生物工程设备考点总结.

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。

上篇小结第一章物料输送设备1、生物工业生产常用物料类型及主要输送设备特点A、物料类型：固体物料、液体物料、气体物料三类B、固体物料输送有机械输送：带式输送、螺旋输送均为水平或倾斜方向，斗式提升机为垂直方向；气力输送：真空~、压力~、压力真空~。

风机是气力输送的唯一动力设备，真空输送风机在物料的后面，压力输送风机在物料的前面。

液体、酱体物料输送多用离心泵、往复泵以及螺杆泵，使用最多的是离心泵和往复泵。

气体输送：气体加压后在圆形或方形管道中实现输送。

2、三种机械输送的原理A、带式输送机[皮带运输机]：水平或倾斜方向结构原理：利用一根封闭的环形带，绕在相距一定距离的滚轮上，由滚轮带动运行，物料放在带上，靠摩擦力随带前进，到带的另一端靠自重卸下B\斗式提升机:垂直方向提升结构原理：胶带或链条作牵引件，将若干料斗固定在牵引件上，牵引件由上下转鼓张紧并运行，料从下部装入料斗提升至上部绕过转鼓从斗内卸出。

C、螺旋输送机(绞龙)：水平或倾斜方向用于粉状、小颗粒状输送、加料及料水混合等。

原理：由外壳和一个旋转的螺旋料槽和传动装置构成，当轴旋转时，物料因受重力和摩擦力作用，螺旋将物料沿轴向推进，一般用于水平或少倾斜方向物料输送。

3、气流输送：气流输送是指在输送管道中，空气以高速流动，借助空气的动能，使物料在气流中被悬浮输送到指定地点的输送方式。

4、混合比：是指气流输送系统中，单位时间输送的物料质量G物与单位时间所需的空气质量G气的比值，即每1kg空气所能提升的物料质量。

μ＝ G物/ G气5、输料管布置原则•2个以上时，料量大的靠近风机；•尽量缩短水平段；•先沿垂直管提升至所需高度，再水平运至卸料点；•物料易停滞或易堵塞处，预设吹气口或易拆件；•弯头：曲率半径应取输料管的5~10倍,减少90度弯•弯头外壁易磨损，可采用加厚或做更换管件。

6、重力式卸料器气-固分离的原理：带物料气流进入一个较大空间，速度降低，物料因自身重力而沉降，气体经过滤后排出。

体积溶氧系数kLa：单位时间单位体积溶液所吸收的气体。

影响kLa的因素：物系的性质——粘度，扩散系数，表面张力操作条件——温度，压力，通气量，搅拌转数反应器的结构——反应器的结构型式，搅拌器结构，搅拌方式剪切力的作用1、增加质量与热量传递速率2、对微生物，动植物细胞的培养造成影响机械搅拌通风发酵罐的搅拌与流变特性1、搅拌叶轮尺寸与类型●叶轮尺寸与罐直径比Di/D=0.33~0.45选用较大的叶轮或Di/D：多糖发酵，动物细胞培养；●叶轮类型的选择功率准数、混合特性，产生的液流作用力的大小2、搅拌叶尖速度与剪应力●细胞与剪切作用损害程度：细胞特性、搅拌力的性质、强度、作用时间；定性关系：球状和杆状细胞：耐受力强，丝状、动物细胞：耐受力弱；●关于搅拌剪切的反应器设计准则以搅拌叶尖线速度v为基准：v≤7.5m/s3、发酵液的流变特性液体流变特性的影响：传质、传热、混合；发酵罐设计与运转；●发酵液流变特性的类型：（1）牛顿型流体黏度不随搅拌剪切速率和剪应力而改变（粘性定律）；剪应力与剪切速率的关系：τ=F/A=μ(du/dy)=μγτ为剪应力，Pa或N/m2；F为切向力，A 为流体面积；μ为流体黏度Pa·s，γ为剪切速率（速度梯度，s－1 )；非牛顿型流体（2）宾汉塑性流体τ=τ0+μsγτ0为屈服应力，Pa;μs为表观黏度,Pa·s;如黑曲霉发酵液；（3）拟塑性和涨塑性流体τ=KγnK：均匀系数，稠度系数，Pa·sn；n：流体状态特性指数，拟塑性：0﹤n﹤1涨塑性：n﹥1如丝状菌（青霉素）、液体曲、多糖；机械搅拌通风发酵罐的的热量传递1、发酵过程的热量计算●生物反应热的计算Q发酵=Q生物+Q搅拌－Q散Q搅拌：与搅拌功率Pg有关，η功热转化率，取η=0.92；Q散发：Q蒸发、Q显、Q辐射，Q散发=0.2 Q生物；●冷却水带出的热量计算发酵过程的最大放热：Q发酵=[Wc(T2－T1)]/ VL [kJ/(m3·℃)]W:冷却水流量，kg/h；c：水的比热容，kJ/(kg·℃)；T1、T2:冷却水进出口温度，℃；VL：发酵液体积，m3;●发酵液温升测量计算旺盛期，先使罐温恒定，关闭冷却水，30min后测定发酵液的温度：Q发酵=[ (w1c1+w2c2) △T]/VL [kJ/(m3·℃)]w1、w2：发酵液和发酵罐的质量，kg；c1、c2：发酵液和发酵罐的比热容，kJ/(kg·℃)；△T：30min内发酵液的温升，℃；2、发酵罐的换热装置●换热夹套换热系数低：400~600 kJ/(m3·h·℃)；适应：5m3发酵罐；●竖式蛇管4~6组换热系数高：1200~4000 kJ/(m3·h·℃)；要求水温较低；●竖式列（排）管传热推动力大，用水量大；机械搅拌通风发酵罐的几何尺寸及体积标准发酵罐的几何尺寸H/D=1.7~4d/D=1/2~1/3W/D=1/8~1/12B/D=0.8~1.0(s/d)2=1~5H0/D=2●公称体积指罐的筒身（圆柱）体积与底封头体积之和。

一．填空选择，1.灭菌的方法：化学灭菌，射线灭菌，干热灭菌，湿热灭菌，过滤灭菌2.培养基灭菌的要求：达到要求的无菌程度——10-3个/罐。

尽量减少营养成分的破坏3.发酵生产中，往往需要对培养基及其发酵设备进行灭菌，一般工业上常采用蒸汽湿热灭菌4.灭菌程度和营养成分的破坏是灭菌工作中的主要矛盾，恰当掌握加热温度和时间是灭菌工作的关键。

5. 实罐灭菌罐：与培养基接触的是进蒸汽：进气，排料，取样管未与培养基接触的是出蒸汽：进料口，排气，消泡管为什么三路排气：设备存在灭菌死角，容易污染6.空气含菌量：南方大于北方，城市大于农村，地平面大于高空7.除菌方法：除去方法：静电吸附、介质过滤。

杀灭方法：辐射、热杀菌、化学药物杀菌8.过滤除菌机理：惯性冲击滞留作用，拦截滞留作用，重力沉降，静电吸附作用机理，扩散机制9.无菌空气制备的整个过程包括两部分内容：A对进入空气过滤器的空气进行预处理，达到合适的空气状态（温度、湿度、压强）;B对空气进行过滤处理，以除去微生物颗粒，满足生物细胞培养需要。

10.粗过滤器作用 :捕集较大的灰尘颗粒，防止压缩机受损，同时也可减轻总过滤器负荷11.通风发酵罐:类型：机械搅拌式、自吸式、气升式、伍式、文氏管、塔式12.细胞培养的操作方式：分批式，流加式，半连续式，连续式，灌注式13.液固分离设备：A沉降设备（按推动力不同）：重力沉降、离心沉降.B过滤设备（按推动力不同）：常压过滤机、加压过滤机、真空过滤机和离心过滤机C膜分离设备：微滤器、超滤器和反渗透器14.过滤的操作基本方式有两种：滤饼过滤和深层过滤15，碟式分离机可以完成两种操作：液-固分离（即底浓度悬浮液的分离），称澄清操作；液-液分离（或液-液-固）分离（即乳浊液的分离），称分离操作16按照阻留微粒的尺寸大小，液体分离膜技术有反渗透（亚纳米级）、纳滤（纳米级）、超滤（10纳米级）和微滤（微米和亚微米级）、另外还有气体分离、渗透蒸发、电渗析、液膜技术、膜萃取、膜催化、膜蒸馏等膜分离过程。

一、名词解释1、离心分离因数：是指离心力与重力的比值，或离心加速度与重力加速度的比值。

即f=FP/mg=rn2/900或f=vT2/gr2、CIP清洗：就地清洗简称CIP，又称清洗定位或定位清洗。

就地清洗是指不用拆开或移动装置，即采用高温、高浓度的洗净液，对设备装置加以强力作用，把与食品的接触面洗净的方法。

3、对数穿透定律：表示进入滤层的空气微粒浓度与穿透滤层的微粒浓度之比的对数是滤层厚度的函数。

lg(N2/N1)=-K'L4、对数残留公式：2.303lgNo/Ns=kt lnNo/Ns=kt5、全挡板条件：是指在一定的转速下，再增加罐内附件，轴功率仍保持不变。

要达到全挡板条件必须满足下式要求：（b/D）n=（0.1-0.12）D/Dn=0.56、通气强度：每立方米发酵液每分钟通入的空气量7、溶氧传递速率：是指单位体积发酵液单位时间溶氧量。

OTR=Kla(c*-c) mol/(m3.h)8、浓差极化：当溶液从膜一侧流过时，溶剂及小分子溶质透过膜，大分子的溶质在靠近膜面处被截留。

并不断返回于溶液中，当这一返回速度低于大分子溶质在膜表面聚集的速度时，则会在膜的一侧形成高浓度的溶质层，这就是浓差极化。

9、溶氧传递系数（Kla）:10、贴壁培养：是一种让细胞贴附在某种基质上进行增殖的培养方式，主要适用于贴壁细胞，也适用于兼性贴壁细胞。

11、公称体积：是指罐的筒身（圆柱）体积和底封头体积之和。

12、连续发酵：连续不断地流加培养液，同时又连续不断地排除发酵液，使发酵罐中的微生物一直维持在生长加速期，（或静止期），从而缩短发酵周期。

二、填空题1、目前植物细胞培养主要采用悬浮培养和固定化细胞系统2、悬浮培养生物反应器主要包括机械搅拌式反应器和非机械搅拌式反应器3、固定化细胞生物反应器主要包括填充床反应器、流化床反应器和膜反应器4、生物反应器放大的目标是在大规模培养中能获得小规模条件下的研究结果5、植物组织培养反应器主要包括发状根大规模培养和小规模的大规模快速繁殖6、动物细胞培养方法有贴壁培养、悬浮培养和固定化培养7、深层培养可分为分批式、流加式、半连续式、连续式和灌注式8、分批培养过程中，细胞的生长可分为延迟期、对数生长期、减速期、平稳期和衰退期9、动物细胞大规模培养反应器包括机械搅拌式生物反应器、气升式生物反应器、中空纤维生物反应器、一次性生物反应器、空间生物反应器、大载体系统以及波浪反应器10、目前膜分离设备主要有4种形式：板式、管式、中空纤维式和螺旋卷式11、谷物原料粗选设备有大麦粗选机和磁力除铁器12、谷物原料精选设备有碟片式精选机和滚筒精选机13、谷物原料的分级设备有平板分级筛和圆筒分级筛14、谷物原料的粉碎方法有干式粉碎和湿式粉碎，其中，干式粉碎设备有锤式粉碎机和辊式粉碎机以及圆盘钢磨15、生物反应器的放大方法有理论方法、尝试法、半理论方法、因次分析法及经验规则16、机械搅拌通气发酵罐的经验放大法包括以体积溶氧系数Kla相等为基准的放大法、以Po/Vl相等的准则进行反应器放大、以搅拌叶尖线速度相等的准则进行放大和以混合时间相等的准则进行放大17、空气除菌方法主要包括热杀菌、辐射杀菌、静电除菌和过滤除菌法18、常用的干燥方法有对流干燥（固定床干燥、流化床干燥、气流干燥和喷雾干燥）、冷冻升华干燥、真空干燥等19、发酵罐的类型有机械搅拌通气发酵罐、气升式发酵罐、自吸式发酵罐，其中，自吸式发酵罐又包括机械搅拌自吸式发酵罐、喷射自吸式发酵罐和溢流喷射自吸式发酵罐20、通气发酵罐分为：机械搅拌式、气升环流式、鼓泡式、自吸式、喷射式、溢流式三、问答题1、机械搅拌自吸式发酵罐工作原理：转子启动前将液体浸没，转子启动后，流体被甩向边缘，中心处形成负压。

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。

生物工程设备重点总结1、生物反应器（Bioreactor）——为适应生物反应的特点而设计的反应装置2、生物反应器与化学反应器在使用中的主要不同点是：书本上答案：（1）生物（酶除外）反应都以“自催化”方式进行，即在目的产物生成的过程中生物自身生长繁育。

（2）生物反应速率较慢，生物反应器的体积反应速率不高，与其他相当生产规模的加工过程相比，所需反应器体积大。

PPT上答案：①生物反应中存在活细胞，在反应中可将他们视为催化剂②由于细胞是生长着的，它对营养有一定的要求，使参与反应的成分很多③生物反应的途径通常不是单一的，反应过程往往也伴随着生成代谢产物的反应，它受许多环境因素的影响3、生物反应器的作用：为生物体代谢提供一个优化的物理及化学环境，是生物体能更好地生长，得到更多所需的生物量或代谢产物。

4、生物反应器的目的可归纳为：①生产细胞②收集细胞的代谢产物③直接用酶催化得到所要的产物5、生物反应器的种类①厌气生物的反应器②通气生物的反应器③光照生物的反应器④膜生物反应器6、生物反应器设计的主要目的：（1）最大限度地降低成本（2）用最少的投资最大限度地增加单位体积产率7、生物反应器的设计原理是基于：（1）强化传质、传热等操作（2）将生物体活性控制在最佳状态（3）降低总的操作费用（4）稳定生物反应器内部状态（原文是生物反应器内部状态也是不可忽视的影响因素）8、厌氧生物反应器中加入惰性气体的原因：（1）保持罐内的正压（2）防止染菌（3）以及提高厌氧控制水平9、一个优良的培养装置应具有：PPT（1）严密的结构（2）良好的液体混合性能（3）高的传质和传热速率（4）灵敏的检测和控制仪表书本（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，以维持生物反应最适温度（5）有可行的管道比例和仪表控制，适用于灭菌操作和自动化控制10、剪切力——是单位面积流体上的切向力，剪切力的单位为N/m2或Pa。

九1常压蒸发设备类型及结构特点。

夹套加热式和内置加热式(加热器位于锅体内)2循环式蒸发设备类型及结构特点●中央循环管式：结构紧凑、制造方便、传热较好及操作可靠等，应用十分广泛。

循环速度较低溶液粘度大、沸点高，有效温度差小。

设备的清洗和维修也不够方便。

●悬框式：加热室可由顶部取出进行清洗、检修或更换，而且热损失也较小。

结构复杂，单位传热面积的金属消耗较。

●列文式（外循环）：循环速度快，总传热系数亦较大。

液柱静压头效应引起的温度差损失较大，要求加热蒸汽有较高的压力。

设备庞大，消耗的材料多，需要高大的厂房。

●外热式：采用了长加热管，且液体下降管不再受热●强制循环式：循环速度大可用于蒸发粘度大，易结晶结垢的物料；传热系数较大。

能耗大。

3非循环式发设备类型及结构特点真空蒸发主要设备由于减压，沸点降低，有利于溶液汽化。

蒸发器的热损失较少。

适用于热敏性溶液和不耐高温的溶液；可利用二次蒸汽作为加热热源；需要有抽真空装置，保持真空度，消耗额外能量。

4升膜式蒸发设备的工作原理物料从加热器下部进入，在加热管内被加热蒸发拉成液膜，浓度液在二次蒸汽带动下一起上升，从加热器上端沿汽液分离器筒体的切线方向进入分离器，浓缩液从分离器底部排出，二次蒸汽进入冷凝器。

5常用结晶设备类型及结构特点按操作方式①间歇结晶设备：简单、方便②连续结晶设备：复杂、晶体小、不采用改变溶液浓度方法分①冷却结晶设备结晶箱②浓缩结晶设备煮晶锅③其他结晶设备等电点结晶设备十1.列举生物工业常用干燥方法空气干燥真空干燥冷冻干燥微波干燥2.常压干燥设备有哪些类型？麦芽干燥塔箱式干燥箱烘房滚筒干燥器（双滚筒干燥器）红外线干燥器转筒干燥器洞道式干燥器3.真空干燥设备有哪些类型？真空箱式干燥器带式真空干燥器耙式真空干燥器4.绝热干燥设备有哪些类型？气流干燥设备喷雾干燥设备流化床干燥设备5.长管气流干燥的关键设备是什么？脉冲式干燥管6.喷雾干燥的原理与特点利用不同的喷雾器，将悬浮液或黏滞的液体喷成雾状，与热空气之间发生热量和质量传递而进行干燥的过程。