在提高能源利用效率和降低运行成本方面的应用第十二章:化工过程中的节能与减排12.1 节能的意义与途径强调节能对于化工生产的重要性讨论节能的途径和方法,如过程优化、设备改进和能源管理12.2 减排的意义与途径强调减排对于环境保护的重要性讨论减排的途径和方法,如废物利用、污染物控制和清洁生产12.3 节能减排技术的应用介绍节能减排技术在化工生产中的应用实例分析这些技术的经济效益和环境效益12.4 节能减排的政策与法规讨论国家和地方关于节能减排的政策和法规分析遵守这些政策和法规的重要性及应对措施第十三章:化工过程中的危险与防护13.1 危险源识别与风险评价介绍危险源识别和风险评价的方法和步骤分析化工过程中可能遇到的危险和风险13.2 安全技术与措施介绍化工过程中常用的安全技术和措施,如泄压装置、防火防爆设施和紧急停车系统分析这些技术和措施在防止事故发生和减轻事故损失方面的作用13.3 职业健康与防护强调职业健康在化工生产中的重要性讨论化工过程中职业病的类型和防护方法13.4 应急预案与救援介绍应急预案的编制和实施分析化工事故应急救援的方法和措施第十四章:化工企业的管理与组织14.1 企业管理的基本原理介绍企业管理的基本原理和方法,如目标管理、绩效评价和组织结构设计分析这些原理在化工企业中的应用和效果14.2 企业战略与规划强调企业战略和规划在化工企业发展中的重要性讨论企业战略的类型和制定方法14.3 企业技术创新与管理介绍企业技术创新的途径和方法分析企业技术创新在提高竞争优势和适应市场需求方面的作用14.4 企业文化建设与员工培训强调企业文化建设在提高员工凝聚力和促进企业发展中的重要性讨论员工培训的方法和内容第十五章:化工行业的现状与展望15.1 化工行业的现状分析全球化工行业的总体状况和发展趋势讨论我国化工行业的发展现状和存在问题15.2 化工行业的挑战与机遇强调化工行业面临的挑战和机遇分析应对这些挑战和机遇的方法和策略15.3 化工行业的发展方向介绍化工行业未来发展的趋势和方向分析低碳经济、绿色化学和可持续发展在化工行业发展中的重要性15.4 化工行业的技术创新与人才培养强调技术创新和人才培养在推动化工行业发展中的重要性讨论技术创新和人才培养的途径和方法重点和难点解析重点:1. 化工过程的基本类型和特点2. 流体力学、热力学和化学平衡的基础知识3. 常见单元操作和单元过程的原理和应用4. 泵与风机、膜分离技术、吸附工程、离子交换与电解、热泵与制冷工程的基本原理和设备设计5. 过程控制与优化的基本概念和方法6. 化工过程强化的途径、节能与减排的措施和技术7. 化工过程中的危险与防护、管理与组织、行业的现状与展望难点:1. 流体力学方程在复杂情况下的应用2. 热力学第二定律和熵的概念理解3. 化学平衡的计算和反应工程的优化4. 分离工程中膜污染和清洗的技术5. 吸附工程中吸附等温线和动力学的分析6. 离子交换与电解设备的设计和操作7. 过程控制中的PID控制和优化算法8. 化工过程强化、节能减排技术的实际应用和效果评估9. 化工企业管理和组织结构的优化10. 化工行业面临的挑战和机遇,以及低碳经济和可持续发展的实践这些重点和难点涵盖了教案《化工原理》的主要内容,学生在学习和理解这些知识点时,需要充分的实践和老师的指导。
第二章物料输送过程与设备离心泵:①原理:驱动机通过泵轴带动叶轮旋转产生离心力,在离心力的作用下液体沿叶片流道被甩向叶轮出口,液体经蜗壳收集送入排出管。
液体从叶轮获得能量,使压力能和速度能均增加,并依靠此能量将液体送到工作地点。
同时,叶轮入口中心形成低压,在吸液罐和叶轮中心处的液体之间产生了压差。
洗液罐中的液体在这个压差的作用下不断吸入管路及泵的吸入室,进入叶轮中心。
气蚀:离心泵工作时,叶轮中心处产生真空形成低压而将液体吸上,在真空区发生大量汽化气泡。
含气泡的液体挤入高压区急剧凝聚破裂产生局部真空。
周围的液体以极高的速度流向气泡中心,产生巨大的冲击力。
把泵内气泡的形成和破裂而使叶轮材料受到破坏的过程,叫做气蚀。
气缚:离心泵启动时,如泵内有空气,由于空气密度很小产生离心力。
因而液体中心产生低压不足以吸入液体,这样虽然启动离心泵也不能完成输送任务的现象。
往复泵:①原理:活塞自左向右移动时泵缸内形成负压,液体吸入电动往复泵阀进入缸内。
当活塞自右向左移动时,缸内液体受挤压,压力增大。
由排出阀排出。
活塞往复一次则各吸入和排出一次液体,这成为一个工作循环。
②结构:泵缸、活塞、活塞杆、吸入阀、排出阀漩涡轮:①特点:流量小。
压强大。
②原理:叶轮旋转时,液体进入流道,受旋转叶轮的离心力作用,被甩向四周环形流道并转动,叶轮内侧液体受离心力的作用大,而在流道内受到离心力作用小,由于所受离心力大小不同,因而引起液体作纵向漩涡运动。
螺纹杆泵:①特点:流量稳定、压强高、作为连消塔进料泵。
②原理:利用螺杆的回转来吸排液体。
压缩比:P出口/P进口(绝对压强)7.涡轮式空压机:①犹如一台多级串联的离心泵压缩机。
②特点:动气量大、出口压强大③③型号:DA型和SA型“D”---单吸“S”---双吸“A”—涡轮压气机往复式空压机:①缺点:气量不稳、空气中夹带油。
②原理:气罐并联。
吸入阀和排气阀具有止逆作用,使缸内气体数量保持一定,活塞移动使气体的压力升高,当达到稍大于出口管的气体压力时,缸内气体便开始顶开排气阀的弹簧进入出口管,不断排出。
1. 在工业化生产中,发现溶氧速率偏低,造成产品质量降低,试问有哪些方法可以提升溶氧速率,进而提升产品的质量?答1 增加搅拌转速;2 增加通气量;3 通入纯氧;4 增加罐压力;5 加入促进氧气溶解的试剂6 减少装液量或减少发酵罐体积2. 试解释为什么生物反应器体积增加,传质效率降低?答:生物反应器的传质效率主要用T f对流传递时间常数,值等于L/V; T d为扩散传递时间常数L/k2 T C 等于基质消耗时间常数。
随着生物反应器的增加,T f和T d急剧增加,因为L增加。
T C 值不随体积增加而改变,这就造成营养物质供应速率随体积增加而急剧减小,营养物质消耗速率不变,结果是物质供应相对于营养需求不足,总的表象就是传质性能差,所以要求大幅度提升传质性能,强化传质。
3. 气升式生物反应器是如何强化传质的?答1 高茎比较大,增加气体溶解效率,同时减少对径向传质的需求。
2 底部较大的通气量,强化轴向传质4. 气升式生物反应器的优缺点是什么?答:优点: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,对生物细胞的损伤小4 传热良好;5 结构简单,易于加工制造;6 操作和维修方便。
缺点:1 空气吞吐量大2 有机体、营养物质、溶氧混合控制难度高3 不适于颗粒和粘度大的培养基1 某个企业从高校研究室购买一株亚油酸高产菌株,在20 L 发酵罐内验收的指标都达到企业购买合同中对菌株实验室的性能要求,企业在合同中没有涉及工业化生产的要求,企业在工业化生产时发现,在20 m3 发酵罐中的产量远低于实验室水平,企业以菌株不合格为由,把高校诉讼到法院,你认为谁会胜诉,说明原因。
答企业败诉,因为合同仅仅要求实验室规模的产品质量,对工业化生产产品的质量没有要求。
实验室规模产品质量与工业化生产产品质量有很大的可能性存在巨大差异。
因为,随着发酵体积增加,对流传递时间常数和扩散传递时间急剧增加,而基质消耗时间不变,所以工业化生产往往存在溶氧工业不足或营养物质供应不足,温度或酸度控制不均匀或不灵敏的问题,这就造成产品质量或产量急剧下降。
生化分离工程知识点归纳第一章绪论1、生物物质分离工程:在工业规模上,通过适当的分离纯化技术与装备并消耗一定的能量和分离介质来实现生物物质(产品)制备的过程,是生物产业的一个重要组成部分。
2、生物工程下游加工过程的特点:(1)成分复杂:固体成分、液体成分(2)悬液中的目标产物浓度低(3)稳定性差:化学(温度和pH值)或微生物引起的降解(4)生物产品质量要求高:纯度、卫生、生物活性3、下游加工过程的一般流程(4个阶段):发酵液的预处理与固液分离、初步纯化(提取)、高度纯化(精制)、成品加工。
4、某一具体产品的分离提取工艺设计中应考虑的问题:①产物本身的性质;②是胞内产物还是胞外产物;③原料中产物和主要杂质浓度;④产物和主要杂质的理化特性及差异;⑤产品用途和质量标准;⑥产品的市场价格;⑦不同分离方法的技术经济比较及废液的处理方法等。
第二章发酵液的预处理与过滤1、发酵液的预处理发酵液的预处理的方法:(1)加热:最简单、最经济的预处理方法是加热,降低料液黏度,也可以对其进行灭菌。
但加热变性的方法只适合于对热稳定性的产物。
(2)调节料液的pH值:促进全细胞聚集。
(3)凝聚和絮凝:凝聚是指通过加入简单电解质降低了胶体粒子间的排斥电位,从而使得范德华引力起主导作用,聚合成较大的胶粒,粒子的密度越大,越易分离。
常用凝聚剂多为阳离子型如明矾、三氯化铁。
絮凝是指预处理时加入絮凝剂(通常指天然或合成的生物大分子聚电解质)既能降低排斥电位,又吸附了周围的微粒,形成桥架作用,促使胶粒形成粗大,密度低的絮凝团。
这些絮凝团很容易被过滤得到。
主要絮凝剂:聚丙烯酰胺、聚苯乙烯、多聚胺衍生物。
(4)使用惰性助滤剂:硅藻土、珍珠岩。
2、真空过滤器的优点:连续自动操作,节省人力,生产能力大。
真空过滤器的缺点:附属设备多,投资费用高,推动力小适用于量大易过滤的料液。
3、压滤器的优点:过滤推动力大,过滤面积大。
压滤器的:缺点:板框压滤机劳动强度大,投资、维护费用高。
食品工厂机械与设备课后题第一章判断题1•我国尚未颁布食品机械设备分类标准。
(V)2•食品加工机械设备多为成套设备。
(X)3•食品加工机械设备应当全由不锈钢制造。
(X)4•所有不锈钢材料在任何场合均不生锈。
(X)5•各种不锈钢的基本成分是铁和铬。
(2)6. 一般不锈钢中的铬含量不超过28%O(V)7•食品工业不可采用非不锈钢材料制作的容器。
(X)8. 304不锈钢的镍含量为10% °(X)9•食品加工设备所采用的轴承都应为非润滑型。
(X)10.具压力、高温内腔的设备应设置安全阀、泄压阀等超压泄放装置。
(2)11•机械设备的安全操作参数包括额定压力、额定电压、最高加热温度等。
(2)12. 食品加工机械设备的噪声不应超过95dB (A)o (X)13. 严禁在任何表面或夹层内采用玻璃纤维和矿渣棉作为绝热材料。
(2)14. 设备的产品接触表面应无凹坑、无疵点、无裂缝、无丝状条纹。
(2)第二章物料输送机械判断题1. 带式输送机只能水平或向上输送。
(X)2. 原理上讲斗式提升机可以正反向两种方向输送。
(X)3. 带式输送机的最大输送距离为20m °(X)4. 输送韧性和可压缩性物料时,可以采用齿式或叶片式螺旋输送机。
(2)5. 卫生离心泵的吸入口位置只要低于贮罐口,开机时就可将罐内料液吸出。
(X)6. 螺杆泵的转动件是用食用级橡胶制造的。
(X)7. 螺杆泵、齿轮泵和离心泵只要改变旋转方向就可以改变输送方向。
(X)8. 螺杆泵的输出压头与螺杆的长度有关。
(2)填空题1 •斗式提升机按输送的方向有倾斜式和垂直式两种,料斗的形式有深斗、浅斗和尖角型斗三种。
装料的方式有吸取式和撒入式两种。
2. 带式输送机的输送带有橡胶带、帆布带、钢丝网带、链条带等。
布带常用于饼干成型机械。
灌装线上用于输送容器的输送机常采用链板式形式的输送带。
热烫机中使用的带式输送机常采用塑料式输送带。
果蔬加工预处理生产线上用于拣选用的输送机常采用钢丝网形式的输送带。
《生物物质分离工程》课程教学大纲一、课程的地位、性质和任务《生物物质分离工程》是生物工程专业学生必修的一门主要专业课程。
其主要任务是讲授生物工程产品的分离纯化基本原理,典型工艺、设备计算方法,培养学生具有一定的分析和解决生化分离单元操作中遇到的实际问题的能力。
此外,对培养学生具有正确的认识观和唯物辩证思想方法也有重要作用。
二、大纲编写依据根据学院专业课程教学要求及兄弟院校的教学大纲,参照有关教材编写。
三、大纲适用范围本大纲适用于生物工程专业本科学生。
四、大纲本文第一章绪论1.1生物分离工程的历史及其应用1.2 生物分离工程的特点1.3 生物分离方法简述及发展动向第二章发酵液的预处理2.1 发酵液的特点2.2 发酵液的预处理2.3 发酵液的相对纯化2.4 固-液分离过程第三章细胞的破碎与分离3.1 概述3.2 细胞壁的结构及组成3.3 细胞壁的破碎3.4 包涵体的分离及蛋白质的复性第四章萃取4.1 萃取基本概念4.2 分配定律与分配平衡4.3 溶剂萃取4.4 反胶团萃取4.5 双水相萃取4.6 超临界萃取第五章沉淀5.1 蛋白质表面特性5.2 盐析沉淀5.3 等电点沉淀5.4 有机溶剂沉淀5.5 其它沉淀方法第六章吸附和离子交换6.1 吸附剂与离子交换剂6.2 吸附平衡6.3 离子交换平衡及离子交换动力学6.4 固定床吸附操作6.5 膨胀床吸附操作6.6 流化床吸附操作第七章层析7.1 层析原理与分类7.2 层析过程理论基础7.3 离子交换层折7.4 凝胶过滤层析7.5 疏水性相互作用层析7.6 其它层析方法第八章膜分离8.1基本概念8.2 超滤和微滤8.3 反渗透第九章电泳9.1基本理论9.2等电点聚焦9.3等速电泳第十章干燥10.1 干燥速度10.2 干燥过程10.3干燥设备及应用五、学时分配(总学时数:48学时,其中讲课学时48学时,实验学时:0学时)六、各章基本要求第一章绪论了解《生化分离工程》的研究内容、研究方法、课程体系及研究进展。
生物工程设备复习题第一章通风发酵设备1. 生物反应器根据能量传递方式可以分为那些类别?2. 机械搅拌发酵罐中,搅拌器的搅拌作用是什么?搅拌转速的高低对不同种类微生物的生长、代谢有何影响?3. 机械搅拌发酵罐的基本结构包括哪些部件?他们有何作用?4. 何谓发酵罐公称体积?何谓全挡板条件?5. 发酵罐有几种消泡方式,机械消泡的优缺点。
6. 如何调节通气搅拌发酵罐的供氧水平?7. 大型发酵罐和小型发酵罐通过那些设备实现温度的调控?8. 气升式发酵罐有何特点?9. 高位筛板塔式发酵罐有何特点?10.自吸式发酵罐的特点,机械自吸式发酵罐吸气原理。
11. 文氏管自吸式发酵罐的结构特点与工作原理。
12. 机械通风固相曲体发酵设备结构单元与工作原理。
13.生物反应器在设计时需注意哪些问题?第二章嫌气发酵设备14. 嫌气发酵设备与通风发酵设备在结构方面有何区别?15. 酒精发酵罐的结构部件与作用。
16. 如何计算酒精发酵罐的个数和冷却面积?17.新型啤酒发酵设备有哪些类型?从结构角度比较他们的异同点。
18. 啤酒发酵罐的CIP清洗系统由那些操作程序组成?第三章动植物细胞培养反应器19. 微生物细胞、植物细胞、动物细胞的结构与功能有何区别?这些特点使得培养他们的反应器有何异同点?20. 植物细胞反应器有几类?21. 通气搅拌式细胞培养反应器、气升式动物细胞培养反应器的结构特点。
22. 中空纤维细胞培养反应器、微载体培养系统应用方面已取得哪些进展?23. 微藻大规模培养有何特点?试比较封闭式光生物反应器与开放式光生物反应器的优缺点。
24. 封闭式光生物反应器有哪些类型?管式光生物反应器有何优缺点?第四章物料处理与培养基制备25. 固体物料的筛选设备是如何满足筛选的工艺要求?26. 大麦精选机有几类?他们的结构有何特点?27. 固体物料的粉碎有可能受那些力作用引起的?28. 锤式粉碎机有哪些部件构成?它是如何粉碎物料的?29. 辊式粉碎机是如何粉碎物料?它有几类?30. 罐式连续蒸煮糖化流程各个结构单元设备的结构特点与功能。
《生物工程设备》课程教学大纲一、课程的性质和目的本课程是大学本科生物工程专业的专业课,通过本课程学习,结合认识实习和发酵工程等专业课程的学习,使学生掌握生物工程企业的工作流程、设备结构及其工作原理,主要设备的设计计算及选型,初步了解设备的安装与维护。
在此基础上,了解国内外生物工程与设备的新技术、新设备及发展动向。
通过本课程的学习,使学生初步具有独立分析和解决生产及试验研究上的工程设备问题的能力。
二、课程的基本要求通过本课程的教学,要求学生掌握生物工程生产过程中常用设备的结构、特点、工作原理、设计计算、选型及保养。
通过本课程学习使学生掌握常见生物工程设备的结构原理,能进行设计和选型的能力。
三、课程内容与要求第一章物料输送系统设备(4学时)1、学习目的和要求通过本章学习,了解生物工程工厂常用的固体物料和液体物料的输送设备,掌握斗式提升机、皮带输送机、螺旋输送机和气力输送系统的构造、原理及相关计算。
2、课程内容(1)斗式提升机;(2)皮带输送机;(3)螺旋输送机;(4)气力输送系统;(5)液体物料的输送设备。
3、考核知识点和考核要求(1)识记:斗式提升机、皮带输送机、螺旋输送机的构造及工作原理,气力输送流程、主要配套设备;(2)领会:气流输送的原理;(3)综合应用:气力输送系统的设计。
第二章物料处理与培养基制备(4学时)1、学习目的和要求通过本章学习,掌握固体物料的筛选、除杂及粉碎设备的构造、工作原理,液体培养基的制备及杀菌所涉及的设备构造、工作原理、工作流程及相关计算与设备选型。
2、课程内容(1)固体物料的筛选除杂设备;(2)固体物料的粉碎设备;(3)糖蜜原料的稀释与澄清设备;(4)淀粉质原料的蒸煮糖化设备;(5)啤酒生产中麦芽汁的制备。
3、考核知识点和考核要求(1)识记:振动筛、磁力除铁器、碟片式精选机、滚筒精选机、平板分级筛、圆筒分级筛、锤式粉碎机、辊式粉碎机、圆盘钢磨机、钢片式粉碎机、湿法粉碎机的构造及工作原理,糖蜜原料的稀释与澄清设备的构造及工作原理,淀粉质原料蒸煮糖化流程、啤酒生产中麦芽汁的制备流程中相关设备的构造及工作原理;(2)领会:固体物料粉碎的力学分析,培养基热灭菌的动力学;(3)综合运用:液体培养基的制备及杀菌工艺流程的设计。
《生物工程设备及工厂设计》课程教学大纲课程英文名称:Design of Biological Engineering Equipment and Factory课程编号:课程计划学时:48学分:3课程简介:《生物工程设备及工厂设计》是生物工程专业一门专业选修课程,学位课。
该课程是生物工程技术和化学工程与设备交叉的结合体,是一门实践性很强的学科。
课程主要介绍生物工程产业界常见的工业生产设备及生物工程研究领域的主要设备的基本原理、结构、特点、设计选用计算方法及发酵车间工艺设计。
本课程既有一定基础理论,又有较强的工程实际应用,使本专业学生成为能在生物技术与工程领域从事产业化设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。
课程内容为:发酵设备计算及选型;无菌空气设备;分离设备;过滤、离心、萃取、吸附、离子交换、层析、蒸发、结晶、干燥等设备;发酵车间工艺设计。
通过本课程的学习,了解和掌握不同类型的生物工程设备工作原理,懂得如何应用这些基本理论去分析和解决生产过程中的具体问题,改造原有生产过程使其更符合客观规律,实现生产过程的优化,提高生产过程的经济和社会效益。
一、课程教学内容及教学基本要求第一章设计概述本章重点是生产工艺设计,生物工厂设计的原则和特点,难点是生物工厂设计的特点。
第一节生物工程工厂设计的目的和要求本节要求了解生物工程工厂设计的目的和要求,工厂设计在国民经济中的地位和意义(考核概率1%)。
第二节设计工作的任务和内容本节要求了解设计工作的基本任务和内容(考核概率1%),理解总体设计和局部设计(考核概率2%)。
第三节生产工艺设计本节要求了解生产工艺设计在总体设计中的地位,计算机在工艺设计中的应用(考核概率1%),理解生产工艺设计的依据与内容(考核概率2%)。
第四节工厂设计工作原则本节要求理解解生物工厂设计的基本原则和特点(考核概率2%)。
第二章项目建议书与建厂报告本章重点是可行性研究报告内容及编制方法,难点是可行性研究报告编制方法。
《水工艺设备基础》考试大纲第一章水工艺设备常用材料1.教学目的及基本要求:1)了解金属材料的分类2)掌握材料的基本性能及使用条件3)熟悉耐蚀金属材料及性能2.教学内容的重点和难点:1)重点:掌握水工艺设备常用材料的基本性能与特点2)难点:如何根据材料的性能、特点和水工艺设备要求,确定不同材料的适用条件和范围。
3.知识点:1)金属材料的基本性能包括哪几个方面的内容?你认为水工艺设备对金属材料的哪些性能要求更高?怎样才能满足这些要求?2)影响钢材性能的因素主要有哪些?3)合金钢有哪些类型?何谓耐蚀低合金钢?耐大气腐蚀、海水腐蚀的低合金钢中各含哪些主要合金元素?4)不锈钢有哪些类型?在酸性介质、碱性介质及中性水溶液中是否可以选用同一种不锈钢?简述理由。
5)铝、铜及其合金的主要性能特点是什么?主要用于什么场合?6)钛及钛合金最突出的性能特点是什么?7)简要说明无机非金属材料的性能特点,以及主要用于哪些场合。
8)高分子材料主要有哪些类型?常用于水工程及水工艺设备中的高分子材料有哪些?耐蚀有机高分子有哪些类型?各有什么特点?9)复合材料主要有哪些性能特点?你认为在水工艺设备中复合材料最突出的性能特点是什么?请列举在水工业领域应用复合材料的几个事例。
第二章材料设备的腐蚀、防护及保温1.教学目的及基本要求:1)了解材料设备的腐蚀的危害以及腐蚀与防护科学的发展状况2)掌握腐蚀与防护基本原理3)熟悉各种设备腐蚀防护技术4)能运用腐蚀与防护原理进行材料的选用5)了解设备保温的目的6)熟悉常用保温材料,保温结构与施工2.教学内容的重点和难点:1)重点:掌握水工艺设备及常用材料的腐蚀与防护的基本原理与方法2)难点:设备、材料的腐蚀原理与方法3.知识点:1) 什么叫氢蚀?它对钢的性能有什么影响?2) 什么叫极化?极化对金属腐蚀有什么影响?3) 什么叫阴极去极化?阴极去极化可以通过哪些途径来实现?其中最常见、最重要的阴极去极化反应是什么?4) 什么是金属的全面腐蚀、局部腐蚀?局部腐蚀包括哪些类型?5) 试从腐蚀发生的条件、机理、影响的因素和控制的途径等方面比较小孔腐蚀和缝隙腐蚀的异同。