生物工程设备重点(1)
第一章
1生物工程设备的五个发展阶段
传统经验制造技术——天然发酵阶段
纯种培养技术的成熟——初级代谢产物生产阶段
通气搅拌技术的成熟——好氧培养阶段
代谢控制发酵技术的成熟
基因重组技术的成熟——现代生物技术阶段
2生物工程设备的特点
①对于所有微生物或动植物细胞来讲，提供必要和足够的营养和能量，才能维持其生命代谢
活动。
②培养基原料的预处理不仅影响细胞代谢生长，而且对于培养基原料成本大小和是否造成环
境污染等具有决定性影响。
③如何合理的设计种子培养系统，以及各级种子培养时间和接种比例，达到种子系统与生产
培养过程合理配套，获得最大的得率。
④生物反应过程中的细胞培养一般都是纯种培养过程。
⑤如何保证足够的氧气供给，又尽可能节省能量，是好氧培养过程的重要组成部分。
⑥从培养液中得到所需产品的合适、高效、低成本的分离纯化方法，是决定生产成败的关键。3生物工程的硬件-设备系统
①为顺利实现工艺流程所制定的各项工艺指标, 各种生物工程支撑设备系统必不可少。
②一套较完整的生物工程设备系统包括：生物反应器、蒸汽系统、制冷系统等。
第二章
4通风发酵罐的基本要求
1.结构严密，耐灭菌，耐腐蚀；
2.良好的气-液-固接触和混合性能，高效的热量、质量、动量传递性能；
3.易于放大
4.满足生物反应要求下，尽量降低能耗
5.良好的热量交换性能
6.良好的检测与控制设备
5. 通风发酵罐的类型
类型：机械搅拌式，气升环流式，鼓泡式，自吸式
6.机械通风发酵罐的基本要求
①发酵罐应具有适宜的径高比。
②发酵罐能承受一定压力。
③发酵罐的搅拌通风装置能使气液充分混合保证发酵液必需的溶解氧。
④发酵罐应具有足够的冷却面积。
⑤发酵罐内应尽量减少死角，避免染菌。
⑥搅拌器的轴封应严密，尽量减少泄漏。
7.机械通风发酵罐的结构、主要部件的类型（如搅拌叶）及其工作原理；
罐体：在发酵工业中，微生物需要进行纯培养，罐体为微生物的纯培养提供了一个密闭无菌的环境。
传动与搅拌系统：通过电机驱动减速皮带轮，使搅拌叶快速的旋转，搅拌叶将通入罐底的空气充分打散，从而促进氧气在液体与微生物细胞之间的传递。搅拌叶类型：一般分为六平叶、六弯叶、六箭叶。
冷却列管：冷却水在列管里循环，通过液-固- 液传递将发酵过程产生的热量持续不断地带
走，从而达到控制温度目的。
8.机械通风发酵罐的主要尺寸大小及比例
①罐体各部分的尺寸有一定的比例，罐高度与直径之比一般为1.7~3.5左右。
②发酵罐通常装有两组搅拌器，两组搅拌器的间距S约为搅拌器直径的2-5倍。对于大型发酵罐以及液体深度较高的，可安装三组或三组以上的搅拌器。最下面一组搅拌器通常与风管出口较接近为好，与罐底的距离一般等于搅拌器直径
7.气升式发酵罐的特点、主要类型及其工作原理
特点：反应溶液分布均匀
溶氧效率高
传热性好
结构简单
能耗小
不易被污染
维修容易
剪切力小
常见类型：气升环流式、空气喷射式、鼓泡塔
工作原理：利用空气喷嘴喷出高速的空气，空气以气泡形式分散于液体中，通气的一侧，液体平均密度下降，不通气的一侧，液体密度较大，因而产生密度差形发酵罐内液体的环流。
8.自吸式发酵罐的特点、主要类型与其工作原理
特点：
优点：
1.不需要空压机和附属设备，节省设备投资和厂房投资
2.溶氧速率、效率高，能耗低
3.设备自动化、连续化，降低劳动强度，减少劳动力。
4.设备结构简单，操作方便。
5.生产效率高、经济效益好
缺点：发酵罐是负压吸入空气，罐压低，容易污染。可过滤前加鼓风机给空气适当的压力，降低污染，增加风量，提高溶氧系数。
?类型：机械搅拌自吸发酵罐喷射自吸发文氏管发酵罐酵罐伍式发酵罐溢流喷射自
吸发酵罐
工作原理：不需要空气压缩机提供加压空气，而依靠特设的机械吸气装置或者液体喷射吸气装置吸入无菌空气，实现混合搅拌与溶氧传质。
9.通风固相发酵设备的类型及主要结构
组成：曲室、架子和曲盘。
类型：浅盘式、旋转式、厚层式
第三章
10酒精发酵罐的主要结构特点
①酒精发酵罐筒体为圆柱形，底盖和顶盖均为碟形或锥形的
立式金属容器
②罐顶装有废气回收管，压力表、各种测量仪等
③大型发酵罐为了方便维修和洁，往往在罐底也装有人孔
④身上下部装有取样口和温度计接口
11现代啤酒发酵设备的主要类型
锥形罐
朝日罐
联合罐
不锈钢罐
12圆筒体锥底发酵罐的主要结构特点
①筒体常为拱形盖锥形底，筒体外壁装有各种形式的冷却夹套
②筒体的直径和告诉是主要参数
③发酵罐锥底角通常取73~75°
④贮酒罐锥底角通常为120~150°
13圆筒体锥底发酵罐的优缺点
优点：发酵速度快
厂房投资节省
冷耗节省
可依赖CIP自动程序清洗消毒卫生更容易保证
缺点：酵母泥使用代数一般比传统低
贮酒时，澄清比较困难，过滤必须强化；
短期贮酒不能保证温度一致。
第四章
14植物细胞培养反应器的主要类型
悬浮细胞培养反应器
---机械搅拌式反应器
---非机械搅拌式反应器
固定化细胞生物反应器
---填充床反应器
---流化床反应器
---膜反应器
15动物细胞培养方法有哪几种？
贴壁培养
悬浮培养
固定化培养
16.动物细胞培养反应器的主要类型
通气搅拌式细胞培养反应器
气升式动物细胞培养反应器
中空纤维细胞培养反应器
微囊培养系统
大载体系统
微载体系统
17.笼式通气搅拌细胞培养反应器的工作原理和优缺点
原理：反应器运转时，圆筒转动，由于离心力的作用，搅拌器中心管内产生负压，使搅拌器外培养基流入中心管，沿管螺旋上升，再从导流筒口排出，从搅拌器外沿下降，形成循环流动。在气腔内气体由分布管鼓泡，气体溶于液体中，依靠气腔丝网外液体的循环流动及扩散作用，使溶于液体中的气体成分均匀地分布到反应器内。
优点：避免向培养基直接通气时气泡损伤细胞
没有移动部件
密封好
氧转换率较高
便于放大。
缺点：氧传递系数小，不能满足高密度培养的耗氧
气路系统不能就地灭菌
18何谓微载体培养系统，它的优点是什么？
原理：
用固体小颗粒作为载体，细胞在载体的表面附着，通过连续搅拌悬浮于培养液中，并形成单层生长、繁殖。随着细胞附着面的扩大，细胞能充分利用生长空间和营养液，提高细胞生产效率和产量。
优点：
◆具有较高的表面积体积比
◆生长环境均一，条件易于控制，放大容易；
◆兼具贴壁培养和悬浮培养的优势，而且是均相培养；
◆取样和细胞汁数简单；
◆细胞和培养液易于分离；
◆大规模培养只需对微生物搅拌式或气升式培养系统稍加改进即可
◆适合于培养原代细胞、二倍体细胞株，它对生产重组产品来说是必不可少的有效方法。第五章
19 生化过程主要检测的参数有哪些？
物理参数
温度、压力、通气量等
化学、生物参数
氧化还原电位、碳源、氮源、金属离子等
20生物反应器的温度、体积流量（液体和气体）、pH、溶氧的在线测量仪表有哪些？
（温度：半导体热敏电阻、玻璃温度计、热电偶
体积流量：电磁流量计、漩涡流量计、液体质量流量计
Ph：复合电极
溶氧：溶氧电极、氧气分析仪）
在线分析仪器设备：
高压液相分析系统
流动注射式分析系统
映像在线监控系统
21生物反应器的温度、pH、溶氧是如何实现自动调节的？
温度：控制器使用温度探头感应反应器内的温度，当温度大于设定值时，将电加热器关闭，通入的冷水很快使温度降低。当温度低于设定值时，控制仪打开电加热器，使温度升高。
Ph：pH控制系统是一开关控制系统，控制器根据pH偏差信号计算出开关阀门开关周期和开与关的时间长短，来控制输入的氨水的量，从而达到控制pH的目的。
溶氧：通过控制发酵罐压力、空气流量及搅拌转速的方法来控制。提高发酵压力，使发酵中二氧化碳的溶解度也增加，这不仅会改变发酵液的pH值，而且会影响氧的溶解度。
第六章
22原料的粗选、精选、分级设备哪些？试举例说明。
粗选：大麦粗选机、力除铁器
精选：碟片式精选机、筒精选机
分级：平板分级筛、圆筒分级筛
23原料干式粉碎机有的主要类型？
◆锤片式粉碎机
◆辊式粉碎机（对辊粉碎机）
◆圆盘钢磨
◆钢片式磨粉机
◆球磨机
24湿法粉碎的优点有哪些？
●消除了粉尘危害，改善了劳动环境，降低了原料消耗
●粉碎过程中，淀粉已开始膨胀，提高了蒸煮效果
●提高了蒸汽的利用率
●由于粉碎在有水的情况下运转，使得机器零件的磨损减少，节省了设备维修费用。
25糖蜜的连续稀释设备包括哪些类型？
●间歇式稀释器
●连续稀释器
水平式连续稀释器
立式稀释器
错板式稀释器
胀缩式糖蜜连续稀释器
变管径式连续稀释器
26淀粉质原料的罐式蒸煮糖化流程包括哪些主要设备？
蒸煮设备
真空冷却器
糖化设备
27啤酒的四器组合方式主要包括那些设备，各有什么作用？
糊化锅：糊化锅是用来加热煮沸辅助原料和部分麦芽粉醪液，
使淀粉液化和糊化。
糖化锅：啤酒糖化锅的用途是使麦芽糖与水混合，并保持一定温度进行蛋白质分解和淀粉糖化。
过滤槽：获得澄清麦汁的一个关键设备。
麦汁煮沸锅：用于麦汁的煮沸和浓缩，把麦汁中多余水分蒸发掉，使麦汁达到要求浓度，并加入酒花，浸出酒花中的苦味及芳香物质。还有加热凝固蛋白质、灭菌、灭酶的作用。
28常用连续灭菌设备有哪些？
◆连消塔加热的连续灭菌流程
◆喷射加热的连续灭菌流程
◆薄板换热器的连续灭菌流程
29 连续灭菌的优点？
●采用高温短时灭菌，培养基中营养成分破坏较少
●蒸汽负荷均衡，操作方便，产品质量较易控制
●设备利用率高，产量高
●降低了劳动强度，适用于自动控制。
第七章
30滤设备主要有哪些类型？
?板框式压滤机
?板式压滤机
?自动板框压滤机
?真空过滤机
31.转筒真空过滤机工作原理（图示）
32.离心分离设备主要有哪些类型（工业离心机类型及图示管式、碟片式离心机主要分离原理）？
工业离心机：
●管式离心机
●碟片式离心机
●螺旋式离心机
●离心过滤机
33膜分离设备必需具备哪些条件？
◆膜面切向速度快，以减少浓度差极化
◆单位体积中所含膜面积比较大
◆容易拆洗和更换
◆保留体积小，且无死角
◆具有可靠的膜支撑装置
34.膜分离设备主要有哪些类型？
◆板式膜过滤器
◆管式膜过滤器
◆中空膜纤维过滤器
◆螺旋卷式膜分离器
第八章
35.萃取的混合主要设备包括哪些？其结构特点如何？
混合罐
混合管
喷射式混合器
泵
结构特点：体积小
36萃取的分离主要设备类型其结构特点如何？
萃取分离基本原理
管式超速离心机
碟片式高速离心机
三相倾析式萃取机
原理
利用物质在互不混溶的两相（有机相和水溶液相）中溶解度的不同，依据分配定律，提取和分离物质的一种方法。
37离子交换设备主要类型及其结构特点如何？
离子交换基本原理
●常用离子交换罐
●反吸附离子交换罐
●混合床交换罐
●连续离子交换设备
结构特点
●设备材料
●大型设备：多采用钢板内衬橡胶
●小型设备：有机玻璃或硬聚氯乙烯
●实验室：玻璃筒
●管道：硬聚氯乙烯
●阀门：塑料不锈钢或橡皮隔膜阀
●装有观察玻璃短管
原理：离子交换设备中的阴阳离子交换树脂按照不同的比例进行搭配，组成离子交换阳床系统、离子交换阴床系统和离子混床系统三种。混床系统能够对水中的阴阳离子进行置换。
38色谱分离设备有类型及其结构特点如何？
色谱分离基本原理
设备：玻璃色谱分离柱、带热夹套分离柱、反转式分离柱
原理：
亲和力小的组分，移动速度快，最先从柱中流出，亲和力大的组分，移动速度慢，最后从柱中流出
1.列举生物工业常用干燥方法
2.常压干燥设备有哪些类型？
3.真空干燥设备有哪些类型？
4.绝热干燥设备有哪些类型？
5.长管气流干燥的关键设备是什么？
6.喷雾干燥的原理与特点
7.图示喷雾干燥器的主要流程
8. 喷雾干燥器有哪些主要类型？主要依据是什么？
9.流化床干燥原理及特点
10.冷冻干燥原理与特点
11.冷冻干燥设备组成
12.微波干燥的特点
1.蒸馏的原理是什么？粗馏塔和精馏塔在酒精蒸馏
中起什么作用？
2.酒精蒸馏流程主要有哪几种，各有什么特点？
3.粗馏塔的塔板有哪些类型？
4.精馏塔塔板有哪些类型？
1.发酵对空气无菌程度的要求
2.空气除菌方法的方法有哪些？
3.什么是绝对过滤？
4.请简述介质除菌过滤的基本原理？
5.空气除菌流程类型有哪些？
简述两级冷却、分离、加热的空气除菌流程。
6.空气过滤器的结构类型有哪些？请举例说明。
7.空气调节的原理与主要设备有哪些？
1.固体物料输送设备有哪些主要类型？
2. 固体物料气流输送原理是什么？它的流程分为哪几类？
3.固体物料气流输送的除尘设备有哪几类？
4.液体物料输送设备有哪些？试举例说明！
1.CIP 清洗系统及设备
2.发酵罐及容器的灭菌
3.空气过滤器的杀菌
1.常用水的过滤装置有哪些类型?
2.水的软化及脱盐装置有哪些类型？
3.水的杀菌方法和设备有哪些类型？
4.了解供水和供电系统基本组成。
5.制冷系统设备主要由哪些部分组成？
简述清洁生产的最新进展并举例说明如何实现清洁生产？
生物工程总结
工程总结 由内蒙送变电第二分公司承建的丰镇500kV变电站，位于丰镇电厂西6公里处，站区围墙内占地面积8.953Km2。本期工程主变3×250MV A，500kV 采用一个半断路器，7回出线：万全二回、永圣域二回、汗海一回、大同一回、丰镇电厂一回。海汗500kV线路丰镇侧装3×50Mvar并抗，中性点通过小高抗接地。同时从丰镇电厂搬迁3组3×50 Mvar并抗，3台中性点电抗器。 220kV本期12回出线，双母线分段：海城二回、新丰电厂二回、平地泉二回、丰镇电厂三回、丰地变二回、新城湾一回。 主变35kV侧装60 Mvar并抗两组，60 Mvar并联电容器一组。 工程总投资32512.58万元。 工程建设单位：内蒙古超高压供电局。 监理单位：内蒙古康远监理公司。 设计单位：内蒙古电力勘测设计院。 调试单位：内蒙古电力科学研究院。 施工单位：内蒙古送变电有限责任公司。 一、工程质量管理 该工程是内蒙古最大的枢纽变电站，是内蒙古西电东送主要渠道。工程于2005年5月27日开工，2006年7月30日竣工。工程一开始，我们根据建设单位提出的工程总目标“达标投产，争创国优”，制定本工程的整体策划和实施细则，制定了本工程的闪光点以及质量保证措施。 本工程质量目标：安装工程一次验收合格率100%；单位工程优良品率100%；分项工程合格率100%。变电建筑单位工程优良品率100%，分项工程
优良率92%以上。达标投产，争创国优。 为实现本工程的质量目标，我们在工程开工前就认真组织编写了施工组织设计，从施工进度、技术措施、资源配置（包括技术力量、施工机具、施工方案、安全文明施工等）都作了详尽的布置。制定合理的人员组织机构及各级质量职责、质量管理制度、创优措施、成品保护措施、质量通病预防措施等一系列的质量保证措施，为优质、高效地完成施工任务打下良好的基础。 1、架构、设备基础施工： 经过精心组织、合理安排，首先在原材料上经过认真评审，货比三家，对砂、石进行出厂试验，选择质量好的砂、石、水泥。在原材料上严把质量关，做好进货检验，并在使用过程中按规程规范要求对原材料进行批次复检，杜绝不合格原材料进入施工现场使用。针对过去混凝土施工容易出现蜂窝、麻面、狗洞及塌落度大等质量通病，本工程开始浇筑砼时要求施工人员严格按砼配比施工，每30cm振捣一次，并严格控制拆模时间，加强砼养护。认真执行隐蔽工程签证制度和工序交接制度，以保证施工质量。另外加强三级检验，对发现的问题和质量缺陷及时纠正，避免了质量事故的发生，极大的提高了基础工程的施工质量。500kV架构基础100基，自检优良率100%；220kV 架构基础158基，自检优良率98%；500kV设备基础276基，自检优良率100%；220kV设备基础428基逐级自检，优良率99%。三级检验抽检80%优良率100%。三级检验抽30%，优良率100%。对已完基础加强了成品保护，主要基础（主变、高抗、断路器）边缘都用角钢包住，防止磕碰缺棱、掉角。 2、架构组立： 首先对进场的钢杆逐个进行检查，从外观镀锌层、垂直度、焊缝等进行
生物工程设备复习题
生物工程设备复习题 一、选择题 1、目前啤酒厂的糖化锅中利用__B__进行搅拌。 A.圆盘平直叶涡轮搅拌器 B.螺旋浆式搅拌器 C.醪液内二氧化碳的密度梯度 D. 二折叶旋桨式搅拌器 2、空气过滤系统中旋风分离器的作用是____A_____。 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 3、好气性发酵工厂，在无菌空气进入发酵罐之前___C___，以确保安全。 A.应该安装截止阀 B.应该安装安全阀 C.应该安装止回阀 D.不应该安任何阀门 4、机械轴封的动环的硬度比静环___B____。动环的材料可用___________，静环最常用的材料是___________。 A.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。 5、目前啤酒厂的圆筒锥底发酵罐内采用_____C_______。 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 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____C____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、培养基连续灭菌流程中选用管道维持器，应该使培养基在管道的流速达到___C___，才能保证先进先出。 A.过渡流 B.层流 C.活塞流 D.湍流 9、把干玉米原料从多处集中送到一处，原则上应选择：( D ) A ．带式输送机 B ．压送式气力输送装置C．斗式提升机 D ．吸送式气力输送装置 10、压送式气力输送装置的闭风器应装在：( A ) A ．加料口处 B ．卸料口处 C ．中间部位 D ．无论哪里 11、直接向空气中喷100 ℃蒸汽，此过程对湿空气来说将近似是：( B ) A ．等湿升温 B ．等温加湿 C ．加湿升温 D ．等温等湿 12、垂直管中颗粒物料气流输送的流体力学条件是:( A ) 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. 不能确定
生物工程设备
1.生物质原料的粉碎的设备：锤式、辊式、湿式、超细、纳米粉碎机、球磨机、切片机。 2.连续灭菌流程：加热、保温（湿）、冷却。 3.啤酒生产中麦芽汁的制备设备：糊化锅、糖化锅、过滤槽、麦汁煮沸锅、糖化醪过滤槽。 4.糊化锅的作用：用于煮沸大米粉和部分麦芽粉醪液，使淀粉糊化和液化。 5.氧传递模型：双膜理论、渗透扩散、表面更新理论。 6.常用通风式（固态）生物反应器种类：填充床、流化床、转鼓式、浅盘式、搅拌生物反应器和压力脉动固态发酵生物反应器。 7.生物反应器的放大方法：经验放大法、因次分析法、时间常数法、数学模拟法。 8.经验放大法原则：几何相似放大、以单位体积液体中搅拌功率相同放大、以单位培养液体积的空气流量相同的原则进行放大、以空气线速度相同的原则进行放大、以kLa相同的原则进行放大、搅拌器叶尖速度相同的准则、混合时间相同的准则。 9.液液萃取设备：混合设备、分离设备、兼有混合和分离两种功能的设备。 10.蒸发器组成：加热室、分离器。 11.固体输送设备：带式输送机、斗式提升机、螺旋输送机。 12.垂直管中气力输送设备流程：粒子向下加速运动；粒子相对静止；粒子向上加速运动。 13.生物除菌方法：辐射杀菌、化学药品杀菌、干热杀菌。 14.空气过滤除菌流程：两级冷却、加热除菌流程；高效前置过滤空气除菌流程。 15.过滤除菌效率与空气流速关系：当气流速度较大时，v↑η↑，此时惯性冲击起主要作用；当气流速度较小时，v↑η↓，此时扩散起主要作用；当气流速度中等时，可能是截留起主要作用；如果气流速度过大，除菌效率又下降，则是由于重新污染。1.GMP：药品生产质量管理规范，指在药品生产全过程中运用科学的原理和方法来保证生产出优质产品的一整套科学管理办法。 2.冷冻干燥：将物料冷冻至水的冰点以下，并置于高真空的容器中，通过供热使物料中的水分直接从固态冰升华为水汽的一种干燥方法。 3.渗透平衡：两溶液过一段时间后的分压相同，相当于进入半透膜的水与出半透膜的水相同，就会达到渗透平衡。不管是什么溶液体系给够足够时间后一定能达到渗透平衡。 4.渗透：渗透是水分子经半透膜扩散的现象。它由高水分子区域（即低浓度溶液）渗入低水分子区域（即高浓度溶液），直到细胞内外浓度平衡（等张）为止。水分子会经由扩散方式通过细胞膜，这样的现象，称为渗透。 5.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。 6.湿热灭菌：指用饱和水蒸气、沸水或流通蒸汽进行灭菌的方法，以高温高压水蒸气为介质，由于蒸汽潜热大，穿透力强，容易使蛋白质变性或凝固，最终导致微生物的死亡。 7.双水相萃取：一些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后可以形成两相，并且在两相中水分均占很大比例，即形成双水相系统。 8.超临界流体：温度和压力均在本身的临界点以上的高密度流体，具有和液体同样的凝聚力、溶解力。 9.体积传质系数：是决定反应器结构的最相关的参数，它是质量传递的比速率，是指在单位浓度差下，单位时间、单位界面面积所吸收的气体。
生物工程设备习题及答案总
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。原料进入后在传动装 置作用下运动并接触筛面而进行筛分。 优点：设备简单、电动机传动比平板分级筛方便。 缺点：筛面利用率小，仅为整个筛面的 1/5 1.物料的粉碎度（粉碎比） 物料粉碎前后平均直径之比，称为粉碎度或称粉碎比。 X=D1/D2 式中 D1 ——粉碎前物料的平均粒径， mm ；D2——粉碎后物料的平均粒径， mm 。粉碎度表示粉碎操作中物料粒度的变化比例。 2.对粉碎机的要求 （1 ）粉碎后的物料颗粒大小要均匀。 （2）已被粉碎的物块，应立即从轧压部位排除。
生物工程专业实习总结
生物工程专业实习总结 经过在恩施宏业魔芋开发有限责任公司、恩施锦华生物工程有限公司、湖北恩华生物开发有限公司共三次的参观实习，了解并掌握了一些与生物工程专业相关的实际情况，熟悉了在实际工业大生产中的生产设备和具体工艺流程。与此同时，也向工厂的技术人员和负责经理询问了公司的机构管理和最终产品的销售情况。在了解到这些实际情况的基础之上，在心里对生物工程专业有了更多多的信心，并将在学校的理论学习过程中更加踏实努力。下面我将就在上述三个公司的实习经历作出总结： 实习单位一： 该公司厂址设在恩施市崔家坝，是为恩施市市郊，政府现将恩施火车站和长途汽车站规划选址在崔家坝。待政府规划建成之后，该公司的生产原料和产品将能更好的进得到运输，所以从一定的程度上，成本可以得到降低，提高在市场上的竞争力。该公司的平面布局为东西走向，厂门朝东出于公路干道，行政办公楼、职工食堂、公寓坐落于前，生产车间和酒精回收塔落于后方，仓库置于生产车间四周，如此布局以便于提高实际生产效率。 该公司的产品为魔芋精粉(葡苷聚糖)，市场上的魔芋精粉根据其溶解于水之后的粘度决定其等级，该公司的主要产
品即为最高等级特级标准，由于我国市场对于魔芋精粉的需求不高，其主要出口日本和韩国。在出口时，日本对产品质量要求尤为突出，由此可见日本各种商品的质量为何经得住考验，并能在国际市场占有一席之地。另外，由于新鲜魔芋的生长具有明显的季节性，所以该厂需按照魔芋的收获季节进行魔芋精粉的生产。因为生产具有季节性，所以公司所聘用的工作人员除开技术与管理人员外，其余工作人员皆是临时工，这样就可以大大减少工作人员的工资开支，节约成本。 经过在仔细熟悉与了解魔芋精粉(葡苷聚糖)的一整条生产工艺之后，基本掌握了其具体的生产流程及实际生产过程中需要注意的问题。生产魔芋精粉(葡苷聚糖)大致分为五道工序： 清洗、去皮打浆分离脱水干燥 其原材料是新鲜魔芋的地下块茎，含有大量的水分，其外表较丑陋。在实际生产过程中，需要去皮和清洗，去皮之后表面会分泌出一种含有生物碱的粘性物质。去皮之后，置于打浆机中打浆，然后经过一系列的处理，除去其水分，最后干燥精制得到魔芋精粉(葡苷聚糖)。根据生产数据，每生产1t魔芋精粉(葡苷聚糖)需要新鲜魔芋14-15t。 在实际生产中需要注意的几个地方是： 1、工作人员必须认真仔细的将在传送带中运送的坏死魔芋清除掉，以提高终产品质量。
(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。 （2）产品质量较易控制。 （3）蒸汽负荷均衡，锅炉利用率高，操作方便。 （4）适宜采用自动控制。 （5）降低劳动强度。 8、培养基灭菌常用的加热设备、保温设备和冷却设备都有哪些，试举例。 目前常用的加热设备是喷射加热器，其特点是结构简单，体积小，操作噪声低，蒸汽与料液混合充分，并在瞬时内即可完成加热。（可用于判断题） 保温设备有两种：一种是罐式保温设备，即维持罐，另一种是管式保温设备，即维持管。 冷却设备有：喷淋冷却器、真空冷却器、薄板换热器和螺旋板换热器 9、为什么说培养基在维持罐中的停留时间应比按对数残留定律计算的维持时间要长？ 维持罐的高径比较小，不以保证培养基先进后出，部分培养基可能在罐中停留时间过长，过度受热，营养成分损失较多；部分培养基可能在罐中停留时间过短，不能达到灭菌要求而造 成染菌。所以，培养基在维持罐中的停留时间应比按对数残留定律计算的维持时间要长。【实际维持时间常取理论灭菌时间的3—5倍】 判断题：培养基在维持罐中的停留时间应比按对数残留定律计算的维持时间要长（短） 第三章空气压缩及除菌设备 1、空气除菌的方法：辐射杀菌、热灭杀菌、静电除菌、介质过滤除菌 1、空气预处理的主要目的有哪两个?t提高压缩前空气的洁净度的主要措施？ 答：⑴①提高压缩空气的洁净度，降低空气过滤器的负荷；②取出压缩后空气中所带的油水，以合适的空气湿度和温度进入困难国企过滤器 ⑵提高空气吸气口的位置和加强吸入空气的前过滤 2、提高截止过滤效率的主要措施 ⑴减少进口空气的含菌数：①加强生产环境的卫生管理，减少环境空气中的含菌量；②提高空气进口位置（高
生物工程生产实习报告(完整版)
报告编号：YT-FS-4007-88 生物工程生产实习报告 (完整版) After Completing The T ask According To The Original Plan, A Report Will Be Formed T o Reflect The Basic Situation Encountered, Reveal The Existing Problems And Put Forward Future Ideas. 互惠互利共同繁荣 Mutual Benefit And Common Prosperity
生物工程生产实习报告(完整版) 备注：该报告书文本主要按照原定计划完成任务后形成报告，并反映遇到的基本情况、实际取得的成功和过程中取得的经验教训、揭露存在的问题以及提出今后设想。文档可根据实际情况进行修改和使用。 生物工程生产实习报告 实习名称：生物工程生产实习 学院：生物工程学院 专业/班级:生物工程2004级02班 学生姓名：姜波学号：XX05030207 指导教师：李明元 开始时间:XX年7月17日 完成时间：XX年7月26日 实习地点:四川德润鑫动物药业有限公司 目录 前言—————————————————3 第一部分企业概况————————————— ——3
第二部分公司的总平面布置图——————————4 第三部分工艺流程简介 一,可灭菌小容量注射剂生产工艺流程——————5 二，散剂的制备—————————————10 三，溶液型注射剂的生产流程图————————11 四，无菌分装粉针剂工艺流程方框图及环境区域划分—11 第四部分主要生产设备的介绍 一，水站——————————————12 二，水针车间——————————————13 三，粉散车间——————————————15 四，包装——————————————16 第五部分非生产领域介绍 一，德润鑫公司的组织形式—————————
生物工程设备习题答案
生物工程设备习题集 一. 单项选择题: (每题1分) 1.目前啤酒厂的糖化锅中利用_____D____进行搅拌。 A.圆盘平直叶涡轮搅拌器 B.螺旋浆式搅拌器 C.醪液内二氧化碳的密度梯度 D. 二折叶旋桨式搅拌器 2.空气过滤系统中旋风分离器的作用是_____A____。 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 3.好气性发酵工厂，在无菌空气进入发酵罐之前__C___，以确保安全。 A.应该安装截止阀 B.应该安装安全阀 C.应该安装止回阀 D.不应该安任何阀门 4.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____C____，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) 5.机械轴封的动环的硬度比静环___B__。动环的材料可用___________，静环最常用的材料是___________。 A.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。 6.溶液在升膜式蒸发器加热管中出现爬膜的最重要条件是____D_____。 A.物料进口处或出口处采用浮头管板 B.蒸发器壳体应有膨胀圈 C.物料在加热管内有足够的浓缩倍数，一般为七倍 D.加热的蒸气与物料之间有足够的温度差，一般为20-35℃ 7.目前啤酒厂的圆筒锥底发酵罐内采用_____C_____。 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 8.空气过滤系统中空气加热器的作用是______B______。 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 9.机械搅拌发酵罐中最下面一档搅拌器离罐底距离一般____C____搅拌器直径的高度，最上面一个搅拌器要在液层以下米(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 10.自吸式发酵罐的搅拌轴是从罐下方进罐的,因此___C___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 11.安装在空气压缩机前的过滤器主要作用是______D______。
生物工程设备
生物工程设备 教学大纲 生物科学与工程学院 生物工程教研室编2009年9月第三次修改
编写说明 生物工程设备是生物工程专业的专业核心课程之一，在我系的专业课教学中占有特别重要的地位。生物工程设备是专门研究生物工厂设备的一门学科，是生物工程专业的专业课，在学过的生物工艺，化工原理，生物化学的基础上开设的。生物技术是以基因工程为先导，结合发酵工程、酶工程和生化工程等技术，构成现代生物技术。生物工程设备则是生物工程技术和化学工程与设备交叉的结合体。具体内容包括：生化反应器、生化反应物料处理及产物分离纯化设备和辅助系统设备的原理和设计及计算。通过本课程的学习使学生能够了解和掌握发酵工厂常用的发酵设备、分离提取原理及设备。并为学习其他工艺学奠定基础。 为了规范教学，提高我系的生物工程专业课的教学质量，特编写此大纲。 生物工程设备教学大纲，全面系统的介绍发酵工艺的内容，结合本学科的最新成果组织编写。本大纲的内容有：教学目的与要求、教学重点与难点、教学内容、并提供了思考题、教学参考书及课时分配表等。 本大纲由李树立老师编写，教研室集体审定。 生物工程教研室 2009年9月
课时分配表
目录理论教学部分： 第一章概述 第二章物料处理和输送设备 第一节固体物料的处理与粉碎设备 第二节固体物料输送设备 第三节液体物料的输送设备 第三章空气净化除菌设备 第一节空气净化除菌的方法与原理 第二节空气过滤除菌设备及计算 第四章培养基的制备设备 第一节糖蜜原料的稀释与澄清 第二节淀粉质原料的蒸煮糖化设备 第三节啤酒生产麦芽汁的制备 第四节培养基的灭菌 第五章通风发酵设备 第一节机械搅拌通风发酵罐 第二节气升式发酵罐(ALR) 第三节自吸式发酵罐 第四节通风固相发酵设备 第五节其他类型的通风发酵反应器简介第六章嫌气发酵设备 第一节酒精发酵设备 第二节啤酒发酵设备 第三节连续发酵 第七章植物细胞(组织)和动物细胞培养反应器第一节植物细胞(组织)培养反应器 第二节动物细胞培养反应器 第三节微藻培养反应器 第八章生物反应器的比拟放大 第一节生物反应器的放大目的及方法 第二节通气发酵罐的放大设计 第九章过滤、离心与膜分离设备 第一节过滤速度的强化 第二节过滤设备 第三节离心分离设备 第四节膜分离设备 第十章离子交换分离原理及设备 第一节离子交换树脂 第二节离子交换分离原理 第三节离子交换设备 第十一章蒸发与结晶设备 第一节常压与真空蒸发设备
生物工程设备-总结
第一章生物质原料预处理设备 1.固体物料的粉碎有可能受那些力作用引起的？ 挤压粉碎、冲击粉碎、磨碎、剪碎、劈碎 2.锤式粉碎机有哪些部件构成？它是如何粉碎物料的？ 工作原理：物料从上方料斗加入，在悬空状态下就被锤的冲击力所破碎。然后物料被抛至冲击板上，再次被击碎。此外物料在机内还受到挤压和研磨的作用。 （1）锤片 是粉碎机的主要工作部件。基本形状有8种，其中以矩形最多。 锤片的形状由被粉碎物料而定，锤片菱角多，粉碎力强，耐磨性差，尖角适合粉碎纤维性物料，环形锤片磨损均匀。锤片长度一般不超过200mm。 (2）筛板 筛板是锤式粉碎机的排料装置，一般用1-1.5mm厚的优质刚板冲孔制成。通常设在转子的下半周的位置，为了提高粉碎机的排料能力，可使筛板占整个粉碎室内周面积的3/4以上，或者是将筛板置于粉碎室侧面。 筛孔的形状和尺寸是决定粉料粒度的主要因素，对机器的排料能力也有很大的影响。筛孔的 形状一般是圆孔或长孔。直径分四个等级：小孔1-2mm，中孔3-4mm，粗孔5-6mm，大孔 8mm 以上。 3.辊式粉碎机是如何粉碎物料？它有几类？ 原理：主要工作机构为两个相对旋转的平行装置的圆柱形辊筒，装在两辊之间的物料通过辊 筒对其的摩擦作用而被拖入两辊的间隙中被粉碎。 两辊式、四辊式、五辊式、六辊式 4.简述湿法粉碎的优点. 1.消除了粉尘危害，改善了劳动环境，降低了原料消耗； 2.粉碎过程中，淀粉已开始吸水膨胀，提高了蒸煮效果； 3.粉碎后经预热，提高了蒸汽的利用率； 4.机器零件的磨损减少，节省了设备维修费用。 5.按筛面的运动规律不同，摇动筛可分为哪三种？ 直线摇动筛、平面摇晃筛和差动筛 6.影响筛分效率的因素有哪些？ （1）筛面上物料层厚度 （2）筛下颗粒百分含量、颗粒级配和形状 （3）物料含水量 此外，筛孔形状、筛面种类、筛分机械的运动方式、加料量的多少及均匀程度也直接影响筛 分效率。 7.球磨机粉碎时，粒度，研磨体的尺寸，装填量之间有什么样的关系？ 在粒度较大物料研磨时，研磨体的尺寸要大些，装填量少些，使冲力作用加强；反之，研磨体尺寸小些，装填量多些，则有利于小粒物料的研磨。 研磨体装填量、尺寸大小和转速的配合直接影响着球磨机的操作质量。研磨体（球体）装填量越少，筒体转速越大（在极限转速范围内），则研磨体的滑动也越小，故对物料的研磨作用也较小。
贵州大学14年生物工程设备复习题
生物工程设备 填空题：（共30分，每小空1分） 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 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、直接用酶催化得到所需产物。 3、反应器内产率可根据：质量守恒定律和能量守恒定律进行计算。 4、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。 5分批培养细胞可分为延迟期、对数生长期、减速期、平稳期、衰退期五个生长阶段。 6按操作压强可将蒸发分为：加压、常压、减压。 7真空干燥设备一般由密闭干燥室、冷凝器、真空泵三个部分组成。 8固体物料粉碎按受力情况可分为挤压、冲击、磨碎、劈碎。 9糖蜜利用之前，需要进行稀释、酸化、灭菌和增加营养盐。处理。 10啤酒发酵设备向着大型、室外、联合方向发展。 11常见的通风发酵罐类型：机械搅拌式、气升环流式、鼓泡式、自吸式。 12板框过滤机的操作步骤：装合、过滤、洗涤、卸渣、整理。 13影响恒速干燥的主要因素空气流速、空气湿度、空气温度。 14液-液萃取设备包括混合设备、分离设备、溶剂回收设备 三个部分。 15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 16常见的防腐措施：低温、缺氧、干燥、高渗、高酸度、防腐剂。 名词解释题（共16分，每小题2分） 富氧通风：通气发酵罐通常使用的是普通空气。当需要提高相应的饱和溶氧浓度时，除了升高操作罐压外，更有效的方法是用富氧空气或直接通入氧气。 离子交换法: 离子交换分离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。
生物工程设备考试知识点必看
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。 ●实际粉碎过程中受到两个因素的影响：原料性质和粉碎设备结构
生物工程设备知识点总结
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/s 3、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)=μγ τ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+μsγ τ0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=Kγn K：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；
生物工程设备思考题答案
生物工程设备思考题 名词： 对数残留定律：在灭菌过程中，活菌数逐渐减少，其减少量随着活菌数的减少而递减，即微生物的死亡速率与任一瞬时残留的活菌数成正比。 纳滤：（NF）是介于反渗透与超滤之间的一种压力驱动型膜分离技术，是一个能从溶液中分离出相对分子质量为300-10000的物质的膜分离过程。错流过滤：在泵的推动下料液平行于膜平面流动，与死端过滤不同的是料液流经膜面时产生的剪切力把膜面上滞留的颗粒带走，从而使污染层保持在 一个较薄的水平 双水相萃取：双水相系统形成的两相均是水溶液，它特别适用于生物大分子和细胞粒子，不同的高分子溶液相互混合可产生两相或多相系统，如葡聚 糖和聚乙二醇，按一定的比列与水混合，溶液混浊，静置平衡后，分 成互不相溶的两相，上相富含PEG,下相含葡聚糖。 超临界萃取：利用超临界流体，即其温度和压力略超过或靠近临界温度和临界压力，介于气体和液体之间的流体为萃取剂，从固体或液体中萃取出来 某种高沸点或热敏性成分，以达到分离和提纯的目的。 动物细胞培养生物反应器：是一类模拟培养物在生物体内的生长环境，具有较低的剪切效应，较好的传递效果和力学性质的设备。 中空纤维细胞培养法：细胞能在中空纤维上不断地从流动的培养液中获得营养物质，细胞代谢产物和培养物又可随培养液的流动而流走。 微囊化培养技术：是用固定化技术将细胞包裹在微囊里，在培养液中悬浮培养。酶反应器:以酶为催化剂进行生物反应所需的设备。 1.粉碎的粒径范围如何划分？ 原粒径成品粒径 粗碎 40-1500mm 5-50mm 中细碎 5-50mm 0.5-5mm 微粉碎 5-10mm <100um 超微粉碎 0.5-5mm <25um 2.机械粉碎的5种形式（5种粉碎力） 挤压粉碎、冲击粉碎、磨碎、劈碎和剪碎。 3.影响灭菌的因素是什么？ 微生物的热阻和相对热阻；培养基成分与其物理状态、其氢离子浓度；其微生物数量；微生物细胞含水量；微生物细胞菌龄；微生物的耐热性；空气排出情况；搅拌；泡沫。 4.培养基的灭菌工业上可为哪几类？ 化学灭菌法，电磁波、射线灭菌法，干热灭菌法，湿热灭菌法，过滤除菌法，火焰灭菌法。 5.连续灭菌与间歇灭菌相比有何特点 连续灭菌：保留较多的营养物质，容易放大，较易自动控制，受蒸汽的影响较小，缩短灭菌周期，发酵罐利用率较高，蒸汽负荷均匀，某些情况下可使发酵高腐蚀少，但设备比较复杂；间隙灭菌：设备投资少，染菌的危险性较小，人工操作方便，对培养基固体物质含量较多时更为适宜，但灭菌过程中蒸汽用量变化大，造成锅炉负荷波动大，一般只限于小型发酵装置。
生物工程设备总结
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）稳定生物反应器部状态（原文是生物反应器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
生物工程设备习题测验集分析
生物工程设备习题集 一.?单项选择题: (每题1分） 1. 目前啤酒厂的糖化锅中利用_＿_＿_Ｄ__＿＿＿进行搅拌。 A.圆盘平直叶涡轮搅拌器 B.螺旋浆式搅拌器 C.醪液内二氧化碳的密度梯度D．二折叶旋桨式搅拌器 2.?空气过滤系统中旋风分离器的作用是_＿__＿_A___＿___。 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 3.?好气性发酵工厂，在无菌空气进入发酵罐之前_＿Ｃ＿__，以确保安全。 A.应该安装截止阀 B.应该安装安全阀C．应该安装止回阀 D.不应该安任何阀门 4.?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___＿_＿__C_＿__＿＿_＿__,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) ５.?机械轴封的动环的硬度比静环___Ｂ__。动环的材料可用__＿__＿____＿，静环最常用的材料是_＿___＿＿____。 A.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。 6.?溶液在升膜式蒸发器加热管中出现爬膜的最重要条件是＿___Ｄ_＿___。 A.物料进口处或出口处采用浮头管板 B.蒸发器壳体应有膨胀圈C．物料在加热管内有足够的浓缩倍数,一般为七倍Ｄ.加热的蒸气与物料之间有足够的温度差，一般为20-3５℃ 7．目前啤酒厂的圆筒锥底发酵罐内采用＿＿＿_＿Ｃ_____。 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８. 空气过滤系统中空气加热器的作用是______B_＿＿___。 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 ９.?机械搅拌发酵罐中最下面一档搅拌器离罐底距离一般____C___＿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 １0.?自吸式发酵罐的搅拌轴是从罐下方进罐的,因此__＿C___轴封。
生物工程设备知识点总结
体积溶氧系数kLa：单位时间单位体积溶液所吸收得气体。 影响kLa得因素：物系得性质——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 反应器得结构——反应器得结构型式，搅拌器结构，搅拌方式剪切力得作用 1、增加质量与热量传递速率 2、对微生物，动植物细胞得培养造成影响 机械搅拌通风发酵罐得搅拌与流变特性 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 选用较大得叶轮或Di/D： 多糖发酵， 动物细胞培养； ●叶轮类型得选择 功率准数、混合特性， 产生得液流作用力得大小 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、搅拌力得性质、强度、作用时间； 定性关系： 球状与杆状细胞：耐受力强， 丝状、动物细胞：耐受力弱；●关于搅拌剪切得反应器设计准则 以搅拌叶尖线速度v为基准： v≤7、5m/s 3、发酵液得流变特性 液体流变特性得影响： 传质、传热、混合； 发酵罐设计与运转； ●发酵液流变特性得类型： （1）牛顿型流体 黏度不随搅拌剪切速率与剪应力而改变（粘性定律）； 剪应力与剪切速率得关系： τ=F/A=μ(du/dy)=μγ τ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+μsγ τ0为屈服应力，Pa; μs为表观黏度,Pa·s; 如黑曲霉发酵液；（3）拟塑性与涨塑性流体 τ=Kγn K：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得得热量传递 1、发酵过程得热量计算 ●生物反应热得计算 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； ●冷却水带出得热量计算 发酵过程得最大放热： Q发酵=[Wc(T2－T1)]/ VL [kJ/(m3·℃)] W:冷却水流量，kg/h； c：水得比热容，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后测定发酵液得温度： Q发酵=[ (w1c1+w2c2) △T]/VL [kJ/(m3·℃)] w1、w2：发酵液与发酵罐得质量，kg； c1、c2：发酵液与发酵罐得比热容，kJ/(kg·℃)； △T：30min内发酵液得温升，℃； 2、发酵罐得换热装置 ●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；