生化工程設(shè)備相關(guān)資料(doc 9頁).doc

3.離心分離因數(shù)f是指什么？ f是反映離心機(jī)分離能力的重要指標(biāo)，它表示在離心力場中，微?？梢垣@得比在重力場中大f倍的作用力。f 值愈大，表示離心力愈大，其分離能力愈強(qiáng)。 1.固體物料的粉碎有可能受那些力作用引起的？擠壓、沖擊、研磨、剪切、劈裂。6.氣流輸送流程有幾種方式？真空輸送（吸入式）、壓力輸送和壓力真空輸送（混合式）。 吸送式、壓送式、混合式、真空式。8. 生物工廠常用泵有哪幾種？離心泵、螺桿泵、齒輪泵、往復(fù)泵、隔膜泵、旋渦泵。1.水的軟化脫鹽可采用那些方法？ 離子交換法、電滲析法、反滲透法等。2.水處理中脫鹽和軟化有什么區(qū)別 ？軟化：除去水中的鈣、鎂等金屬離子的過程。脫鹽：除去水中多有陰、陽離子的過程。4.生物工程用水常用的殺菌方法都有那些 ? 氯殺菌、紫外線殺菌、臭氧殺菌。5.生物工程的水處理分為水過濾、水的軟化或脫鹽、水的殺菌三個階段。6.壓縮式制冷循環(huán)包括壓縮、冷凝、膨脹、蒸發(fā)四個階段。2.色譜分離按分離機(jī)理不同分為哪幾類？吸附色譜分離、分配色譜、離子交換色譜、凝膠色譜、親和色譜。常見的精餾塔主要有板式塔和填料塔。5 .發(fā)酵工業(yè)對酒精發(fā)酵罐的要求有哪四個？（1）及時移走熱量；（2）有利于發(fā)酵液的排出；（3）便于設(shè)備的清洗，維修；（4）有利于回收二氧化碳。6.影響篩分效率的因素有哪些？影響篩分效率的因素：（1）篩面上物料層厚度；（2）篩下顆粒百分含量、顆粒級配和形狀；（3）物料含水量。此外，篩孔形狀、篩面種類、篩分機(jī)械的運(yùn)動方式、加料量的多少及均勻程度也直接影響篩分效率。7.畫出旋風(fēng)分離器的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，并標(biāo)出各部位名稱，簡述其工作原理及適用范圍。工作原理：含塵氣流由切向進(jìn)入筒體，沿內(nèi)壁螺旋式向下旋轉(zhuǎn)，粉塵在離心力的作用下甩向器壁，并在重力作用下落入灰斗。已凈化氣體由中心管排出。適用范圍：除去輸送介質(zhì)氣體中攜帶的固體顆粒雜質(zhì)和液滴。適用于凈化大于1-3微米的非粘性、非纖維的干燥粉塵。1、畫出蒸汽噴射加熱器的示意圖，注明各個部件名稱并簡述其工作原理。 當(dāng)料液經(jīng)噴嘴高速噴出時，帶動周圍氣體向前運(yùn)動，從而使得其周圍產(chǎn)生負(fù)壓，即在真空室內(nèi)形成真空，使得蒸氣從吸入口吸入，在混合室內(nèi)混合，使物料瞬間達(dá)到蒸煮所需的溫度，然后經(jīng)擴(kuò)大管排出，以達(dá)到加熱目的。3、發(fā)酵罐實(shí)罐滅菌為什么要“三路進(jìn)汽”? 實(shí)罐滅菌的進(jìn)汽和排氣原則是什么? 因?yàn)椤叭愤M(jìn)汽”是在對培養(yǎng)基滅菌時，讓蒸汽從空氣進(jìn)口、排料口、取樣口進(jìn)入罐內(nèi)，使培養(yǎng)基均勻翻騰，達(dá)到培養(yǎng)基滅菌之目的。這是因?yàn)檫@三個管都是插入到發(fā)酵醪中，若不進(jìn)蒸汽就會形成滅菌死角。進(jìn)汽和排氣原則是“非進(jìn)即出”：所有進(jìn)入發(fā)酵罐的管道在滅菌過程中如果不進(jìn)入蒸汽就一定要進(jìn)行排氣，使所有管道都被蒸汽（或二次蒸汽）通過，得以滅菌。不能有既不進(jìn)汽也不排汽的管道（死角）存在。3.畫出兩級冷卻、分離、加熱的空氣除菌設(shè)備流程圖，簡述各部件的功能?？諝飧呖杖夤艹龎m器空氣壓縮機(jī)貯氣罐一級冷卻器油水分離器二級冷卻器除霧器加熱器過濾器無菌空氣6.空氣過濾除菌的機(jī)理。依靠氣流通過濾層時，基于濾層纖維的層層阻礙，迫使空氣在流動過程中出現(xiàn)無數(shù)次改變氣速大小和方向的繞流運(yùn)動，從而導(dǎo)致微粒與濾層纖維間產(chǎn)生撞擊、攔截、布朗擴(kuò)散、重力和靜電引力等作用，從而把微生物截留、捕集在纖維表面上，實(shí)現(xiàn)過濾目的。 11.畫出通用式機(jī)械攪拌發(fā)酵罐(20M3以上)的示意圖，并至少注明十個部件的名稱，并分別闡述其作用 。大罐：1軸封 ； 2、20人孔； 3梯； 5中間軸承； 6溫度計接口；7攪拌葉輪； 8進(jìn)風(fēng)管；9放料口； 10底軸承；11熱電偶接口； 12冷卻管；13攪拌軸； 14取樣管；15軸承座； 16傳動皮帶；17電機(jī)； 18壓力表；19取樣口； 21進(jìn)料口；22補(bǔ)料口； 23排氣口；24回流口； 25視鏡；小罐：1-三角皮帶； 2-軸封; 3-取樣管； 4-軸； 5-消泡器；6-擋板；7-溫度計插管； 8-攪拌葉輪； 9-熱電偶；10-通風(fēng)管7、啤酒糊化鍋的作用是什么？糊化鍋為什么用球形鍋底？ 作用：用于煮沸大米粉和部分麥芽粉繆化液，使淀粉糊化和液化。 好處：1、促進(jìn)液體循環(huán)2、利于清洗3、利于排料第一章 生物質(zhì)原料預(yù)處理設(shè)備 1.固體物料的粉碎有可能受那些力作用引起的？擠壓、沖擊、研磨、剪切、劈裂。固體物料的粉碎按其受力情況可分以下幾種：擠壓破碎、沖擊破碎、研磨粉碎、剪切破碎、劈裂粉碎。2.錘式粉碎機(jī)有哪些部件構(gòu)成？它是如何粉碎物料的？錘刀、篩面、篩孔。（1）錘片是粉碎機(jī)的主要工作部件。(2）篩板是控制粉碎程度，錘式粉碎機(jī)的排料裝置。（3）篩孔用于控制物料的粒度。物料從上方料斗加入，在懸空狀態(tài)下就被錘的沖擊力所破碎。然后物料被拋至沖擊板上，再次被擊碎。此外物料在機(jī)內(nèi)還受到擠壓和研磨的作用。3.輥式粉碎機(jī)是如何粉碎物料？它有幾類？錕間擠壓力，篩面裝置分離。兩個相對旋轉(zhuǎn)的平行裝置的圓柱形輥筒，裝在兩輥間的物料通過輥筒對其的摩擦作用而被拖入兩輥的間隙中被粉碎。廣泛用于破碎粘性和濕物料塊的中碎及細(xì)碎。常用的有：兩輥式、四輥式、五輥式和六輥式。4.簡述濕法粉碎的優(yōu)點(diǎn). (1)消除了粉塵危害，改善了勞動環(huán)境，降低了原料消耗；(2)粉碎過程中，淀粉已開始吸水膨脹，提高了蒸煮效果；(3)粉碎后經(jīng)預(yù)熱，提高了蒸汽的利用率；(4)機(jī)器零件的磨損減少，節(jié)省了設(shè)備維修費(fèi)用。5.按篩面的運(yùn)動規(guī)律不同，搖動篩可分為哪三種？按篩面的運(yùn)動規(guī)律不同，搖動篩可分為直線搖動篩、平面搖晃篩和差動篩。6.影響篩分效率的因素有哪些？影響篩分效率的因素：（1）篩面上物料層厚度；（2）篩下顆粒百分含量、顆粒級配和形狀；（3）物料含水量。此外，篩孔形狀、篩面種類、篩分機(jī)械的運(yùn)動方式、加料量的多少及均勻程度也直接影響篩分效率。7.球磨機(jī)粉碎時，粒度，研磨體的尺寸，裝填量之間有什么樣的關(guān)系？在粒度較大物料研磨時，研磨體的尺寸要大些，裝填量少些，使沖力作用加強(qiáng)；反之，研磨體尺寸小些，裝填量多些，則有利于小粒物料的研磨。8.用的超細(xì)粉碎設(shè)備有哪些？常用的超細(xì)粉碎設(shè)備有振動磨、膠體磨、攪拌磨、沖擊式粉碎機(jī)等。9.固體粒子混合時會發(fā)生哪三種運(yùn)動形式？對流混合：固體粒子的循環(huán)流。剪切混合：粒子間相互滑動和撞擊產(chǎn)生。擴(kuò)散混合：存在狀態(tài)不同而產(chǎn)生的局部混合作用。第二章 生物反應(yīng)物料輸送設(shè)備 1.機(jī)械輸送設(shè)備有幾種？斗式提升機(jī)、帶式輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)。2.帶式輸送機(jī)的張緊裝置有哪幾種？看帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)圖簡述其工作原理。 張緊裝置有螺旋式（利用螺桿拉(壓)力）、重錘式（利用懸垂重物的重力）、小車式（兩種作用）。 工作原理：利用一根封閉的環(huán)形帶，繞在相距一定距離的2個鼓輪上，帶由主動輪帶動運(yùn)行，物料在帶上靠摩擦力隨帶前進(jìn)，到另一端卸料。3.請說明斗式提升機(jī)的構(gòu)造和原理。（料斗布置形式和裝料形式、卸料方式、適用物料）。(1)構(gòu)造組成：由牽引帶、料斗、張緊裝置、機(jī)殼及裝卸裝置構(gòu)成；料斗：有底、無底；牽引帶：平皮帶、鏈條。(2)料斗類型：有深斗、淺斗和尖角形三種類型。(3)裝料方式：分掏取式和喂入式兩種。(4)卸料方式離心式卸料：適用于粒狀較小而且磨損性小的物料 ；重力式卸料：適用于提升大塊狀、比重大、磨損性大和易碎的物料；離心重力式卸料：適用黏度較大、纖維狀物料或潮濕的不易甩出的物料。(5)原理：物料放在斗式提升機(jī)的底座內(nèi)，當(dāng)提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，機(jī)帶隨之而被帶動，斗子經(jīng)過底座時將物料舀起，當(dāng)漸漸被提升到上部，當(dāng)斗子轉(zhuǎn)過上端的滾輪時物料便倒入出料槽內(nèi)流出。4.螺旋輸送機(jī)的工作原理和適用的物料。工作原理：當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時，螺旋把物料沿著料槽推動。物料由于重力和對槽壁的摩擦力的作用，在運(yùn)動中并不隨螺旋旋轉(zhuǎn)，而是以滑動形式沿料槽移動。適用物料：松散的粉狀或小顆粒狀需要密封運(yùn)送的干濕物料。5.請說明氣流輸送的原理。借助強(qiáng)烈的空氣流沿管道流動，把懸浮在氣流中的物料送至所需的地方。1）粒子向下加速運(yùn)動：WFa+Fs2）粒子相對靜止(或勻速直線下落)：W=Fa+Fs 3）粒子向上加速運(yùn)動：W+FsFa粒子不再靜止懸浮，而是向上作加速運(yùn)動。此時的氣流速度大于粒子的懸浮速度，氣流速度迫使粒子向上運(yùn)動。 6.氣流輸送流程有幾種方式？真空輸送（吸入式）、壓力輸送和壓力真空輸送（混合式）。 吸送式、壓送式、混合式、真空式。7.畫出旋風(fēng)分離器的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，并標(biāo)出各部位名稱，簡述其工作原理及適用范圍。工作原理：含塵氣流由切向進(jìn)入筒體，沿內(nèi)壁螺旋式向下旋轉(zhuǎn)，粉塵在離心力的作用下甩向器壁，并在重力作用下落入灰斗。已凈化氣體由中心管排出。適用范圍：除去輸送介質(zhì)氣體中攜帶的固體顆粒雜質(zhì)和液滴。適用于凈化大于1-3微米的非粘性、非纖維的干燥粉塵。8.生物工廠常用泵有哪幾種？離心泵、螺桿泵、齒輪泵、往復(fù)泵、隔膜泵、旋渦泵。9.風(fēng)機(jī)分為哪幾種？用來壓縮與輸送氣體，根據(jù)氣體壓縮后可達(dá)到的壓力不同，可分為：壓縮機(jī)(0.3MPa)、鼓風(fēng)機(jī)(0.10.3MPa)、通風(fēng)機(jī)(1-15KPa)。10.氣力輸送系統(tǒng)由哪五部分組成？(1)供料器：吸嘴、旋轉(zhuǎn)加料器；(2)輸料管；(3)分離器：容積式分離器、離心式分離器；(4)空氣除塵器：離心式除塵器、布袋式過濾器、洗滌式除塵器；(5)風(fēng)機(jī)或真空泵。第三章 培養(yǎng)基的制備設(shè)備1、畫出蒸汽噴射加熱器的示意圖，注明各個部件名稱并簡述其工作原理。 當(dāng)料液經(jīng)噴嘴高速噴出時，帶動周圍氣體向前運(yùn)動，從而使得其周圍產(chǎn)生負(fù)壓，即在真空室內(nèi)形成真空，使得蒸氣從吸入口吸入，在混合室內(nèi)混合，使物料瞬間達(dá)到蒸煮所需的溫度，然后經(jīng)擴(kuò)大管排出，以達(dá)到加熱目的。2、在培養(yǎng)基的滅菌過程中是否能做到絕對無菌？為什么？發(fā)酵生產(chǎn)中對培養(yǎng)基的滅菌的無菌程度是多少？若要求滅菌后絕對無菌，即Ns=0，從上面公式可以看得出滅菌時間將等于無窮大，這對生產(chǎn)來說是不可能，所以培養(yǎng)基滅菌后，在培養(yǎng)液中必然還殘留一定的活菌。工程上通常以Nt=10-3個/罐來進(jìn)行計算，即雜菌污染降低到被處理的每1000罐中只殘留一個活菌的程度，這就可以滿足生產(chǎn)的要求了。3、發(fā)酵罐實(shí)罐滅菌為什么要“三路進(jìn)汽”? 實(shí)罐滅菌的進(jìn)汽和排氣原則是什么? 因?yàn)椤叭愤M(jìn)汽”是在對培養(yǎng)基滅菌時，讓蒸汽從空氣進(jìn)口、排料口、取樣口進(jìn)入罐內(nèi)，使培養(yǎng)基均勻翻騰，達(dá)到培養(yǎng)基滅菌之目的。這是因?yàn)檫@三個管都是插入到發(fā)酵醪中，若不進(jìn)蒸汽就會形成滅菌死角。進(jìn)汽和排氣原則是“非進(jìn)即出”：所有進(jìn)入發(fā)酵罐的管道在滅菌過程中如果不進(jìn)入蒸汽就一定要進(jìn)行排氣，使所有管道都被蒸汽（或二次蒸汽）通過，得以滅菌。不能有既不進(jìn)汽也不排汽的管道（死角）存在。4、畫出任意一種培養(yǎng)基連續(xù)滅菌的流程圖，并注明各個設(shè)備的名稱。5、畫出連續(xù)蒸煮糖化的流程圖，并注明各個設(shè)備的名稱。蒸煮溫度可高可低，節(jié)約能耗；設(shè)備簡單，操作容易，制造方便。6、淀粉質(zhì)原料蒸煮目的是什么？(1)糊化：原料吸水后，借助于蒸煮時的高溫高壓作用，破壞原料中淀粉顆粒的外皮，使其內(nèi)容物質(zhì)流出，呈溶解狀態(tài)變成可溶性淀粉，以便糖化劑作用，使淀粉變成可發(fā)酵性糖。采用的方法是用蒸汽加熱。(2)滅菌：借助蒸汽的高溫高壓作用，把存在于原料中的大量微生物進(jìn)行滅菌，以保證發(fā)酵過程中原料無雜菌污染，使酒精發(fā)酵能順利進(jìn)行。7、常見的淀粉質(zhì)原料的蒸煮糖化設(shè)備有哪三種？多采用連續(xù)式蒸煮，有低溫長時間的罐式連續(xù)蒸煮，中溫的柱式連續(xù)蒸煮和高溫短時間的管式連續(xù)蒸煮。8、看圖說明真空冷卻器的工作原理。真空冷卻器的器身為圓筒錐底，料液以切線進(jìn)入，由于器內(nèi)為真空、醪液產(chǎn)生自蒸發(fā)，產(chǎn)生大量的二次蒸汽，醪液在器內(nèi)旋轉(zhuǎn)被離心甩向周邊沿壁下流，以錐底排醪液口排出。二次蒸汽從器頂進(jìn)入冷凝器，在冷凝器內(nèi)與水直接接觸而被冷凝，不凝性氣體則由真空泵或蒸汽噴射器抽走，造成器內(nèi)真空。真空度保持在7080kPa，醪液的溫度很快可降至60650C。真空冷卻：物料在一定真空度下蒸發(fā)部分水，需要汽化潛熱，取自料液本身，因而料液很快被冷卻到真空相應(yīng)的溫度。9、糖蜜原料澄清常用的方法有哪三種？(1)加酸通用處理法(0.2%-0.3%濃硫酸通入壓縮空氣1小時，靜止澄清數(shù)小時)；(2)加熱加酸沉淀法(在較高的溫度和酸度下，對糖蜜中有害微生物的滅菌作用和膠體物質(zhì)，灰分雜質(zhì)的澄清沉降作用均較強(qiáng))；(3)絮凝劑澄清處理法(添加聚酰胺（PAM）絮凝劑)。10、四器組合的啤酒麥芽汁制備系統(tǒng)由哪些設(shè)備組成？糊化鍋、糖化鍋、過濾槽和麥汁蒸煮鍋。11、滅菌時間的計算例：有一發(fā)酵罐，內(nèi)裝培養(yǎng)基40m3，在131的溫度下進(jìn)行連續(xù)滅菌。設(shè)每毫升培養(yǎng)基含有耐熱菌的芽孢2107個，在131 時的滅菌速率常數(shù)為0.25s-1。試求滅菌失敗的機(jī)率為0.001所需的時間。解：第四章 空氣凈化除菌與空氣調(diào)節(jié)1.無菌空氣在發(fā)酵中的作用是什么？生物工業(yè)對空氣質(zhì)量有何要求？ (1)給培養(yǎng)微生物提供氧氣；(2)促進(jìn)菌體在培養(yǎng)基中不斷混合，加快生產(chǎn)繁殖速度；(3)維持代謝產(chǎn)物的均勻擴(kuò)散；(4)保持發(fā)酵過程的正壓操作。生物工業(yè)生產(chǎn)中對無菌空氣的無菌程度要求是：一般要求1000次發(fā)酵周期中只允許有一次染菌，即經(jīng)過濾后空氣的無菌程度為N=10-3。2.空氣除菌有幾種方法？ 熱殺菌、輻射殺菌、靜電除菌、過濾除菌法。3.畫出兩級冷卻、分離、加熱的空氣除菌設(shè)備流程圖，簡述各部件的功能?？諝飧呖杖夤艹龎m器空氣壓縮機(jī)貯氣罐一級冷卻器油水分離器二級冷卻器除霧器加熱器過濾器無菌空氣4.空氣除菌中要除去水霧和油霧的原因是什么? 常用的除去水霧和油霧的設(shè)備有哪兩種？旋風(fēng)分離器和填料過濾器（1） 導(dǎo)致傳熱系數(shù)降低，給空氣冷卻帶來困難。（2） 如果油霧的冷卻分離不干凈，帶入過濾器會堵塞過濾 介質(zhì)的纖維空隙，增大空氣壓力損失。（3）黏附在纖維表面，可能成為微生物微粒穿透濾層的途徑，降低過濾效率，嚴(yán)重時還會浸潤介質(zhì)而破壞過濾效果。 5.有哪些方法可實(shí)現(xiàn)空氣的增濕和減濕？增濕方法：(1)往空氣中直接通入蒸汽；(2)噴水；(3)空氣混合增濕。減濕方法：(1)噴淋低于該空氣露點(diǎn)溫度的冷水；(2)使用熱交換器把空氣冷卻至其露點(diǎn)以下；(3)空氣經(jīng)壓縮后冷卻至初溫，使空氣減濕；(4)用吸收或吸附法除掉水氣，使空氣減濕；(5)通入干燥空氣。6.空氣過濾除菌的機(jī)理。依靠氣流通過濾層時，基于濾層纖維的層層阻礙，迫使空氣在流動過程中出現(xiàn)無數(shù)次改變氣速大小和方向的繞流運(yùn)動，從而導(dǎo)致微粒與濾層纖維間產(chǎn)生撞擊、攔截、布朗擴(kuò)散、重力和靜電引力等作用，從而把微生物截留、捕集在纖維表面上，實(shí)現(xiàn)過濾目的。 7.貯氣罐的作用是什么？消除壓縮機(jī)排出空氣量的脈沖，維持穩(wěn)定的空氣壓力，同時也可以利用重力沉降作用分離部分油霧。8.列出5種常用的空氣過濾介質(zhì)棉花、玻璃纖維、活性碳、超細(xì)玻璃纖維紙、石棉濾板。9.提高空氣過濾效率的措施有哪些？ (1)減少進(jìn)口空氣的含菌數(shù)?？梢詮囊韵聨讉€方面著手： 加強(qiáng)生產(chǎn)環(huán)境的衛(wèi)生管理，減少環(huán)境空氣中的含菌量； 提高空氣進(jìn)口位置（高空采風(fēng)），減少空氣進(jìn)口含菌量； 加強(qiáng)壓縮前的空氣預(yù)過濾。 (2)設(shè)計和安裝合理的空氣過濾器。(3)降低進(jìn)入總過濾器空氣的相對濕度。主要從以下幾個方面入手：采用無油潤滑空壓機(jī)； 加強(qiáng)空氣的冷卻，去油水；提高進(jìn)入總過濾器的空氣溫度，降低其相對濕度。第五章 生物工程供水與制冷系統(tǒng)及設(shè)備1.水的軟化脫鹽可采用那些方法？ 離子交換法、電滲析法、反滲透法等。2.水處理中脫鹽和軟化有什么區(qū)別 ？軟化：除去水中的鈣、鎂等金屬離子的過程。脫鹽：除去水中多有陰、陽離子的過程。3.簡述制冷循環(huán)流程及其各部件的作用。 壓縮式制冷循環(huán)包括壓縮、冷凝、膨脹、蒸發(fā)四個階段。 工作過程：系統(tǒng)中的制冷劑飽和蒸汽（通常為氨）被壓縮機(jī)吸入壓縮，再進(jìn)入冷凝器內(nèi)被冷凝成液體釋放出熱量，液體制冷劑經(jīng)膨脹閥后，壓力降低，將小部分液體吸熱汽化，使制冷劑溫度降低，低溫液體進(jìn)入蒸發(fā)器吸收周圍介質(zhì)（載冷劑）熱量而汽化為氣體，氣體再進(jìn)入壓縮機(jī)被壓縮，完成一個循環(huán)。 制冷劑目前常用的制冷劑有氨和幾種氟利昂。 載冷劑采用間接冷卻方法進(jìn)行制冷所用的低溫介質(zhì)稱為載冷劑，又稱為冷媒。載冷劑在蒸發(fā)器中被冷卻，然后被送至冷卻設(shè)備內(nèi)，吸收熱量后，又返回到蒸發(fā)器中。 冷卻器的作用是使高溫高壓過熱氣體冷卻，冷凝成高壓氨液，并將熱量傳遞給周圍介質(zhì)。 油氨分離器的作用是除去壓縮后氨氣中攜帶的油霧。 氣液分離器的作用是維持壓縮機(jī)的干沖程，同時將送入冷卻排管（蒸發(fā)器）液體內(nèi)的氣體分出，以提高制冷效率。 中間冷卻器作用是冷卻低壓級壓縮機(jī)所排出的過熱蒸汽，使過熱蒸汽冷卻到中壓下的飽和氣體狀態(tài)。此外，還可借中間冷卻器內(nèi)氨液與盤管的熱交換，使去冷卻設(shè)備的氨液在膨脹閥之前得到過冷。 水冷卻裝置作用是冷卻由氨冷凝器排出的循環(huán)水。4.生物工程用水常用的殺菌方法都有那些 ? 氯殺菌、紫外線殺菌、臭氧殺菌。5.生物工程的水處理分為水過濾、水的軟化或脫鹽、水的殺菌三個階段。6.壓縮式制冷循環(huán)包括壓縮、冷凝、膨脹、蒸發(fā)四個階段。7.載冷劑條件：冰點(diǎn)底、熱容量大、腐蝕性小、便宜。第六章 通風(fēng)發(fā)酵生物反應(yīng)器1.通用式機(jī)械攪拌發(fā)酵罐中的平直葉渦輪攪拌器為什么要安一個圓盤?通用式機(jī)械攪拌發(fā)酵罐中的平直葉渦輪攪拌器如果沒有圓盤，從攪拌器下方空氣管進(jìn)入的無菌空氣氣泡就會沿著軸部的葉片空隙上升，不能被攪拌葉片打碎，致使氣泡的總表面積減少，溶氧系數(shù)降低。而安一個圓盤，大的氣泡受到圓盤的阻擋，只能從圓盤中央流至其邊緣，從而被圓盤周邊的攪拌漿葉打碎、分散，提高了溶氧系數(shù)。2.常見的液態(tài)通風(fēng)發(fā)酵罐有哪三種？通風(fēng)發(fā)酵罐可應(yīng)用于那些發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)？機(jī)械攪拌發(fā)酵罐、氣升環(huán)流發(fā)酵罐、自吸式發(fā)酵罐，應(yīng)用：單細(xì)胞蛋白、氨基酸、有機(jī)酸、酶制劑、抗生素等。3. 機(jī)械攪拌發(fā)酵罐由哪幾部分焊接而成，材料是什么？ 罐體（由圓柱體及橢圓形或碟形封頭焊接而成，材料為碳鋼或不銹鋼）、管口配置、封頭、攪拌器罐體：由圓柱體及橢圓形或碟形封頭焊接而成，材料為碳鋼或不銹鋼。封頭：采用橢圓形或碟形封頭，當(dāng)V5m3時，封頭與罐體間采用法蘭連接；當(dāng)V5m3時，封頭與罐體間采用焊接。4.軸封的作用是什么？常見的軸封有哪兩種？作用：使罐頂或罐底與軸之間的縫隙加以密封，防止泄露和污染雜菌。常用的軸封有填料函軸封和端面軸封兩種。5.機(jī)械攪拌發(fā)酵罐攪拌器的作用是什么？從攪拌程度來說，以哪種最為激烈，功率消耗也最大，哪種最??？攪拌器：有平葉式、彎葉式、箭葉式渦輪式和推進(jìn)式等；其作用是打碎氣泡，使氧溶解于發(fā)酵液中，從攪拌程度來說，以平葉渦輪最為激烈，功率消耗也最大，彎葉次之，箭葉最小。6.敘述氣升式發(fā)酵罐的工作原理及其優(yōu)點(diǎn)工作原理：把無菌空氣通過噴嘴或噴孔噴射進(jìn)入發(fā)酵液中，通過氣液混合物的湍流作用而使空氣泡分割細(xì)碎，同時由于形成的氣液混合物密度降低故向上運(yùn)動，而氣含率小的發(fā)酵液則下沉，形成循環(huán)流動，實(shí)現(xiàn)混合與溶氧傳質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)：(1)反應(yīng)溶液分布均勻；(2)較高的溶氧速率和溶氧效率；(3)剪切力小；(4)傳熱良好；(5)結(jié)構(gòu)簡單；(6)能耗小；(7)不易染菌；(8)操作和維修方便。7.氣升式發(fā)酵罐按其所采取的液體循環(huán)方式的不同可分為哪兩種？氣升式發(fā)酵罐按其所采取的液體循環(huán)方式的不同，可分為內(nèi)循環(huán)氣升式發(fā)酵罐和外循環(huán)氣升式發(fā)酵罐。8.通用式機(jī)械攪拌發(fā)酵罐中擋板的作用是什么？改變液流的方向，由徑向流改為軸向流，促使液體激烈翻動，增加溶解氧。9.什么叫全擋板條件？全擋板條件是指在一定轉(zhuǎn)速下再增加罐內(nèi)附件而軸功率仍保持不變，而旋渦基本消失。10.發(fā)酵罐有幾種消泡方式？兩種消泡方法: (1) 加入化學(xué)消泡劑；(2)使用機(jī)械消泡裝置化學(xué)消泡劑：植物油脂，如玉米油、豆油等；動物油脂，如豬油等；高分子化合物。機(jī)械消泡裝置：最簡單實(shí)用為耙式消泡器，此外還有渦輪消泡器、旋風(fēng)離心式和葉輪式離心消泡器、碟片式消泡器和刮板式消泡器等。11.畫出通用式機(jī)械攪拌發(fā)酵罐(20M3以上)的示意圖，并至少注明十個部件的名稱，并分別闡述其作用 。大罐：1軸封 ； 2、20人孔； 3梯； 5中間軸承； 6溫度計接口；7攪拌葉輪； 8進(jìn)風(fēng)管；9放料口； 10底軸承；11熱電偶接口； 12冷卻管；13攪拌軸； 14取樣管；15軸承座； 16傳動皮帶；17電機(jī)； 18壓力表；19取樣口； 21進(jìn)料口；22補(bǔ)料口； 23排氣口；24回流口； 25視鏡；小罐：1-三角皮帶； 2-軸封; 3-取樣管； 4-軸； 5-消泡器；6-擋板；7-溫度計插管； 8-攪拌葉輪； 9-熱電偶；10-通風(fēng)管12.敘述噴射自吸式發(fā)酵罐的工作原理及其優(yōu)點(diǎn)。工作原理：用泵使發(fā)酵液通過文式管吸氣裝置，由于液體在文式管的收縮段流速增加，形成真空而將空氣吸入，并使氣泡分散與液體均勻混合，實(shí)現(xiàn)溶氧傳質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)： (1)不必配備空氣壓縮機(jī)及其附屬設(shè)備，節(jié)約設(shè)備投資，減少廠房面積；(2)溶氧速率高，溶氧效率高，能耗較低；(3)生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟(jì)效率高；(4)設(shè)備便于自動化、連續(xù)化。13.固態(tài)發(fā)酵的特點(diǎn)是什么？適合于那些制品生產(chǎn)？優(yōu)點(diǎn)：1.培養(yǎng)基含水量少，廢水、廢渣少，環(huán)境污染少，容易處理；2.消耗低，供能設(shè)備簡易；3.培養(yǎng)基原料多為天然基質(zhì)或廢渣，廣泛易得，價格低廉；4.設(shè)備和技術(shù)較簡易，后處理方便；5.產(chǎn)物濃度較高，后處理方便。缺點(diǎn)：1.菌種限于耐低水活性（aw）的微生物，菌種選擇性少。2.發(fā)酵速度慢，周期較長。3.天然原料成分復(fù)雜，有時變化，影響發(fā)酵產(chǎn)物的質(zhì)和量。4.工藝參數(shù)難檢測和控制。5.產(chǎn)品少，工藝操作消耗勞力多，強(qiáng)度大。應(yīng)用：生物殺蟲劑、纖維素酶、飼料、單細(xì)胞蛋白、曲種以及調(diào)料品。第七章 嫌氣發(fā)酵設(shè)備1. 嫌氣發(fā)酵設(shè)備與通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備在結(jié)構(gòu)方面有何區(qū)別？ 嫌氣發(fā)酵設(shè)備不需要大功率通風(fēng)設(shè)備和管道，設(shè)備簡單，一般不會產(chǎn)生污染。(1)通風(fēng)發(fā)酵罐：機(jī)械攪拌罐 、氣升式發(fā)酵罐 、自吸式發(fā)酵罐，通風(fēng)攪拌，循環(huán)式、非循環(huán)式，1、罐體 2、攪拌器和擋板 3、消泡器 4、聯(lián)軸器及軸承 5、變速裝置 6、空氣分布裝置 7、軸封 8、冷卻裝置。(2)嫌氣發(fā)酵罐：酒精發(fā)酵設(shè)備、啤酒發(fā)酵設(shè)備。能封閉；能承受一定壓力；有冷卻設(shè)備；罐內(nèi)盡量減少裝置，消滅死角，便于清洗滅菌。2.新型啤酒發(fā)酵設(shè)備有哪些類型？從結(jié)構(gòu)角度比較他們的異同點(diǎn)。圓筒體錐底發(fā)酵罐、聯(lián)合罐、朝日罐。(1)圓筒體錐底發(fā)酵罐：能縮短發(fā)酵時間,而且具有生產(chǎn)上的靈活性，適合于生產(chǎn)各種類型啤酒的要求。(2)聯(lián)合罐：是一種具有較淺錐底的大直徑(高徑比為1：11.3)發(fā)酵罐，能在罐內(nèi)進(jìn)行機(jī)械攪拌，并具有冷卻裝置。(3)朝日罐：朝日罐是用4-6mm的不銹鋼板制成的斜底圓柱形發(fā)酵罐，高徑比1:1-2:1，外部設(shè)有冷卻夾套。利用離心機(jī)回收酵母，利用薄板換熱器控制發(fā)酵溫度，利用循環(huán)泵把發(fā)酵液抽出又送回去。3.圓筒錐底啤酒發(fā)酵罐的夾套內(nèi)可用乙二醇、乙醇、氨與啤酒發(fā)酵醪進(jìn)行熱交換。4.生產(chǎn)中使用的酒精發(fā)酵罐是受壓容器，因此上下封頭一般選用半球形封頭、橢圓形封頭或碟形封頭。 5 .發(fā)酵工業(yè)對酒精發(fā)酵罐的要求有哪四個？（1）及時移走熱量；（2）有利于發(fā)酵液的排出；（3）便于設(shè)備的清洗，維修；（4）有利于回收二氧化碳。6.大型圓筒錐底啤酒發(fā)酵罐一般布置在室外。既可以作為發(fā)酵罐，也可以作為儲酒罐。7、啤酒糊化鍋的作用是什么？糊化鍋為什么用球形鍋底？ 作用：用于煮沸大米粉和部分麥芽粉繆化液，使淀粉糊化和液化。 好處：1、促進(jìn)液體循環(huán)2、利于清洗3、利于排料8、空罐滅菌的滅菌條件是什么？連續(xù)滅菌的溫度和時間通常是多少？（1）.內(nèi)部結(jié)構(gòu)合理，焊縫及軸封裝置可靠，蛇管無穿孔現(xiàn)象的發(fā)酵罐；（2）.壓力穩(wěn)定的蒸汽；（3）.合理的操作方法。90961 1090分鐘可調(diào)第八章1. 體外培養(yǎng)的動物細(xì)胞的兩種類型是什么？貼附型細(xì)胞：在培養(yǎng)時能貼附在支技物表面生長。懸浮型細(xì)胞：在培養(yǎng)中懸浮生長。2. 植物細(xì)胞反應(yīng)器有幾類？懸浮：機(jī)械攪拌、非機(jī)械攪拌、組合式、光生物反應(yīng)器固定化：填充床、流化床、膜反應(yīng)器3. 微藻大規(guī)模培養(yǎng)有何特點(diǎn)？試比較封閉式光生物反應(yīng)器與開放式光生物反應(yīng)器的優(yōu)缺點(diǎn)。 微藻大規(guī)模培養(yǎng)的特點(diǎn)： （1）需要足夠的光照； （2）需要供應(yīng)大量的CO2和排放大量的O2； （3）混合均勻，防止細(xì)胞沉降，且使細(xì)胞受光均勻； （4）微藻的培養(yǎng)基多采用海水配制，除淡水藻外。 密閉式培養(yǎng)反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)：培養(yǎng)效率高、培養(yǎng)條件易于控制、污染少、生產(chǎn)周期延長、適用于所有藻類的培養(yǎng)。敞開式培養(yǎng)反應(yīng)器優(yōu)點(diǎn)：成本低、建造容易、操作簡單、易于生產(chǎn)。缺點(diǎn)：培養(yǎng)效率低、培養(yǎng)條件無法控制、易受污染、水分易蒸發(fā)、光能利用率低。第十章 生物反應(yīng)器的比擬放大1.生物反應(yīng)器放大方法有哪幾種？經(jīng)驗(yàn)放大法；因次分析法；數(shù)學(xué)模型法。2.發(fā)酵罐比擬放大的內(nèi)容包括哪些？幾何尺寸的放大、通風(fēng)量的放大（按單位體積液體通風(fēng)量Q/V相同；按通風(fēng)截面空氣線速度VS相等放大；按體積溶氧系數(shù)相等放大）、攪拌功率放大（按單位體積液體消耗功率P/V相等放大；按單位體積攪拌循環(huán)量F/V相等放大）。第十一章 細(xì)胞破碎與料液分離過程設(shè)備1.常用的固液分離設(shè)備有些類型？常用的過濾分離設(shè)備有些類型？常用的固液分離設(shè)備有過濾分離設(shè)備、離心分離設(shè)備。常用的過濾分離設(shè)備有板框壓濾機(jī)、板式壓濾機(jī)、自動板框壓濾機(jī)、加壓過濾機(jī)、真空過濾機(jī)。2.提高過濾速度的方法都有那些?降低濾餅比阻力r0、降低濾液黏度、降低懸浮液中懸浮固體的濃度x0、熱處理。采用絮凝或凝聚的方法，設(shè)法增大懸浮液中固體粒子的大小，提高其沉降速度； 或采用稀釋、加熱等方法降低黏度，以利于過濾。加熱降低液體粘度調(diào)整pH凝聚與絮凝加入助濾劑加入反應(yīng)劑3.離心分離因數(shù)f是指什么？ f是反映離心機(jī)分離能力的重要指標(biāo)，它表示在離心力場中，微粒可以獲得比在重力場中大f倍的作用力。f 值愈大，表示離心力愈大，其分離能力愈強(qiáng)。 4.什么是膜分離過程中的濃差極化現(xiàn)象，如何降低濃差極化現(xiàn)象？ 當(dāng)溶劑透過膜，而溶質(zhì)留在膜上，因而使膜面濃度增大，并高于主體液中的濃度，這種濃度差導(dǎo)致溶質(zhì)自膜面反擴(kuò)散至主體中，當(dāng)這一速度低于被阻留分子在膜面聚集的速度，就會在膜面的一側(cè)逐漸形成一高濃度的被阻留溶質(zhì)層，這種現(xiàn)象稱為濃差極化。如何降低濃差極化現(xiàn)象：(1)攪拌的辦法來減少濃度極化；(2)切向流式過濾(錯流過濾)，使超過濾液體沿著與膜平行的方向流動；(3)提高液流的雷諾準(zhǔn)數(shù)（提高液溫、提高流速）。5. 以反滲透為例講述膜分離原理。 假設(shè)有一個僅能透過溶劑而不能透過溶質(zhì)的半透膜，將純?nèi)軇ū热缂兯┖蜐馊芤悍謩e置于膜兩側(cè)，因施加在溶液上方的壓力不同，表現(xiàn)出三種情況如圖所示。 無外界壓力作用時，由于純?nèi)軇ㄋ┑幕瘜W(xué)位 U1 大于溶液中溶劑的化學(xué)位 U2 ，引起純?nèi)軇ㄋ┩高^膜向溶液側(cè)遷移，這就是滲透，如圖A。 對溶液施加壓力，提高其化學(xué)位，就降低了膜兩側(cè)溶劑的化學(xué)位差，從而降低了純?nèi)軇┫蛉芤簼B透的透過速率。當(dāng)施加在溶液上的壓力恰好使溶劑的化學(xué)位與純?nèi)軇兯┑幕瘜W(xué)位相等，于是系統(tǒng)達(dá)到滲透平衡，此時溶液承受的壓力稱為滲透壓 ，如圖B。 對溶液施加的壓力超過滲透壓 時，溶液中溶劑的化學(xué)位高于純?nèi)軇?