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生物工程设备复习思考题

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1 生物工程设备部分习题 复习思考题： 1、通风发酵设备比拟放大的基本概念，说明以kd及 为基准的比拟放大的程序。 2、机械通风发酵罐中挡板的作用及全档板概念。 3、机械通风发酵罐的换热装置常用的有哪几种形式，并简要说明其特点。 4、发酵过程的热量计算方法有几种，并列出简单算式。 5、气升式发酵罐的结构工作及原理及特点。 6、搅拌器常用的形式有哪几种？在发酵罐中选取的流型有何特点，功率准数NP的选定。 7、什么是牛顿型流体，什么是非牛顿型流体，非牛顿型流体有哪几种各自特点如何？ 8、复述双膜理论，写出传氧速率与气、液溶氧浓度关系式。 9、兼气酒精发酵设备常用结构，冷却面积的计算方法及步骤。 10啤酒圆筒锥体发酵罐的特点，及设计时需要考虑哪几方面问题。 11、写出生化过程5个参变量的检测目的及常用检测仪器。 12、什么叫生物传感器？生物敏感材料常用哪几种？ 13、生物传感器主要由哪几部分组成及工作原理。 14、生物传感器敏感膜的成膜方法通常有几种？说出其中一种的制作过程。 15、生物传感器在发酵生产中有何重要意义，举例说明。 16、简述搅拌周线速度（πND）搅拌液流速度H搅拌循环量QL

对发酵缸比拟放大的影响。

12p

v 2 计算题|： 1、某通风发酵罐直径=液柱高度=2m N=2.0/s=120r/min 螺旋浆搅拌Di=0.33D=0.66m 通风比=0.5m3/m3 min ρ=1000kg/m3 μ=0.001 牛.秒/m2求pg 2、某细菌醪发酵罐——牛顿流体 罐径=1.8米 园盘六弯叶涡轮直径D=0.60m，一只涡轮 罐内装器块标准挡板 搅拌四转速N=168转/分 通气量Q=1.42m3/分（罐内状态流量） 罐压ρ=1.5绝对大气压 醪液粘度：μ=1.96×10-3牛·秒/㎡ 醪液密度：ρ=1020kg/m3 求：Pg 3、 有一个5m3生物反应器，罐径为1.4m，装液量为4m3，液深为2.7m，采用六弯叶涡轮搅拌器，叶径为0.45m，搅拌转速N=190r/min，通风比为1：0.2，发酵液密度为1040kg/m3，发酵液粘度：1.06×10-3Pa·s，现需放大至50 m3罐进行生产，试求大罐尺寸和主要工艺条件（列表）

4、 一台连续灭菌设备，培养液流量为18m3/小时，发酵罐装料36m3，原始污染度为105个/ml，要求灭菌度Ns=10-3个/罐，灭菌温度为398开（此温度下K=11/分，求维持时间ι和维持罐容积） 3

第二篇 第一章 复习思考题 1、发酵生产原料的初级处理主要粗选出原料中的哪些杂物，怎样实现？选用何种设备、原理？ 2、叙述其中一种大麦精选设备的工作原理，画结构简图。 3、物料粉碎定义，粉碎比，粉碎方法按作用分有哪几种，分别适用粉碎何种物料？ 4、辊式粉碎机工作原理，如何提高粉碎度，其优缺点 5、说出淀粉质原料罐式连续蒸煮糖化流程的生产过程，并画简图。流程中真空冷却器如何计算（基本尺寸结构的确定） 6、啤酒糖化醪快速过滤槽结构原理及操作程序。 7、什么是实缸灭菌和空罐灭菌其各自优缺点 8、什么是活化能？培养其灭菌的温度与时间的关系如何，工业上一般采用何种灭菌方式。 9、一台连续灭菌设备，培养液流量为18m3/小时，发酵罐装料36 m3原始污染度为105个/ml，要求灭菌度Ns=10-3个/缸，灭菌温度为398开（此温度下K=11/分）求维持时间τ（和维持罐容积）

二、喷雾干燥原理及设备 1、什么是喷雾干燥？ 2、喷雾干燥特点？ 3、用简单的图将书中（P313）连续喷雾干燥流程画出 4、什么是离心喷雾干燥？ 5、离心喷雾干燥的喷盘有几种形式，常用的有几种？ 4

6、喷雾干燥空气加热器的作用，主要的传热方式。 7、喷雾干燥中粉尘分离器作用，说明加反射屏后工作原理？ 8、写出恒压差过滤、恒速过滤基本方程，当不计滤布阻力时的简化式。 9、实际生产过程中，能否达到恒压差或恒速过滤，为什么？那实际生产中应是什么样过滤过程，怎么解决？ 10、简叙真空过滤的优缺点。 11、说明离心分离原理及离心分离机转鼓的周向应力的产生。 12、离心分离因数表达式，说明离心机在工作过程中的自动对中现象。 13、膜分离对膜材料的要求，膜分离时的浓差极化及解决方法。 14、膜分离设备一般由哪几个部件组成，管式、平板式、螺旋卷式及中空纤维式膜分离设备优缺点。 15、比较反渗透、超滤和微滤的差别和共同点 16、现有一过滤面积为40㎡，内框总容量为0.5m3的板框压滤机，在恒压下操作，操作压力为4公斤/cm2（表压），当操作30分钟后，得滤液为0.4m3，60分钟后，滤液量为0.65m3。现欲过滤某一发酵液2m3，已知框内滤渣的填充系数为80%，求最终滤渣体积，滤液体积，过滤时间及平均滤速。

第二篇第二章过滤、离心与膜分离设备

复习思考题： 1、生物发酵生产过程中，发酵液为什么要分离，分离的方法主 5

要有哪几种？ 2、过滤分离对过滤介质的要求是什么？过渡介质的特性。 3、硅藻土三种通常用法是什么？ 4、写出过滤基本方程式及所用符号代表的是什么？ 5、滤饼比阻力0的意义及它对过滤过程的影响。 6、述叙强化过滤速度的方法。 7、画出板框压滤机简图，简叙其工作过程。 8、萃取操作过程中混合罐的作用及结构，其它的混合设备还有哪些？ 9、萃取分离设备中堤圈及向心泵的作用。画出向心泵的原理示意图。

第四章 蒸发设备 1、蒸发过程的必要条件是什么？ 2、选择蒸发设备一般要考虑哪些条件？ 3、用什么方法解决蒸发设备管子过长的热胀冷缩问题？ 4、怎样实现蒸发浓缩过程的节能？

第二篇 第三章 复习思考题 1、什么是萃取分离，在萃取中，什么是溶质、萃取剂、萃取液及萃余液？ 2、画出多级错流萃取简图，并说明萃取过程。 3、达到萃取分离的条件上什么？ 6

4、比较多级逆流萃取与同级错流萃取？ 5、述叙影响萃取操作的因素？ 6、双水相萃取的必要条件是什么？常用于生物分离形成双水相的聚合物体系有哪几种？ 7、为什么要进行细胞破碎？细胞破碎方法简述其中一种？ 8、真空干燥的优缺点？ 9、气流干燥原理及特点是什么？ 10、气流干燥过程主要由哪些设备组成？ 11、气流干燥原理及特点？ 12、喷雾干燥过程主要由哪些设备组成？ 13、画出流化床干燥流程 14、述叙沸腾造粒干燥器工作原理。 15、冷冻干燥原理及特点，冷冻干燥流程主要由哪些设备组成？ 16、什么是微波干燥及特点 17、什么是水的三相点压力

第五章 1、什么是干燥？生物产物的干燥过程必须注意哪些问题。主要的干燥方法有哪些？ 2、对有机溶剂为湿分的物料干燥，应注意什么？ 3、什么是游离水分，结合水分？ 4、干燥是传热和传质的复合过程，传热与传质的推动力靠什么？传递方向怎样？ 5、干燥过程引起生物产物的失活或变质的主要因素是什么？ 7

6、干燥设备的选型原则及生物工业常用干燥设备是什么？ 7、写出麦芽单层高效干燥塔操作过程及画简图 第六章 1、酒精——水混合液的蒸馏分离提纯原理 2、要得到高纯度的无水酒精一般采用什么方法，为什么？ 3、相对挥发度α，挥发系数K的意义及在酒精蒸馏过程中K＞1、K=1、K＜1时分别表示什么？ 4、精馏操作过程为什么要有回流液？ 5、冷罩塔板结构说出各个部位的功能作用 6、写出粗馏塔顶粗酒精蒸气浓度确定步骤。 7、图解法确定塔板层数程序。 练习： 5000升：70% 投料：3500升 初糖：10% 则投料粘占350kg 主发酵16~20小时 其中最大耗糖量为发酵液的0.7%左右 即耗糖：3500×0.7%=24.5kg/hr 设糖分消耗中发酵约占80%左右 呼吸占20%左右，故发酵过程散发热量为 Q1=15659×24.5×20%+4857×24.5×80%

第三篇 辅助系统设备 第一、二章复习思考题 1、生物工业生产中，为什么要对空气净化除菌。了解环境空气洁度及标准。 8

2、空气净化除菌方法有哪些，它们主要使用在哪些生产区域。 3、什么叫空气绝对过滤除菌，常用的材料有哪些？ 4、空气介质过滤除菌机理有哪些，写出它们除菌原理。 5、两级冷却、分离、加热，空气除菌流程主要有哪些设备，它们各自的作用是什么？ 6、涡轮式和往复式空气压缩机各自的优缺点。 7、了解空气过滤除菌的对数穿透定律。 8、空气过滤除菌对过滤介质要求是什么？常用的过滤介质有哪些？ 9、空气绝对过滤器之前为什么要安装预过滤器。 10、采用蒸汽对空气过滤杀菌必须要注意哪些问题。 11、空气纤维介质深层过滤器结构及填充物的安装顺序。 12、空气的增减湿原理，什么称空气湿度，相对湿度及焓。 13、空气增减湿方法有哪些，它们的原理。 14、在通风式发芽的空调中，空气调节的流程及喷水量的计算。

第二章 设备与管道的清洗与杀菌 复习思考题： 1、生物工业生产中，为什么要对设备、管道进行清洗与杀菌，常用的清洗剂有哪些？ 2、在使用清洗、杀菌剂时，如何考虑温度、时间及腐蚀在清洗过程的影响。 3、写出管件及罐的清洗操作流程。 4、球形静止喷洒器和旋转式喷射器的优缺点。

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生物工程设备复习题

生物工程设备复习题

题型：选择（10*2）、判断（10*2）、名词解释（5*3）、简答（5*5）论述（1*20）名词解释：全挡板条件：是指罐内加了挡板使漩涡基本消失，或者说是指达到消除液面旋涡的最低挡板条件。

消泡器；安装在发酵罐内转动轴的上部或安装在发酵罐排气系统上的，可将泡沫打破、分离成液态和气态两相的装置。

生物传感器；将生物体的成份（酶、抗原、抗体、激素）或生物体本身（细胞、细胞器、组织）固定化在一器件上，作为敏感元件的传感器。

真空煮晶锅；可控制溶液的蒸发速度和进料速度的一种结晶设备，适于结晶速度比较快，容易自然起晶（谷氨酸钠），且要求结晶晶体较大的产品。

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，大分子溶质则被膜阻留，并不断返回于溶液主流中，当这一返回速度低于被阻留分子在膜面聚集的速度，就在膜的一侧形成高浓度的溶质层。

溶剂萃取；将一种溶剂加入料液中，使溶剂和料液充分混合，则欲分离的物质能较多的溶解在溶剂中，并与剩余料液分层，从而达到分离的目的。

沸腾干燥；利用流化床技术，即利用热空气气流使置于筛板上的颗粒状湿物料呈沸腾状态，使粒子中的水分迅速气化达到干燥过程。

搅拌器轴功率；搅拌器以既定的速度转动时，克服介质阻力所需要的功率。

分批灭菌；也称实消、实罐灭菌，是指将配制好的培养基输入发酵罐内，通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行灭菌的操作过程。

碟式离心机；可快速连续的对固液和液液进行分离的一种是立式离心机。

在管式离心机的基础上，在转鼓中加入了许多重叠的碟片，以缩短颗粒沉降距离，提高分离效率。

萃取相；指当溶剂与混合溶液混合静置后分为两相，主要由萃取剂组成的相。

冷冻干燥；冷冻干燥法是先将被干燥液态物料冷冻成固体，再在低温减压条件下，使固态的冰直接升华为水蒸气排出而达干燥目的的方法。

抽滤；又称减压过滤，利用抽气泵使抽滤瓶中的压强降低，达到固液分离目的的方法。

离子交换树脂：带有可移动活性离子、具有立体结构网络骨架的不溶性的高分子化合物。

生物工程设备复习

生物工程设备复习

生物工程设施复习题一、选择题（圈上对的选项．每题２分．总分２０分）1．把干玉米原料从多处集中送到一处，原则上应选择：()A ．带式输送机C．压送式气力输送装置B．斗式提高机 D ．吸送式气力输送装置2．表面冷却器进行空气调理时，湿空气的变化过程将是：()A ．降温、等湿B．降温、减湿C．降温、增湿或减湿 D ．降温、等湿或减湿3．热敏性的生物资料干燥最不合适的干燥设施是：()A. 真空干燥设施B. 冷冻干燥设施C. 微波干燥设施D. 喷雾干燥设施4．压送式气力输送装置的闭风器应装在：()A ．加料口处B．卸料口处C．中间部位D．不论哪里5．直接向空气中喷100℃蒸汽，此过程对湿空气来说快要似是：()A ．等湿升温B．等温加湿C．加湿升温D．等温等湿6．离子互换设施中的反吸附离子互换罐，溶液流向是：()A ．自下而上B．自上而下C．上下相向流动 D ．不在所选之列7．关于大通风比发酵过程来说，发酵罐内发酵液中的空气气泡直径：() A．与通风量相关，与空气喷嘴直径相关B．与通风量没关，与空气喷嘴直径相关C．与通风量相关，与空气喷嘴直径没关D．与通风量没关，与空气喷嘴直径没关8．采纳喷水室进行空气调理，空气调理过程是：()Ａ．等温减湿Ｂ．升温减湿C．升温增湿Ｄ．降温增湿9．机械搅拌通风发酵罐在装液灭菌冷却后，搅拌器的输出功率应是：() A．通入无菌空气后比通入无菌空气前有所降落B．通入无菌空气后比通入无菌空气前有所上涨C．与有无空气没关，输出功率在通风前后保持不变D．通入无菌空气后与通入无菌空气前对比，有时上涨，有时降落10．垂直管中颗粒物料气流输送的流体力学条件是:：()Ａ. 气流速度大于悬浮速度B. 气流速度小于悬浮速度C. 气流速度等于悬浮速度D. 不可以确立二、填空题（每题 3 分，总分15 分）1．沸腾造粒干燥时， 影响干燥产品颗粒大小的要素有 ___ ________ 、__ __和 __。

微生物工程思考题

微生物工程思考题

微生物工程指导1、什么是微生物工程？它是由哪四大技术结合发展起来？(1)微生物工程：利用微生物的特定性状和功能，通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用于工业化生产的技术体系。

(2)传统发酵，DNA重组，细胞融合，分子修饰与改造2、微生物反应过程的特点（与化学工程相比）(1)优点：（与化学工程相比）①生产过程通常在常温常压下进行，操作条件温和②原料以碳水化合物为主，不含有毒物质。

③能高度选择性地进行复杂化合物在特定部位反应，如氧化、还原、官能团导入等。

④生产产品的生物体本身也是发酵产物，富含维生素、蛋白质、酶等有用物质；⑤通过微生物菌种改良，能够利用原有设备使生产飞跃上升。

(2)发酵过程中尚存在的问题：①底物不能完全转化成目的产物，副产物的产生不可避免，因而造成提取和精制困难②微生物反应是活细胞的反应，产物的获得除受环境因素影响外，也受细胞内因素的影响，且菌体易发生变异。

③原料是农副产品，虽然价廉，但质量波动较大。

④生产前准备工作量大，花费高，相对化学反应而言，反应器效率低。

⑤发酵废水常具有较高的BOD 和COD，需处理后排放。

3、微生物工程的发展经历哪几个阶段？(1)传统的微生物发酵技术——天然发酵(2)第一代微生物发酵技术——纯培养技术(3)第二代（近代）微生物发酵技术——深层培养技术(4)第三代发酵技术——微生物工程4、微生物工程产品类型有哪些？(1)微生物菌体的发酵(2)微生物酶发酵(3)微生物代谢产物发酵(4)微生物的生物转化(5)微生物特殊机能的利用5、作为发酵工业用的微生物菌种应符合哪些要求？(1)能在廉价原料制成的培养基上迅速生长，并形成所需的代谢产物，产量高。

(2)可以在易于控制的培养条件下迅速生长和发酵，且所需酶活力高。

(3)根据代谢控制的要求，选择单产高的营养缺陷型突变株或调节突变株或野生菌株。

(4)选育抗噬菌体能力强的菌株，使其不易感染噬菌体(5)菌种纯，不易变异退化，以保证发酵生产和产品质量的稳定性(6)菌种不是病原菌，不产生有害的生物活性物质和毒素，以保证安全6、微生物工程工业生产水平取决于哪些因素？(1)生产菌种的性能(2)发酵和提取工艺条件(3)生产设备7、微生物菌种分离与筛选工作程序分哪几步？样品采集→增殖培养→纯种分离→生产性能测定8、微生物菌种选育的方法有哪些？(1)自然选育(2)诱变育种(3)杂交育种(有性、准性)(4)原生质体融合育种(5)基因工程育种9、菌种保藏方法中，常用于产孢子和芽孢的保藏的方法是哪一个？现逐渐被哪一种方法取代？沙土管保藏法，现被真空冷冻干燥法取代10、微生物酶活性调节的方式有哪些？(1)共价修饰(2)变(别)构效应(3)缔合与解离(4)竞争性抑制11、酶合成调节的类型有哪些？(1)诱导（2）阻遏<末端产物阻遏，分解代谢产物阻遏>12、了解酶合成调节的分子机制（乳糖操纵子和色氨酸操纵子）13、了解分支生物合成途径的调节类型(1)同工酶调节：某一分支途径中的第一步反应可由多种酶催化，但这些酶受不同的终产物的反馈调节.(2)协同反馈调节: 需有一种以上终产物的过量存在方有明显的效果。

生物工程设备期末复习

生物工程设备期末复习

13级生物工程设备期末总复习提纲2013级生物工程游琳娜第二章1.空气除菌有几种方法？1)热杀菌:可用蒸汽或电来加热空气，以达到杀菌的目的；利用空气被压缩时所产生的热量对空气进行加热保温杀菌，在生产上具有重要意义。

2)辐射杀菌：α射线、X射线、β射线、γ射线、紫外线、超声波等从理论上讲都能起到杀菌作用。

但紫外线杀菌效率低，时间长。

一般要结合甲醛蒸汽或苯酚喷雾来保证无菌室的高度无菌。

3)静电杀菌：利用静电引力吸附带电粒子以达到除菌除尘目的。

4)介质过滤除菌法：采用定期灭菌的干燥介质来阻截流过空气所含的微生物，从而获得无菌空气。

2.请具体说明介质过滤除菌的机理（空气介质相对过滤除菌基本原理）。

微粒随空气流动通过过滤层时，滤层纤维所形成的网格阻碍气流的前进，使气流无数次改变运动速度和运动方向而绕过纤维前进，这些改变引起微粒对过滤层纤维产生惯性冲击、重力沉降、拦截、布朗扩散、静电吸附等作用把微粒滞留在纤维表面。

1)惯性冲击滞留作用机理：（气流速度较大时）由于微粒直冲到纤维表面，因摩擦粘附，微粒就滞留在纤维表面上，这称为惯性冲击滞留作用。

2)拦截滞留作用机理：（气流速度较小时）在滞流区的微粒慢慢靠近和接触纤维而被粘附滞留。

这就是拦截捕集作用。

3)布朗扩散作用机理在很慢的气流速度和较小的纤维间隙中，布朗扩散作用大大增加了微粒与纤维的接触机会，从而被捕集。

（直径很小的微粒在很慢的气流中能产生一种不规则的运动，称为布朗运动）4)重力沉降作用机理当微粒所受的重力大于气流对它的拖带力时，微粒就发生沉降现象（大颗粒比小颗粒作用显著）。

微粒的沉降作用提高了拦截捕集作用。

5)静电吸附作用机理干空气对某些非导体的物质——如纤维和树脂处理过的纤维，作相对运动摩擦时，会产生静电现象。

悬浮在空气中的微生物大多带有不同的电荷。

这些带电荷的微粒会被带相反电荷的介质所吸附。

第三章1.自吸式发酵罐自吸式发酵罐概念：自吸式发酵罐是一种不需另行通入压缩空气，而依靠特殊的吸气装置自行吸入无菌空气并同时完成液体和气体的混合对流实现溶氧传质的发酵罐。