生物工程设备作业答案

1. 常用的两种磁选设备的原理（1）固定形磁钢装置（平板式磁分离器）将永久磁钢根据需要的数量组合起来，可分散装置在谷粒经过的加料斜槽或在加工设备之前集中装置。

工作时，原料以薄层经过磁性部分时，铁块被吸住而除去，原料自由通过。

（2）永磁滚筒（旋转式磁分离器）由转动的外筒和其中固定不动的磁铁芯（ 170 °的半圆形芯子）两部分组成。

工作时，原料经过磁性部分时，铁块被吸住，转动到盛铁盒掉落而除去，原料自由通过。

2. 筛选分级的原理利用物料粒度、形状不同，利用一层或数层运动或静止的筛面而达到清理的目的。

3. 振动筛的工作原理原料大麦进入后经控料闸（控制进料量）首先经过风道进行第一次风选除去轻的杂质和灰尘（进入沉降室），落入初清筛面，去掉除去大杂质，接着通过筛孔落入第二级筛面，除去稍大于麦粒的中级杂质，再通过筛孔进入第三级筛面，除去细杂，得到粗糙的原料大麦，最后进行第二次风选，除去三级筛选中的杂质（进入沉降室），得到原料大麦。

4. 精选机的工作原理精选是按籽粒长度和形状不同进行分选精选机是利用带有袋孔（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。

5. 常用的大麦精选机有哪两种？各有何特点?（1）碟片式精选机碟片式精选机的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。

碟片上袋孔的大小、形状，可根据籽粒长度的粒度曲线来确定。

碟片精选机的优点是工作面积大，转速高，产量比滚筒精选机大；而且各种不同的袋孔可用于同一机器中；碟片损坏可以更换。

缺点是碟片上的袋孔容易磨损。

（2 ）滚筒精选机根据滚筒转速差别分为快速滚筒精选机和慢速滚筒精选机。

按其作用有荞子滚筒、大麦滚筒和分级滚筒之分。

滚筒精选机的特点是它分离出来的杂粒中含大麦较少；其主要缺点是袋孔的利用系数低，产量也较低，且工作面磨损后不能修复。

6. 圆筒分级筛的工作原理和特点？根据物料分级的要求，在圆筒筛上布置不同孔径的筛面。

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。

问答题1、画出机械搅拌式生物反应器的结构简图,标出各部件的名称,并分别阐述其作用。

2、根据气液传质理论，提出机械搅拌通风发酵罐增加氧传递速率的措施。

★3、通用式机械搅拌发酵罐中的平直叶涡轮搅拌器为什么要安一个圆盘?在通气发酵中，无菌空气往往采用单口朝下通至搅拌器下方，大的气泡因受到圆盘阻挡，避免了从轴部的叶片空隙逃逸，保证了气泡更好的分散而被利用。

4、气升式发酵罐的工作原理。

5、机械搅拌自吸式的工作原理。

6、判断下图为何种生物反应器并标明图中6的名称，以及请简述该生物反应器工作原理。

7、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。

8、下图为一啤酒发酵生产系统，请指出图中1、3、5各为何设备，并简述该生产工艺的特点。

9、试述啤酒塔式连续发酵流程。

10、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。

11、简述植物细胞培养的特点以及常用的培养器的类型及优缺点。

12、请简述通气搅拌式、气升式、中空纤维、微囊、大载体和微载体动物细胞培养反应器的原理和特点。

13、对于发酵生物反应系统中需控制的主要参变量有哪些？分别采取何种方法或仪器进行检测？这些需控制的参变量与生物反应效能有何相关对应？14、画出连续蒸煮糖化的流程图，并注明各个设备的名称。

15、看图说明真空冷却器的工作原理。

16、请简述三种连续灭菌流程，并比较各流程优缺点。

17、根据基本过滤方程，试述强化过滤速度的措施。

★18、请简述板框压滤机的结构和工作原理。

19、请简述转筒真空过滤机的结构和工作原理。

20、什么是离心机的离心分离因数,根据离心分离因数的大小不同，离心机可分为几类?21、试简述管式离心机的工作原理。

22、在饲料工厂从发酵醪中分离酵母应该选用什么离心机?叙述该机分离酵母的原理。

23、在工厂中要将奶油(酯)从新鲜牛奶中分离出来应该选用什么离心机?叙述该机分离奶油的原理。

智慧树知到答案生物工程设备2020章节测试答案问：若（a,c）=1,(b,c)=1则（ab,c）=（）。

答：1问：a与b互素的充要条件是存在u,v∈Z使得au+bv=1。

（）答：√问：“千古奇冤,江南一叶”指的是新四军领导人叶挺。

()答：√问：p与任意数a有（p,a）=1或p|a的关系，则p是（）。

答：素数问：1不是（）。

答：无理数素数合数问：向期刊投稿的论文需要先完成开题报告。

()答：×问：“小人之学”的内容包括()。

答：礼乐射御书数应对进退洒扫问：常用的漱口溶液有哪几种?其适应症?答：①1~3%过氧化氢溶液:适用于口腔感染有溃烂、有坏死组织者。

②1~4%碳酸氢钠溶液:适宜在酸性环境下生长的菌类如真菌有抑制作用。

③0.02%洗必泰溶液:广谱抗菌,对铜绿假单胞菌也有作用。

④0.02%呋喃西林溶液:广谱抗菌,对革兰氏阴性及阳性菌均有效。

⑤0.1%醋酸溶液:用于铜绿假单胞菌感染。

问：以下关于《卖花姑娘》说法正确的是()。

答：是金日成创作的被誉为朝鲜五大歌剧之一问：毛泽东时代不存在社会问题答：错误问：以下哪些属于金融衍生工具?()答：期货信托问：文化与文明的区别是文化是人类活动本身，。

答：第一空：文明是人类活动的结果问：颠覆性创新包含以下哪几种基本类型?()答：科技创新商业模式的创新体验创新问：员工自我职业生涯设计的缺陷包括()。

答：没有职业规划没有职业设计多方面拓展问：光绪帝急着想要结婚的原因主要是（）。

答：想要早日当家做主问：“先天下之忧而忧,后天下之乐而乐”出自《岳阳楼记》。

()答：正确问：新人文主义的医学观称医学是“人学”，体现了对人体科学的重视。

（）答：是问：关于“古物”“古玩”,下列说法错误的是()。

答：具有历史传承性,如刺绣艺术、剪纸艺术等问：《全国重要性文物简目》450条的作者是（）。

答：梁思成问：关于“六枝原则”的内容，下列说法错误的是（）。

答：当旅游和文化保护发生冲突时，应优先保护旅游，不应鼓励传统工艺制造纪念品出售问：根据《周礼》的记载，先秦时期祭天活动需要奏黄钟、歌《大吕》、舞《云门》。

简答题1、冷冻干燥的原理是什么？蛋白质药物制剂为何采用此方法？冷冻干燥是将湿物料冷到冰点以下，其中水分先变成固态冰，再置于较高真空下，将冰直接升华除去采用此法的原因在于：蛋白质高热敏性不能用高温干燥，而冷冻干燥温度很低，能保持生物活性，避免微生物、酶类污染，挥发性成分损失少，性状、体积变化少，外观好，复水性好2、无菌气体的质量指标，以及湿度要求？质量指标：温度、压力、流量、空气相对湿度、空气无菌度相对湿度控制在≤60%是保证空气过滤器的过滤效率及过滤器的使用寿命过低，空气预处理能耗大，且在发酵培养过程中蒸发带出的水分也越多过高，会影响过滤效力，减短使用寿命3、变速搅拌的优点？能适应发酵过程中不同生长期对搅拌转速的不同要求，可节约搅拌所费电能，并使一个发酵罐能适用于多种产品生产，同时在培养基采用实罐灭菌工艺时，低转速搅拌可避免电机因无通气下，搅拌电流超标，导致电机烧掉4、离心机的特性指标是什么？管式、碟片式、螺旋卸料式离心机的适用范围、粒径要求以及料液固液相浓度的要求，分离原理？离心机的用处：萃取液液分离、液固分离，工程菌收集，结晶与母液分离等特性指标：离心分离因素　分离原理：液液或液固间密度的不同管式离心机适用于(大肠杆菌工程菌)菌体收集，固液两相密度差>10kg/m3，固相浓度<5%的难分离悬浮液及液液两相密度差较小的乳浊液分离，粒径0.1~100μm碟片式离心机适用于高度分散(非均相)的液固、液液或液液固及密度相近的液体所组成的乳浊液或含细小固体颗粒的悬浊液分离，粒径螺旋卸料式离心机适用于固体产品收集、活性污泥脱水等固液分离、粒度分级、液相澄清、液液固/固固液三相分离，成品半成品澄清液，培养液细胞收集，病毒颗粒回收等粒径0.005~2mm5、生物制药行业所用的干燥方法及设备有哪些？冷冻干燥器、真空干燥器、喷雾干燥器、气流干燥器、沸腾干燥器干燥目的：减体积便于储运；降水分保持生物产品的生物活性。

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。

生物工程设备习题一、单项选择题:1.空气过滤系统中旋风分离器的作用是______________。

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(127℃，45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___________。

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.目前啤酒厂的圆筒锥底发酵罐内采用____________。

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5.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6.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7.自吸式发酵罐的搅拌轴是从罐下方进罐的,因此________轴封。

A.应该用填料函B.应该用单端面机械C.应该用双端面机械D.无需8.安装在空气压缩机前的过滤器主要作用是______________。

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9.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。

生物医学工程设备题库答案1、61、下面有关细菌的叙述中，错误的是（）[单选题] *A.都不能制造有机物(正确答案)B.都是单细胞个体C.没有成形的细胞核D.有些长有鞭毛2、呼吸系统由多个器官组成,其中能与血液进行气体交换的是( )(11) [单选题] *A.鼻B.喉C.气管D.肺(正确答案)3、动物一氧化碳中毒会降低离子泵跨膜运输离子的速率[判断题] *对(正确答案)错4、蓝藻和绿藻都能够进行光合作用，所以都含有叶绿体[判断题] *对错(正确答案)5、下列关于动物行为的叙述，错误的是（）[单选题] *A．先天性行为是动物体内遗传物质所决定的行为B．学习行为是动物后天学习所得，与遗传因素无关(正确答案)C．动物越高等，学习能力越强，学习中“尝试与错误”的次数越少D．先天性行为与学习行为对动物的生存都有重要意义。

6、在藻类较多的池塘中，常常看到鱼在黎明时浮出甚至跳出水面的现象，根本原因是（）[单选题]A.缺乏饵料B.水温较高C.池塘缺水D.水中氧气较少(正确答案)7、下列动物行为属于学习行为的是[单选题] *A.孔雀开屏B.喜鹊筑果C.鹊鹉学舌(正确答案)D.雄鸡报晓8、细胞“骨架”由蛋白质纤维和脂质组成，与细胞的运动、分裂等有关[判断题] *对错(正确答案)9、下列各项不属于鲫鱼适于水中生活的特点的是( ) [单选题]身体呈流线型，体表覆盖鳞片B.用鳃呼吸C.有能保持身体平衡和协调游泳的蜡D.以水中的有机物为食(正确答案)10、显微镜的目镜为10×、物镜为10×时，观察到M个分生组织细胞充满整个视野中，若目镜不变，物镜换成40×时，则视野中可观察到分生组织细胞数为M／4个[判断题] *对错(正确答案)11、如右图所示是某种昆虫的发育过程，下列叙述不正确的（）) [单选题] *A.该昆虫的发育过程属于完全变态发育B.该昆虫的受精方式是体内受精C.该图可表示蝗虫的发育过程(正确答案)D.若该虫是一种害虫，则杀灭害虫的最好时机是幼虫期12、红光照射时，胡萝卜素吸收的光能可传递给叶绿素a [判断题] *对错(正确答案)13、膜中的磷脂分子是由胆固醇、脂肪酸和磷酸组成的[判断题] *对错(正确答案)14、要在短期内繁育大量的名贵兰花，理想的方法是（）[单选题] *A.扦插B.嫁接C.压条D.组织培养(正确答案)15、成人心肌细胞中的线粒体数量比腹肌细胞的多[判断题] *对(正确答案)错16、下列反射活动中，属于通过长期生活经验积累而形成的是（）[单选题] *A．缩手反射B．排尿反射C．眨眼反射D．望梅止渴(正确答案)17、通常，红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用[判断题] *对错(正确答案)18、糖类是大多数植物体干重中含量最多的化合物[判断题] *对(正确答案)错19、下列有关精子的叙述中，错误的是（）[单选题] *A．外形像蝌蚪B．肉眼看不见C．细胞核在尾部(正确答案)D．能够游动20、呼吸作用的意义在于（）[单选题] *A．能够产生二氧化碳B．能够分解有机物C．能够为生命活动提供能量(正确答案)D．能够吸收氧气21、温榆河湿地公园是北京最大的“绿肺”,园内有多种植物,以及蝴蝶、蜻蜓等多种动物。

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。