生物工程設(shè)備 2

1、生物工程設(shè)備期末復(fù)習(xí)一.名詞解釋1.過濾效率：過濾效率就是濾層所濾去的微粒數(shù)與原來微粒數(shù)的比值，它是衡量過濾設(shè)備的過濾能力的指標(biāo)；=（N1-N2）/N1=1-N2/N1。2.熱泵蒸發(fā)：是指用機(jī)械泵或用蒸汽噴射泵將低壓蒸汽壓縮成較高壓力的蒸汽，重新利用加熱蒸汽的辦法3.實(shí)罐滅菌：將培養(yǎng)基置于發(fā)酵罐中用蒸汽加熱，達(dá)到預(yù)定滅菌溫度后，維持一定時間，再冷卻到發(fā)酵溫度，然后接種發(fā)酵，這叫做實(shí)罐滅菌，又稱分批滅菌。4.CIP：CIP:Clean In Place, 意即內(nèi)部清洗系統(tǒng)，在不拆卸設(shè)備零部件的條件下，設(shè)備內(nèi)部和管道的清洗方法。5.攪拌雷諾準(zhǔn)數(shù)ReM ：6冷凍干燥：冷凍干燥是將濕物料（或溶液）在較

2、低溫度下（-10-50）凍結(jié)成固態(tài)，然后在高度真空（1300.1Pa）下，將其中固態(tài)水分直接升華為氣態(tài)而除去的干燥過程，也稱升華干燥。冷凍干燥也是真空干燥的一種特例。7.沸騰干燥：沸騰干燥是利用流態(tài)化技術(shù),即利用熱的空氣流體使孔板上的粒狀物料呈流化沸騰狀態(tài)，使粒子中的水分迅速汽化，達(dá)到干燥目的。8.對數(shù)穿透定律：表示進(jìn)入濾層的微粒數(shù)與穿透濾層的微粒數(shù)之比的對數(shù)是濾層厚度的函數(shù)；公式為：lg（N2/N1）=-KL9.過濾效率：過濾效率就是濾層所濾去的微粒數(shù)與原來微粒數(shù)的比值，它是衡量過濾設(shè)備的過濾能力的指標(biāo) ；=（N1-N2)/N1=1-N2/N110.介質(zhì)過濾除菌：使空氣通過經(jīng)高溫滅菌的介質(zhì)過

3、濾層，將空氣中的微生物等顆粒阻截在介質(zhì)層中，而達(dá)到除菌的目的。11.境界膜：處于晶核附近的不穩(wěn)定高能質(zhì)點(diǎn)，受到晶體質(zhì)點(diǎn)的引力，放出能量，排列到晶核上以后，晶體周圍的溶液就是一些溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)比較穩(wěn)定的溶液，這些溶液好象一層膜一樣包圍著晶核，通常稱這層膜為境界膜。12.熱泵蒸發(fā)：用機(jī)械泵或用蒸汽噴射泵將低壓蒸汽壓縮成較高壓力的蒸汽，重新利用加熱蒸汽的辦法。13多效蒸發(fā)：將高能二次蒸汽用作加熱介質(zhì)去蒸發(fā)另外的物料而本身也被冷凝。14熱敏性物料：對熱過程敏感，受熱后會引起產(chǎn)物發(fā)生化學(xué)變化或物理變化而影響產(chǎn)品質(zhì)量的物料。15超過濾（ Ultrafiltration ）：用超濾膜對溶液中大小不同的溶質(zhì)分子進(jìn)行

4、過濾分離的操作稱為超過濾（ Ultrafiltration ）。16.濃差極化：當(dāng)待分離液從膜面一側(cè)流過時，靠近膜面的液體處于層流狀態(tài)，水及小分子溶質(zhì)透過膜，大分子溶質(zhì)則被膜阻留。被阻留分子從膜面返回液體主流的速度，受分子通過層流區(qū)的擴(kuò)散速度所控制，當(dāng)這一速度低于被阻留分子在膜面聚集的速度，就逐漸在膜面上，高濃度的被阻留的溶質(zhì)分子層。隨著濃差極化愈來愈嚴(yán)重，膜的濾出速度也 愈來愈低。17離心分離機(jī)：借離心沉降速度的不同將輕重不同或互不溶解的兩種液體分開的離心機(jī)稱作離心分離機(jī)。18.離心澄清機(jī)：借離心沉降速度的不同將懸浮液中的液、固相分開的離心機(jī)稱作離心澄清機(jī)19.濾餅比阻力：濾液通過 1m 厚

5、的均勻?yàn)V餅層的助力。20.公稱容積：是指罐的筒身（圓柱）體積和底封頭體積之和。21.裝液系數(shù)：發(fā)酵罐的裝液量 v 與發(fā)酵罐的公稱體積 v 0 之比 , 即 =v/v 022.攪拌器軸功率：是指攪拌器以既定的速度轉(zhuǎn)動時 , 用以克服介質(zhì)的阻力所需要的功率。二.填空題1.要達(dá)到全擋板條件必須滿足 （D-發(fā)酵罐直徑，b-擋板寬度，n-擋板數(shù)。）2、空氣過濾除菌機(jī)理包括慣性沖擊滯留機(jī)理、攔截滯留機(jī)理、布朗擴(kuò)散機(jī)理、重力沉降滯留機(jī)理和靜電吸附機(jī)理。3.液液萃取設(shè)備由混合設(shè)備 、分離設(shè)備 和 溶劑回收設(shè)備三部分組成。4.軸封的作用是使罐頂或罐底與軸之間的縫隙加以密封，防止染菌和泄漏，大型發(fā)酵罐常用的軸封為

6、雙端面機(jī)械軸封。4.影響 KL的主要因素為操作條件、發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)及幾何參數(shù)、物料的物化性能 5.計(jì)算空氣過濾除菌設(shè)備的濾層厚度時，需用對數(shù)穿透 定侓，公式為lg（N2/N1）=-KL。6.空氣過濾系統(tǒng)中，汽液分離器作用為將空氣中被冷凝成霧狀的水霧和油霧粒子除去的設(shè)備；一般常用的有旋風(fēng)式和填料式。7.影響空氣過濾效率的因素有微粒大小 、過濾介質(zhì)的種類和規(guī)格 、介質(zhì)的填充密度 、 過濾介質(zhì)層厚度 、以及所通過的空氣氣流速度 。8.空氣除菌方法有熱殺菌、 輻射殺菌、 靜電除菌和過濾除菌法。計(jì)算空氣過濾除菌設(shè)備的濾層厚度時, 需用對數(shù)穿透定侓 , 公式為lg（N2/N1）=-KL。9.降膜式蒸發(fā)器的分

7、配器的結(jié)構(gòu)有齒形溢流口、導(dǎo)流棒、螺紋導(dǎo)流管和切線進(jìn)料旋流器10.薄膜蒸發(fā)器的種類有管式薄膜蒸發(fā)器、降膜式蒸發(fā)器和刮板式蒸發(fā)器。11.按操作壓力的不同，蒸發(fā)設(shè)備的種類有常壓蒸發(fā)設(shè)備和真空蒸發(fā)設(shè)備。12.蒸發(fā)設(shè)備一般由_熱交換器（汽鼓）、蒸發(fā)室、冷凝器和抽氣泵等組成。13.動物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)反應(yīng)器有通氣攪拌式細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器、氣升式動物細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器、中空纖維細(xì)胞培養(yǎng)反應(yīng)器、微囊培養(yǎng)系統(tǒng)、大載體系統(tǒng)和微載體培養(yǎng)系統(tǒng)。14.動物細(xì)胞培養(yǎng)方法有貼壁培養(yǎng)和懸浮培養(yǎng)和固定化培養(yǎng)；細(xì)胞培養(yǎng)的操作方式分批式操作、流加式操作、半連續(xù)式操作、連續(xù)操作和灌注培養(yǎng)。15.通風(fēng)發(fā)酵罐的消泡裝置有耙式消泡器、渦輪消泡器、旋

8、風(fēng)離心消泡器、碟片式消泡器和刮板式消泡器。16通常發(fā)酵罐的空氣分布器主要有環(huán)形管式和單管式。17軸封的作用使罐頂或罐底與軸之間的縫隙加以密封，防止染菌和泄漏，通常發(fā)酵罐采用的軸封有填料函軸封、單端面機(jī)械軸封和雙端面機(jī)械軸封。18.機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐中攪拌器的主要作用是混合和傳質(zhì)；擋板的作用是改變液流方向，由徑向流改變?yōu)檩S向流，防止液面中央形成漩渦流動，增強(qiáng)液體湍動和溶氧傳質(zhì)。19.機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的主要部件有罐體、攪拌器、擋板、軸封、空氣分布器、傳動裝置、冷卻管（或夾套）、消泡器、人孔、視鏡 。20.蒸發(fā)過程的必要條件充足的加熱熱源，以維持溶液的沸騰和補(bǔ)充溶劑汽化所帶走的熱量。保證溶劑蒸汽，

9、即二次蒸汽的迅速排除。一定的熱交換面積，以保證傳熱量。三.單選1.氣升式發(fā)酵罐的優(yōu)點(diǎn)是無需 B。 A. 空氣過濾系統(tǒng) B. 攪拌器 C. 空氣噴嘴 D. 罐外上升管2.機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐在裝液滅菌冷卻后,攪拌器的輸出功率應(yīng)是：A A通入無菌空氣后比通入無菌空氣前有所下降 B通入無菌空氣后比通入無菌空氣前有所上升 C與有無空氣無關(guān)，輸出功率在通風(fēng)前后保持不變 D通入無菌空氣后與通入無菌空氣前相比，有時上升，有時下降3.采用噴水室進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)，空氣調(diào)節(jié)過程是： D A等溫減濕 B升溫減濕 C升溫增濕 D降溫增濕4.直接向空氣中噴100蒸汽，此過程對濕空氣來說將近似是B A等濕升溫 B等溫加濕 C加

10、濕升溫 D等溫等濕 5.熱敏性的生物材料干燥最不適合的干燥設(shè)備是：( C ) A. 真空干燥設(shè)備 B. 冷凍干燥設(shè)備 C. 微波干燥設(shè)備 D. 噴霧干燥設(shè)備 6.垂直管中顆粒物料氣流輸送的流體力學(xué)條件是：( A ) . 氣流速度大于懸浮速度 B. 氣流速度小于懸浮速度 C. 氣流速度等于懸浮速度 D. 不能確定 7.自吸式發(fā)酵罐實(shí)現(xiàn)混合攪拌與溶氧傳質(zhì)是由 ( B ) 實(shí)現(xiàn)的。A.由空氣壓縮機(jī)提供加壓空氣B. 通過特設(shè)的機(jī)械吸氣裝置或液體噴射吸氣裝置吸入無菌空氣C. 直接通入無菌空氣 D.通入蒸汽8.生物反應(yīng)器放大的核心問題是 A 。 A. 傳遞過程 B. 熱力學(xué)過程 C. 微觀動力學(xué)過程 D.

11、反應(yīng)動力學(xué)過程9.發(fā)酵罐及產(chǎn)品分離純化等設(shè)備、管道的材料通常選用 B 。 A.塑料 B.1Cr18Ni9Ti C.鋁合金 D.含鉛不銹鋼10.無論是種子罐或發(fā)酵罐，當(dāng)培養(yǎng)基尚未進(jìn)罐前對罐進(jìn)行預(yù)先滅菌，我們稱為空罐滅菌，此時對滅菌溫度和滅菌時間的要求是_C_，只有這樣才既合理經(jīng)濟(jì)，又能殺滅設(shè)備中各死角殘存的雜菌或芽孢。 A. 高溫瞬時(133，15秒鐘) B. 同實(shí)罐滅菌一樣(115，8-15分鐘)C. 高溫長時(121，1小時) D. 間歇滅菌(100，30分鐘，連滅三次)11.好氣性發(fā)酵工廠，在無菌空氣進(jìn)入發(fā)酵罐之前（C），以確保安全。 A. 應(yīng)該安裝截止閥 B. 應(yīng)該安裝安全閥 C. 應(yīng)該

12、安裝止逆閥 D. 不應(yīng)該安任何閥門12.把干玉米原料從多處集中送到一處，原則上應(yīng)選擇（D ）。A、帶式輸送機(jī) B、壓送式氣力輸送裝置 C、斗式提升機(jī) D、吸送式氣力輸送裝置13.某空氣凈化流程中空氣流經(jīng)下列各設(shè)備的順序排列哪個正確：D A. 總過濾器-空壓機(jī)-貯罐-一級冷卻器-二級冷卻器-旋風(fēng)分離器-絲網(wǎng)分離器B. 總過濾器-空壓機(jī)-貯罐-一級冷卻器-旋風(fēng)分離器-二級冷卻器-絲網(wǎng)分離器-加熱器-粗過濾器C. 粗過濾器-空壓機(jī)-一級冷卻器-旋風(fēng)分離器-二級冷卻器-絲網(wǎng)分離器-加熱器-貯罐-總過濾器D. 粗過濾器-空壓機(jī)-貯罐-一級冷卻器-旋風(fēng)分離器-二級冷卻器-絲網(wǎng)分離器-加熱器-總過濾器15.

13、水分含量高的漿狀物料的干燥可選用以下的哪種干燥設(shè)備C 。 A氣流干燥器B流化床干燥器C噴霧干燥器D固定床干燥器16.連消工藝流程中，物料中的雜菌主要在哪個設(shè)備中被滅活B A. 連消塔B. 維持罐C.噴淋冷卻器D.噴射加熱器17.空氣過濾系統(tǒng)中旋風(fēng)分離器的作用是 A 。 A. 分離油霧和水滴 B. 分離全部雜菌C. 分離二氧化碳 D. 分離部分雜菌18.目前啤酒廠的圓筒錐底發(fā)酵罐內(nèi)采用C。 A. 圓盤平直葉渦輪攪拌器 B. 螺旋漿式攪拌器 C. 無攪拌器 D. 錨式攪拌器19.真空煮晶鍋的結(jié)晶過程是下列哪種原理 C 。 A. 采用降溫來降低溶解度使溶液進(jìn)入過飽和區(qū)結(jié)晶B. 采用調(diào)pH到等電點(diǎn)來降

14、低物料溶解度至過飽和區(qū)結(jié)晶C. 蒸發(fā)溶劑，使?jié)饪s溶液進(jìn)入過飽和區(qū)起晶 D. 以上皆非20.真空冷凍干燥器的干燥室中，操作參數(shù)（溫度、壓力）在水相圖的 A 。A. 三相點(diǎn)之下 B. 三相點(diǎn)之上 C. 臨界點(diǎn)之上 D. 臨界點(diǎn)之下21.沸騰造粒干燥器中,為使不同大小顆粒能在床層中分級，其形狀設(shè)計(jì)為 C . A. 圓柱形 B. 圓錐形 C. 倒圓錐形D. 長管狀22.塔式啤酒發(fā)酵罐換熱的蛇管在發(fā)酵罐外，蛇管內(nèi)用B 與罐內(nèi)的啤酒發(fā)酵醪進(jìn)行熱交換。A. 蒸氣 B. 酒精 C. 冷凝水 D. 熱水23.氣升式發(fā)酵罐的優(yōu)點(diǎn)是無需 B 。A. 空氣過濾系統(tǒng)B. 攪拌器 C. 空氣嘴 D. 罐外上升管24.自吸

15、式發(fā)酵罐的攪拌軸是從罐下方進(jìn)罐的，因此C 軸封。A. 應(yīng)該用填料函 B. 應(yīng)該用單端面機(jī)械 、 C. 應(yīng)該用雙端面機(jī)械 D. 無需25. 機(jī)械軸封的動環(huán)的硬度比靜環(huán)B 。 A. 大，不銹鋼，鑄鐵 B. 大，不銹鋼，浸漬石墨 C. 小，鑄鐵，不銹鋼；D. 小，浸漬石墨，不銹鋼。26.通用式機(jī)械攪拌發(fā)酵罐中擋板的作用是 C。A. 改變液流方向，由軸向流改變?yōu)閺较蛄?B. 增加發(fā)酵罐罐壁的機(jī)械強(qiáng)度C. 改變液流方向，由徑向流改變?yōu)檩S向流 D. 在設(shè)備維修時供維修人員攀登，起安全防護(hù)作用27.圓筒錐底啤酒發(fā)酵罐由于操作失誤而被吸癟了，常用 C使其復(fù)原。A. 人工敲打 B. 氣割重焊 C. 壓力水漲法

16、D. 高壓氣漲法四.多選28、微藻大規(guī)模培養(yǎng)的特點(diǎn)是 ABCD。A.需要足夠的光照； B.需要供應(yīng)大量的 CO2 和排放大量的 O2 ；C.混合均勻，防止細(xì)胞沉降，且使細(xì)胞受光均勻；D.微藻的培養(yǎng)基多采用海水配制，除淡水藻外。29.提高發(fā)酵罐的KL途徑有ABCD 。 A.增加攪拌器轉(zhuǎn)速 B.加大通氣量 C.提高罐內(nèi)操作壓力 D. 通入純氧30.由于大型生產(chǎn)中所使用的好氣性發(fā)酵罐是受壓容器，因此封頭選用 BC 封頭。 A.錐形 B.橢圓 C.蝶形 D.球形31、計(jì)算通用式機(jī)械攪拌發(fā)酵罐的軸功率，是為 ABCD提供依據(jù)。 A. 選擇電機(jī) B. 確定溶解氧 C. 比擬放大 D. 確定軸徑圓筒32.細(xì)

17、胞培養(yǎng)的操作方式有 ABCDE。 A.分批式操作 B.流加式操作 C.半連續(xù)式操作 D.連續(xù)操作 E.灌注培養(yǎng)33.目前生物發(fā)酵工廠所用的好氧生物發(fā)酵反應(yīng)器應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)放大方法的放大準(zhǔn)則有ABCD A.以P0/V相同的原則放大 B.以kL相同的原則放大 C.以攪拌器葉尖線速度相同的原則放大D.以培養(yǎng)液溶氧濃度相同的原則放大34.下列電極屬于生物傳感器的為 ACD。 A.酶電極 B.溶氧電極 C.微生物電極 D.免疫酶電極35.氣升式發(fā)酵罐的特點(diǎn)有 BD A. 高徑比(H/D)比機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的小 B. 無需機(jī)械攪拌C. 無需空氣壓縮機(jī) D. 溶氧速率較高36.超濾、反滲透兩種膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

18、是ABC A.分離過程中不發(fā)生相變化,與有相變化的分離法和其他分離法相比，能耗要低。B. 分離過程是在常溫下進(jìn)行的,因而特別適用于對熱敏性物質(zhì)的分離、濃縮。C. 由于只是用壓力作為超濾和反滲透的推動力，因此分離裝置簡單，操作方便。D. 膜使用方便，不需洗滌與后處理操作，節(jié)約時間37.降低超濾過程中的濃差極化現(xiàn)象的手段可有AB A. 采用錯流操作 B. 提高液體的湍流程度 C. 升高液體溫度 D. 降低液體流速38.噴射自吸式發(fā)酵罐的優(yōu)點(diǎn)是ABC。 A. 空氣吸入量與液體循環(huán)量之比較高 B. 無需攪拌傳動系統(tǒng) C. 氣液固三相混合均勻 D. 適用好氧量較大的微生物發(fā)酵39.生產(chǎn)中使用的酒精發(fā)酵罐

19、是受壓容器，因此上下封頭一般選ACD封頭。A. 錐形 B. 球形 C. 蝶形 D. 平板40.貯氣罐的作用是AC。 A. 利用重力沉降作用分離部分油霧。B. 降低罐內(nèi)空氣溫度。C. 防止由于往復(fù)式空壓機(jī)所產(chǎn)生的脈沖而引起的壓力波動。D. 升高罐內(nèi)空氣溫度，使相對濕度下降。41.純水的制備工藝中要用到下列哪些設(shè)備類型ABC A. 膜分離設(shè)備 B. 過濾設(shè)備 C. 離子交換設(shè)備 D.連消設(shè)備42.下列哪些設(shè)備或流程中，同時需要加熱以及冷卻裝置有ABCD A 真空冷凍干燥設(shè)備 B 空氣過濾系統(tǒng) C 培養(yǎng)基的連消系統(tǒng) D 淀粉質(zhì)原料的糖化流程43下列哪些設(shè)備內(nèi)部是負(fù)壓 BCD 。A 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐

20、 B 升膜式蒸發(fā)器 C 自吸式發(fā)酵罐 D 噴霧干燥器44.圓筒錐底啤酒發(fā)酵罐的夾套內(nèi)可用ABC與啤酒發(fā)酵醪進(jìn)行熱交換。A. 乙二醇 B. 乙醇 C. 氨 D. 冷凝水45.由于大生產(chǎn)中所使用的好氣性發(fā)酵罐是受壓容器，因此封頭選用BC封頭。A. 錐形 B. 橢圓 C. 蝶形 D. 球形46.計(jì)算通用式機(jī)械攪拌發(fā)酵罐的軸功率，是為ABCD提供依據(jù)。A. 選擇電機(jī)B. 確定溶解氧 C. 比擬放大 D. 確定軸徑47.通用式機(jī)械攪拌發(fā)酵罐的攪拌軸主要受扭剪應(yīng)力，要求其材料扭剪強(qiáng)度要高，因此材質(zhì)一般選用CD鋼。 A. A3 B. A 3F C. 45# D. 1Cr18Ni9Ti48.好氣性發(fā)酵需要無菌

21、空氣，概括起來無菌空氣在發(fā)酵生產(chǎn)中的作用是 ABD。A. 給培養(yǎng)微生物提供氧氣B. 也能起一定的攪拌作用，促進(jìn)菌體在培養(yǎng)基中不斷混合，加快生長繁殖速度C. 打碎泡沫，防止逃液 D. 保持發(fā)酵過程的正壓操作五.正誤判斷1.離心分離因數(shù)是指離心力與重力的比值。 T ）2.使水分迅速汽化達(dá)到干燥目的。（T）3沸騰干燥是利用流態(tài)化技術(shù)，即利用熱的空氣流體使孔板上的粒狀物料呈流化沸騰狀態(tài)T3.外循環(huán)空氣帶升式發(fā)酵罐的優(yōu)點(diǎn)之一是無需空氣過濾凈化系統(tǒng)。（F）4.升膜式蒸發(fā)器正常操作的關(guān)鍵是讓液體物料在管壁上形成連續(xù)不斷的液膜。（ T ）5.噴射自吸式發(fā)酵罐既不用空壓機(jī)，又不用機(jī)械攪拌吸氣轉(zhuǎn)子。（ T ）6.

22、 機(jī)械攪拌式反應(yīng)器應(yīng)用于植物細(xì)胞培養(yǎng)存在的主要問題是植物細(xì)胞的細(xì)胞壁對剪切的耐受力差。（ T ）7.轉(zhuǎn)筒真空過濾機(jī)的過濾區(qū)中，固體粒子被吸附在濾布的表面形成濾層，濾液被吸入筒內(nèi)并經(jīng)導(dǎo)管和分配頭排至濾液貯罐。（ T ）8.味精廠精制車間在真空煮晶鍋中進(jìn)行谷氨酸一鈉鹽的結(jié)晶，采用的是自然起晶法。（F ）9.空氣過濾系統(tǒng)中絲網(wǎng)分離器的作用是分離油水霧。（T ）10.滅菌結(jié)束時，先關(guān)閉蒸汽進(jìn)口閥，然后關(guān)閉所有排污閥及排氣閥，并打開無菌空氣進(jìn)口閥，以保證罐內(nèi)壓力。（F ）11.安裝在空氣壓縮機(jī)前的前置空氣過濾器，可以提高壓縮前空氣潔凈度，減輕總空氣過濾器的過濾負(fù)荷。（T ）12.空氣的增濕或減濕過程是空

23、氣與水兩相間傳熱和傳質(zhì)同時進(jìn)行的過程。（T ）13.對生物反應(yīng)過程和反應(yīng)器系統(tǒng)進(jìn)行檢測和控制是為了使生產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)，降低原材料消耗，節(jié)約能量和勞動力，防止事故發(fā)生，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。（ T ）14.板框式過濾機(jī)中，由濾布與濾板圍成的空腔是容納濾餅的空間。F15.氣流干燥設(shè)備中，干燥管可做成脈沖形，是為了延長物料停留時間。F16升膜式蒸發(fā)器中，蒸發(fā)效果最好的狀態(tài)是溶液從爬膜到出現(xiàn)噴霧流之間的狀態(tài)。T17.結(jié)晶時攪拌可使晶體與溶液產(chǎn)生相對運(yùn)動而降低境界膜的厚度，促進(jìn)溶質(zhì)分子擴(kuò)散來提高晶體長大速度，故攪拌速率越大越好。F18.結(jié)晶設(shè)備中的放料閥，為防止晶體堵塞多采用流線型直通式(Y形閥)，有時還加保溫層。

24、T19.形成雙水相的必要條件是要有兩種高聚物，其水溶液混合后，由于二者分子間的排斥作用而分相。F20.有機(jī)溶劑萃取中，小分子酸性物質(zhì)如青霉素的萃取應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)pH為堿性。T21.VVM的含意是在發(fā)酵溫度時罐內(nèi)壓力為0.2 MPa(絕對)下，每單位液體體積的氣體體積流量T22.離心噴霧干燥工段的排風(fēng)機(jī)比送風(fēng)機(jī)的功率大，目的是使離心噴霧干燥塔內(nèi)形成負(fù)壓。T23.100 M3 通用式機(jī)械攪拌發(fā)酵罐一般攪拌轉(zhuǎn)速在140-160 rpm 之間，所用變速裝置多為三角皮帶輪變速。T24.通用式機(jī)械攪拌發(fā)酵罐中攪拌器的作用是打碎泡沫，促使二氧化碳從醪液中排出。F25.自吸式發(fā)酵罐的轉(zhuǎn)子的作用之一是吸入連續(xù)滅菌后

25、的培養(yǎng)基。F26.離心分離因數(shù)是指離心力與重力的比值或離心加速度與重力加速度的比值，它與轉(zhuǎn)速成正比F27.板框式過濾機(jī)的過濾與洗滌液在設(shè)備內(nèi)通過的路徑一樣。F28.真空冷凍干燥設(shè)備的最大生產(chǎn)能力往往由冷凝器的最大負(fù)霜量來決定。T29.噴霧干燥器中塔徑尺寸應(yīng)大于物料的噴距。T30.設(shè)計(jì)空氣預(yù)處理流程應(yīng)考慮進(jìn)總空氣過濾器的相對濕度越大越好。F31.高溫瞬時滅菌對營養(yǎng)成份保存較有利。T32.連續(xù)逆流離心萃取機(jī)中，重液由轉(zhuǎn)鼓中心進(jìn)入，逐層向外流動，而輕液是由轉(zhuǎn)鼓外緣進(jìn)入，逐層向內(nèi)流動，在鼓中心排出。T33.目前啤酒廠糊化鍋中不用攪拌器而是靠鍋內(nèi)形成的密度梯度進(jìn)行自然循環(huán)。F34.反滲透中的濃差極化增加

26、了溶質(zhì)透過膜的阻力。T35.空氣進(jìn)罐的最后一個閥門采用安全閥，這是為防止由于操作失誤造成發(fā)酵液倒流入空氣過濾系統(tǒng)。F36.在-淀粉酶發(fā)酵生產(chǎn)中，發(fā)酵罐內(nèi)使用的是單管式空氣分布器，空氣氣泡的直徑與通風(fēng)量有關(guān)，而與管口直徑無關(guān)。T37.棉花活性炭空氣過濾器中所用的棉花為滅菌的脫脂棉。F38.一個 10 噸左右的通用式機(jī)械攪拌發(fā)酵罐往往采用夾套作為傳熱裝置。F39.通用式機(jī)械攪拌發(fā)酵罐的高徑比一般為 1.7-3.5 。T40.通用式機(jī)械攪拌發(fā)酵罐的攪拌軸主要受拉伸應(yīng)力作用，因此在設(shè)計(jì)軸直徑時應(yīng)該用拉伸強(qiáng)度來計(jì)算。F41.外循環(huán)空氣帶升式發(fā)酵罐的優(yōu)點(diǎn)之一是無需空氣過濾凈化系統(tǒng)。F42.100 M 3通

27、用式機(jī)械攪拌發(fā)酵罐一般攪拌轉(zhuǎn)速在 90-110 rpm 之間，所用變速裝置為無極變速器，以調(diào)整攪拌轉(zhuǎn)速。F43.氣升式發(fā)酵罐 ( 空氣帶升式發(fā)酵罐 ) 是用多孔環(huán)管將空氣引入發(fā)酵罐。F44.通用式機(jī)械攪拌發(fā)酵罐中攪拌器的作用是防止醪液在罐內(nèi)旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生旋渦，提高罐的利用率F45.進(jìn)行管道的清洗與殺菌的目的是防止設(shè)備或管道污垢的生成，保持管道的潔凈和衛(wèi)生要求T六.問答題1.實(shí)罐滅菌的進(jìn)汽和排氣原則是什么? 發(fā)酵罐實(shí)罐滅菌為什么要“三路進(jìn)汽”?答:實(shí)罐滅菌的進(jìn)汽和排氣原則是“非進(jìn)即出”，就是說所有進(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

28、菌。 所謂發(fā)酵罐實(shí)罐滅菌的“三路進(jìn)汽”就是在對培養(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。由于這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。2.提高過慮速度的方法都有那些？有兩方面的措施： （1）改變發(fā)酵液的性質(zhì)，如通過增加發(fā)酵液的溫度、調(diào)節(jié)pH、加入絮凝劑、加入某些鹽類。（2）改變過濾條件，如增加過濾壓力，加入助濾劑，改變液體流向等。3.設(shè)計(jì)一個生物工廠常用的空氣過濾除菌流程，并說明此流程的優(yōu)缺點(diǎn)。(流程示意圖可用文字表達(dá))。兩級冷卻、分離、加熱的空氣除菌流程： 設(shè)備名稱：1.粗過濾器 2- 空壓機(jī) 3- 貯罐 4、6- 冷卻器

29、5- 旋風(fēng)分離器 7- 絲網(wǎng)分離器 8- 加熱器 9- 過濾器 該流程優(yōu)點(diǎn)：可節(jié)約冷卻用水，油和水霧分離除去比較完全，保證干過濾，減少油膜污染對傳熱的影響。4.簡述升膜式蒸發(fā)器的成膜機(jī)理和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。升膜式蒸發(fā)器的成膜機(jī)理：物料從加熱器下部進(jìn)入，在加熱管內(nèi)被加熱蒸發(fā)拉成液膜，濃度液在二次蒸汽帶動下一起上升， 從加熱器上端沿汽液分離器筒體的切線方向進(jìn)入分離器，濃縮液從分離器底部排出，二次蒸汽進(jìn)入冷凝器。 設(shè)計(jì)要點(diǎn)：對于加熱管子直徑、長度選擇要適當(dāng)，管徑不宜過大， 一般在2528毫米之間，管長與管徑之比一般為100150，這樣才能使加熱面供應(yīng)足夠成膜的汽速。5.簡述機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐（TRC）的工作

30、原理并列出其主要部件（至少10個）。TRC的工作原理：依靠通入的壓縮空氣和攪拌器葉輪實(shí)現(xiàn)發(fā)酵液的混合、溶氧傳質(zhì)； 利用機(jī)械攪拌器的作用，使空氣和發(fā)酵液充分混合促使氧在發(fā)酵液中溶解，以保證供給微生物生長繁殖、發(fā)酵所需要的氧氣。 同時強(qiáng)化熱量傳遞。 主要部件有：罐體、攪拌器、擋板、軸封、空氣分布器、傳動裝置、冷卻管（或夾套）、消泡器、人孔、視鏡。6.簡述膜分離的特點(diǎn)，膜分離設(shè)備的類型有哪幾種？膜分離的特點(diǎn)：（1）膜分離過程不發(fā)生相變化，能耗低。（2）膜分離過程在常溫下進(jìn)行。（3）不僅適用于有機(jī)物，無機(jī)物和病毒、細(xì)菌分離，還適用于一些共沸物近沸物的分離。膜分離設(shè)備的類型有：板式膜過濾器、管式膜過濾器

31、、中空纖維式膜分離器和螺旋卷式膜分離器。7.設(shè)計(jì)一種培養(yǎng)基連續(xù)滅菌流程，畫出工藝草圖，并說明各設(shè)備的作用。流程草圖： 1料液罐：暫貯待滅菌的料液； 2連消泵：將待滅菌料液輸送到連消塔底端；3連消塔：料液在此被加熱蒸汽立即加熱到滅菌溫度338403K；4維持罐：使液料在滅菌溫度下保持57min，達(dá)到滅菌效果；5噴淋冷卻器：使料液降溫到4050，然后送入已滅菌的發(fā)酵罐。8.什么是噴霧干燥，敘述噴霧干燥的原理，舉例說明噴霧干燥的應(yīng)用。噴霧干燥原理：噴霧干燥是利用不同的噴霧器，將懸浮液和粘滯的液體噴成霧狀，形成具有較大表面積的分散微粒同熱空氣發(fā)生強(qiáng)烈的熱交換，迅速排除本身的水分，在幾秒至幾十秒內(nèi)獲得干

32、燥。 應(yīng)用：特別適用于不能借結(jié)晶方法得到固體產(chǎn)品的生物制品生產(chǎn)中，如酵母、核苷酸和某些抗生素藥物的干燥。9.敘述碟式分離機(jī)分離固液或兩種不同重度液體的原理。當(dāng)懸浮液在動壓頭的作用下，經(jīng)中心管流入高速旋轉(zhuǎn)的蝶片之間的間隙時，便產(chǎn)生了慣性離心力，其中密度較大的固體顆粒在離心力作用下向上層蝶片的下表面運(yùn)動，而后沿蝶片下表面向轉(zhuǎn)子周圍下滑，液體則沿轉(zhuǎn)子中心上升，從套管中排出，達(dá)到分離的目的。對兩種不同重度液體的液體而言，輕液沿中心向上流動，重液沿周圍向下流動而得到分離。10.敘述氣升式發(fā)酵罐的工作原理，列舉幾種常見的氣升式發(fā)酵罐。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

33、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)。 常見的氣升式發(fā)酵罐：氣升環(huán)流式、塔式、空氣噴射式。11.生物產(chǎn)品干燥的目的是什么？與其他化工產(chǎn)品比較，有什么特殊性？答：減少體積，便于貯存和運(yùn)輸；降低水分，保持生物產(chǎn)品的生物活性。要求干燥溫度低，干燥時間短，以保持其生物活性。12.生物制藥行業(yè)常用的干燥設(shè)備有哪些？答：冷凍干燥器、真空干燥器、噴霧干燥器、氣流干燥器、沸騰干燥器。13.蒸發(fā)設(shè)備節(jié)能的手段有哪些？答：多效蒸發(fā)；二次蒸汽利用；提高設(shè)備傳熱效果；選擇合適的操作條件。14生物產(chǎn)品蒸發(fā)濃縮為何采用膜式蒸發(fā)器？答

34、：生物產(chǎn)品大多是熱敏性物質(zhì)，要求蒸發(fā)濃縮操作低溫快速，要快速達(dá)到較高濃縮比，必須使料液在操作中有較大的比表面積，膜式蒸發(fā)器符合。15.強(qiáng)化簿膜蒸發(fā)濃縮操作的要點(diǎn)是什么？答：（1） 料液接近于沸點(diǎn)溫度進(jìn)料；（2） 蒸發(fā)器中的溫差不能太大；（3） 汽液分離效果好；（4） 足夠的冷凝能力；（5） 足夠和合適的真空度。16.反吸附離子交換罐中液體的流速是如何考慮的？答：液體的流速應(yīng)使樹脂沸騰但不能被帶出。17.離子交換罐的設(shè)計(jì)放大的原則是什么？答：離子交換罐放大設(shè)計(jì)應(yīng)在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上進(jìn)行，固定床設(shè)計(jì)放大方法，通常是根據(jù)單位樹脂床體積中所通過溶液的體積流量即體積流量法（交換負(fù)荷相同放大法）；單位樹脂床截面積

35、上所通過溶液的體積流量相同的原則進(jìn)行即線速度相同放大法。18.離子交換罐的設(shè)計(jì)主要確定哪些參數(shù)？答：一是離子交換罐的結(jié)構(gòu)尺寸，二是離子交換樹脂的裝量。19.生物制藥工業(yè)中分段式萃取設(shè)備有哪兩部分組成？各有哪些設(shè)備？答：混合設(shè)備及分離設(shè)備； 混合設(shè)備：混合罐、混合管、混合泵、 噴射器分離設(shè)備：管式離心機(jī)、碟片式離心機(jī)、螺旋式離心機(jī)20生物制藥工業(yè)，溶媒萃取單元操作，對設(shè)備有哪些要求？答：混合充分、混合分離要迅速。21.膜分離技術(shù)有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 答：干凈、效率高、投資小、易驗(yàn)證、連續(xù)操作、易于放大；膜分離一般在常溫下操作，整個過程完全是物理變化，這對處理熱敏物質(zhì)，特別如基因工程所表達(dá)的蛋白質(zhì)藥物等熱

36、敏產(chǎn)品尤其具有優(yōu)勢。22.離心機(jī)的用途有哪些？其分離原理是什么？答：萃取液液分離、液固分離，或工程菌收集、結(jié)晶與母液分離等。液液或液固間密度的不同。23.為什么高速離心機(jī)往往都采用小直徑高轉(zhuǎn)速？答f值越大，即離心力越大，越有利于分離，提高轉(zhuǎn)速n比增大D對f有利得多。24.離心分離操作強(qiáng)度的特性指標(biāo)是什么？ 答：離心分離因素。25.從工程角度考慮，怎樣防止染菌？答：培養(yǎng)基滅菌要徹底；發(fā)酵罐無死角、無滲漏且滅菌徹底；無菌空氣制備應(yīng)達(dá)到要求；補(bǔ)料系統(tǒng)無死角、無滲漏且滅菌徹底；種子制備嚴(yán)格按無菌要求操作，確保生產(chǎn)種子沒有雜菌； 生產(chǎn)區(qū)域保持清潔衛(wèi)生；嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行操作：滅菌、接種、取樣.26.工業(yè)上通

37、氣式發(fā)酵罐為何通常使用園盤渦輪式攪拌器？答：避免氣泡在阻力較小的攪拌器中心部分沿著攪拌軸上升。27.從工程水平考慮，怎樣提高供氧速率？ 答：提高空氣流量；改變攪拌槳形式；提高攪拌轉(zhuǎn)速和槳徑；提高氧分壓；改造培養(yǎng)基性質(zhì)。28.生物反應(yīng)器換熱面積設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)的依據(jù)是什么？為什么？ 答：發(fā)酵罐傳熱面積的確定一般按某個生產(chǎn)品種的發(fā)酵過程中某個時刻的最大發(fā)酵熱作為設(shè)計(jì)計(jì)算的依據(jù)。但對一些發(fā)酵熱并不大的生產(chǎn)品種，應(yīng)根據(jù)反應(yīng)的發(fā)酵熱及培養(yǎng)基滅菌時的冷卻方法、冷卻條件要求來綜合考慮確定。29.空氣除菌采用熱滅菌是否可行？對設(shè)備有何要求？答：可行；要求設(shè)備耐更高的溫度、壓力，冷卻量增加。30.發(fā)酵用的無菌空氣的

38、制備對空氣的相對濕度有一定的要求，相對濕度是否是越低越好？為什么？ 答：不是；相對濕度控制在60%是保證空氣過濾器的過濾效率及過濾器的使用壽命，相對濕度過低空氣預(yù)處理能耗大，并且在發(fā)酵培養(yǎng)過程中蒸發(fā)帶出的水分也越多。32.維持罐的工作原理是什么？ 答：由連消塔打入維持罐的高溫物料，在維持罐內(nèi)自下而上的層流，排出后進(jìn)入冷卻器。這個層流的過程就是物料保溫滅菌的維持過程。33.連消塔的工作原理是什么？如何保證連消過程中溫度平穩(wěn)？流速均勻？答：連消塔只起到給物料加熱升溫的作用；總蒸汽壓力要穩(wěn)定在0.4Mpa，并減少波動；打料泵無泄漏，泵的出口壓力應(yīng)穩(wěn)定在0.5-0.6Mpa；打料泵前的篩板過濾器無堵塞

39、；連消塔，維持罐應(yīng)定期清理焦化物，防止堵塞。34.連續(xù)消毒滅菌特點(diǎn)是什么？答：連續(xù)性強(qiáng)，快速滅菌消毒，培養(yǎng)基營養(yǎng)成分破壞少，適用于大容積發(fā)酵罐物料的連續(xù)滅菌消毒。但由于附加設(shè)備多，操作環(huán)節(jié)多，因此染菌機(jī)會增加，染菌涉及面廣。35.實(shí)罐消毒滅菌操作過程的要點(diǎn)？答（1）發(fā)酵罐及附屬閥門無泄漏，無死角，無堵塞；（2）滅菌時罐內(nèi)蛇管和夾層冷卻部位的冷水徹底排除干凈；（3）液面以下與培養(yǎng)基接觸的管道都要進(jìn)蒸汽；（4）液面以上不與培養(yǎng)基接觸的管道都要排汽。36.從工程上分析影響培養(yǎng)基濕熱滅菌的因素有哪些？答：培養(yǎng)基成分、起泡程度、培養(yǎng)基顆粒大小、罐內(nèi)空氣排除、攪拌混合均勻等。37.為什么工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌

40、采用濕熱滅菌法？答：濕熱滅菌是利用高溫飽和蒸汽將物料的溫度升高使微生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)變性進(jìn)行滅菌的一種方法。工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基滅菌的特點(diǎn)是數(shù)量多；含有很多固體物質(zhì)；滅菌后要有利生產(chǎn)菌的生長；方便易行及價格便宜。由于蒸汽冷凝時會放出大量潛熱，并具有很強(qiáng)的穿透力，滅菌效果好；蒸汽來源及控制操作條件方便，適用于工業(yè)發(fā)酵培養(yǎng)基的滅菌。38.簡述冷凍干燥原理，實(shí)現(xiàn)真空冷凍干燥的必要條件是什么？由水的相圖可知，當(dāng)壓力降到某一數(shù)值時，水的沸點(diǎn)與冰點(diǎn)相重合，這時的壓力稱為三相點(diǎn)壓力，數(shù)值為609.3Pa，其相應(yīng)的溫度稱為三相點(diǎn)溫度，數(shù)值為+0.0098。當(dāng)壓力低于三相點(diǎn)壓力時，固態(tài)的冰經(jīng)加熱后直接升華為氣態(tài)的水蒸氣

41、，這就是凍干的原理。實(shí)現(xiàn)真空冷凍干燥的必要條件是干燥過程的壓力應(yīng)低于操作溫度下冰的飽和蒸汽壓。?？刂圃谙鄳?yīng)溫度下冰的飽和蒸氣壓的1/21/4。39.工廠中要將奶油(酯)從新鮮牛奶中分離出來應(yīng)該選用什么離心機(jī)？敘述該機(jī)分離奶油的原理。在工廠中要將奶油(酯)從新鮮牛奶中分離出來應(yīng)該選用離心分離機(jī)，它能藉離心沉降速度的不同將互不溶解的兩種液體分開。 離心分離機(jī)機(jī)的轉(zhuǎn)鼓內(nèi)有數(shù)十只(50-80)形狀和尺寸相同的碟片，碟片按一定間距(0.5-1.2mm)疊置起來組成碟片組，每只碟片在離開軸線一定距離的圓周上開有幾個對稱分布的圓孔，碟片疊置起來時，對應(yīng)的圓孔就形成垂直的通道。兩種不同重度液體的混合液進(jìn)入離心

42、分離機(jī)后，通過形成的垂直通道進(jìn)入碟片間的隙道，并被帶著高速旋轉(zhuǎn)，由于互不溶解的兩種液體重度不同，離心沉降速度也不同，重液（奶）的離心沉降速度大，就離開軸線向外運(yùn)動，輕液（酯）的離心沉降速度小，則向軸線流動。這樣，奶油(酯)和奶就在碟片間的隙道流動的過程中被分開。40.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？由公式：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)液中必然還產(chǎn)殘留一定的活菌。工程上通常以Ns=10-3個/罐來進(jìn)行計(jì)算，即雜菌污染降低到被處理的每1000罐中只

43、殘留一個活菌的程度，這就可以滿足生產(chǎn)的要求了。41.敘述溢流噴射自吸式發(fā)酵罐的工作原理。 答:溢流噴射自吸式發(fā)酵罐的工作原理是用泵將發(fā)酵液從發(fā)酵罐的底部提升到罐頂?shù)囊缌骺?，液體由于自重通過溢流管向發(fā)酵罐跌落，形成拋射流，由于液體表面層作用，使靠近流體表面的無菌空氣氣體邊界層具有一定的速率，從而形成氣體的流動和自吸作用，吸入空氣被高速流動的液體打碎、分散,與液體均勻混合,使氧溶解在發(fā)酵液中的，這是溶氧階段。發(fā)酵液進(jìn)入發(fā)酵罐后，微生物耗氧，同時將代謝產(chǎn)生的二氧化碳和其它氣體不斷地從發(fā)酵液中分離并排出，發(fā)酵液的比重變大向發(fā)酵罐底部循環(huán)，待發(fā)酵液中的溶解氧即將耗竭時，發(fā)酵液又從發(fā)酵罐底部被泵打入循環(huán)管

44、，開始下一個循環(huán)。42.敘述機(jī)械攪拌自吸式發(fā)酵罐的工作原理。自吸式發(fā)酵罐的主要構(gòu)件是自吸攪拌器(轉(zhuǎn)子)和導(dǎo)輪(定子)。在轉(zhuǎn)子啟動前,先用液體將轉(zhuǎn)子浸沒,然后啟動馬達(dá)使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動,由于轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn),液體或空氣在離心力的作用下,被甩向葉輪外緣,在轉(zhuǎn)子中心處形成負(fù)壓，由于轉(zhuǎn)子的空膛用管子與大氣相通，因此空氣不斷地被吸入，甩向葉輪的外緣，通過定子而使氣液均勻分布甩出。 同時由于轉(zhuǎn)子的攪拌作用，氣液在葉輪的外緣形成強(qiáng)烈的混合流（湍流），使剛剛離開葉輪的空氣立即在不斷循環(huán)的發(fā)酵液中分裂成細(xì)微的氣泡，并在湍流狀態(tài)下混合、翻騰、擴(kuò)散到整個罐中。因此轉(zhuǎn)子同時具有攪拌和充氣兩個作用。43.什么是超濾過程中的濃差極化

45、現(xiàn)象，如何降低濃差極化現(xiàn)象？答：待分離液從膜面一側(cè)流過時，靠近膜面的液體處于層流狀態(tài)；同時，當(dāng)水及小分子溶質(zhì)透過膜面時，大分子的溶質(zhì)在靠近膜面處被阻留。被阻留分子從膜面返回液體主體的速度受其通過層流區(qū)的擴(kuò)散速度所控制，當(dāng)這一速度低于被阻留分子在膜面聚集的速度，就必然會在膜面的一側(cè)逐漸形成一高濃度的被阻留溶質(zhì)層。這就是濃差極化。隨著濃縮倍數(shù)的提高，濃差極化現(xiàn)象越來越嚴(yán)重，膜的透過通量也越來越低。錯流操作，和提高被濾液體的雷諾準(zhǔn)數(shù)，都可以減小層流區(qū)的厚度，增大被阻留分子返回液體主體的速度，這是削弱濃差極化的重要措施。其中后者在操作上常通過提高流速和提高液溫來實(shí)現(xiàn)。44.實(shí)罐滅菌的進(jìn)汽和排氣原則是什

46、么? 發(fā)酵罐實(shí)罐滅菌為什么要“三路進(jìn)汽”?答：實(shí)罐滅菌的進(jìn)汽和排氣原則是“非進(jìn)即出”，就是說所有進(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。所謂發(fā)酵罐實(shí)罐滅菌的“三路進(jìn)汽”就是在對培養(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。由于這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。45.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

47、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)。46.簡述蒸汽滅菌可能出現(xiàn)的問題與對策。答： 發(fā)酵設(shè)備滅菌出現(xiàn)的兩類問題：滅菌設(shè)備或管路在滅菌過程未達(dá)到設(shè)定溫度；發(fā)酵過程發(fā)現(xiàn)染菌。 對于第一類問題，或是整個加熱滅菌系統(tǒng)均未達(dá)到所要求的溫度，或是局部未達(dá)到規(guī)定的溫度。 一、全系統(tǒng)未達(dá)到要求的溫度，需檢測： a) 加熱蒸汽壓強(qiáng)是否達(dá)到 0.15MPa 以上； b) 檢查蒸汽調(diào)節(jié)器或蒸汽過濾器是否堵塞； c) 若只有一個溫度計(jì)，則應(yīng)檢測此溫度計(jì)是否正常和準(zhǔn)確； d) 檢查蒸汽總閥是否已全開啟

48、。 二、 部分未達(dá)到要求的溫度，可能存在的問題： 1) 蒸汽閥門開啟失靈或損壞。 2) 汽水閥門失靈或損壞。 3) 溫度計(jì)（熱電偶）失效故溫度指示不準(zhǔn)。 4) 過濾器安裝不當(dāng)，導(dǎo)致冷凝水堵塞。 5) 沒有絕熱層的管路因靠近空調(diào)機(jī)或風(fēng)扇等而降溫太多，此時應(yīng)加設(shè)絕熱保溫層。 三、發(fā)現(xiàn)雜菌污染時，所采取對策： 1) 發(fā)酵系統(tǒng)的蒸汽滅菌處理是否正常，有否出現(xiàn)滅菌溫度不足或時間不夠長？ 2) 上批發(fā)酵放罐排料后，空置時間是否延長，若空置太久，則下一批的滅菌時間必須延長，以保證生長繁殖的雜菌的徹底殺滅。 3) 重新進(jìn)行氣密性測試，最好能進(jìn)行 24h 的檢漏測試，以查出滲漏的所在，并進(jìn)行維修。維修后再檢測直

49、至無滲漏為止。 4) 重點(diǎn)檢驗(yàn)閥門的隔膜、閥座等是否符合質(zhì)量要求，檢測所有 O 型密封圈等密封件。50.在設(shè)計(jì)中如何確保發(fā)酵罐實(shí)罐滅菌蒸汽滅菌的高效、安全 ?答：（ 1 ） 管道應(yīng)有一定的斜度，通常取 1/100 或更大；（ 2 ）凹陷低點(diǎn)安裝排污閥；（ 3 ）管路有足夠的支撐點(diǎn)；（ 4 ）盡可能減少和簡化管路，盡可能少用彎頭管件和閥門；（ 5 ）盡可能減少最高與最低點(diǎn)，且在每個最高點(diǎn)裝設(shè)蒸汽進(jìn)管，在最低點(diǎn)均裝冷水閥；（ 6 ）每個罐及管道盡可能分開滅菌。這樣才能保證蒸汽殺菌的嚴(yán)密性與穩(wěn)定安全性。51.保證管道徹底滅菌的設(shè)計(jì)要求。答：（ 1 ） 管道應(yīng)有一定的斜度，通常取 1/100 或更大；

50、（ 2 ）凹陷低點(diǎn)安裝排污閥；（ 3 ）管路有足夠的支撐點(diǎn)；（ 4 ）盡可能減少和簡化管路，盡可能少用彎頭管件和閥門；（ 5 ）盡可能減少最高與最低點(diǎn)，且在每個最高點(diǎn)裝設(shè)蒸汽進(jìn)管，在最低點(diǎn)均裝冷水閥；（ 6 ）每個罐及管道盡可能分開滅菌。這樣才能保證蒸汽殺菌的嚴(yán)密性與穩(wěn)定安全性。52簡述發(fā)酵罐及容器的蒸汽加熱滅菌過程。答：（ 1 ）容器的氣密性試驗(yàn)，打開所有的冷凝水排除閥，開啟進(jìn)蒸汽閥。（ 2 ）一定壓強(qiáng)后，打開排空氣閥，把容器中原有的空氣排除干凈。（ 3 ）當(dāng)罐內(nèi)壓強(qiáng)升至 0.1MPa( 121 ) ，計(jì)滅菌時間，殺菌過程中不斷排除蒸汽管路及罐內(nèi)的蒸汽冷凝水。（ 4 ）結(jié)束滅菌操作時，先關(guān)閉

51、所有排污閥及排氣閥，然后關(guān)蒸汽進(jìn)口閥，打開無菌空氣進(jìn)口閥，以確保罐內(nèi)壓強(qiáng)。53.為什么要進(jìn)行管道的清洗與殺菌 ?答： 1 污染危險降至最??；（ 2 ）防止設(shè)備或管道污垢的生成；（ 3 ）保證一定的衛(wèi)生要求。54.提高過濾效率的措施有哪些？答： 1. 減少進(jìn)口空氣的含菌數(shù)?？梢詮囊韵聨讉€方面著手： (1) 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； (2) 提高空氣進(jìn)口位置（高空采風(fēng)），減少空氣進(jìn)口含量； (3) 加強(qiáng)壓縮前的空氣預(yù)過濾。 2. 設(shè)計(jì)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： (1) 采用無油潤滑空壓機(jī)； (2) 加強(qiáng)空氣的冷卻

52、，去油水；(3) 提高進(jìn)入總過濾器的空氣溫度，降低其相對濕度。56.簡述噴霧干燥的原理，特點(diǎn)。霧化方法有哪幾種 ?答： 噴霧干燥原理： 噴霧干燥是利用不同的噴霧器，將懸浮液和粘滯的液體噴成霧狀，形成具有較大表面積的分散微粒同熱空氣發(fā)生強(qiáng)烈的熱交換，迅速排除本身的水分，在幾秒至幾十秒內(nèi)獲得干燥。噴霧干燥特點(diǎn)：1. 干燥速率快、時間短；2. 干燥溫度低；3. 制品具有良好的分散性和溶解性，成品純度高。噴霧方式 ： 壓力式噴霧、氣流式噴霧和離心式噴霧。57.簡述 沸騰干燥原理、特點(diǎn)及種類。答：原理： 沸騰干燥 是利用流態(tài)化技術(shù)，即利用熱的空氣流體使孔板上的粒狀物料呈流化沸騰狀態(tài)，使水分迅速汽化達(dá)到干

53、燥目的。沸騰造粒干燥 是利用流化介質(zhì)與料液間很高的相對氣速，使溶液帶進(jìn)流化床就迅速霧化，這時液滴與原來在沸騰床內(nèi)的晶體結(jié)合，就進(jìn)行沸騰干燥。特點(diǎn) : 傳熱傳質(zhì)速率高。干燥溫度均勻，控制容易。結(jié)構(gòu)簡單?？蛇B續(xù)化、自動化生產(chǎn)。種類： 沸騰干燥器有單層，多層。單層的分單室、多室和有干燥室冷卻室的二段沸騰干燥，其次還有沸騰造粒干燥。58.生物工業(yè)產(chǎn)品干燥有何特點(diǎn) ? 熱敏性生物產(chǎn)品干燥設(shè)備有哪幾種 ? 其選擇原則有哪些 ?答： 特點(diǎn) ： a. 快速高效，加熱溫度不宜過高； b. 產(chǎn)品與干燥介質(zhì)的接觸時間不能太長；c. 干燥產(chǎn)品應(yīng)保持一定的純度，在干燥過程中不得有雜質(zhì)混入。熱敏性生物產(chǎn)品干燥設(shè)備 通常采

54、用噴霧干燥、氣流干燥、沸騰干燥和冷凍干燥。選型原則 ： 產(chǎn)品的質(zhì)量要求、產(chǎn)品的純度、物料的特性和產(chǎn)量及勞動條件59.簡述連續(xù)結(jié)晶應(yīng)滿足的要求。答： 連續(xù)結(jié)晶應(yīng)滿足的要求為：1)不形成結(jié)垢。2)設(shè)備內(nèi)各部位溶液濃度均勻。3)避免促使晶核形成的刺激。4)連續(xù)結(jié)晶過程中同時具有各種大小粒子的晶體。5)及時清除影響結(jié)晶的雜質(zhì)。6)設(shè)備內(nèi)溶液的循環(huán)速度要恰當(dāng)。60.說明結(jié)晶設(shè)備設(shè)計(jì)要注意的條件。答： 應(yīng)考慮溶液的性質(zhì)、黏度、雜質(zhì)的影響，結(jié)晶溫度，結(jié)晶體的大小、形狀及結(jié)晶長大速率特性等條件，以保證結(jié)晶良好，結(jié)晶速率快。攪拌速度和攪拌器的形式應(yīng)選擇得當(dāng)，若速度太快，則會因刺激過劇烈而自然起晶，也可能使已長大了的晶體破碎，功率消耗也增大；太慢則晶核會沉積太慢則晶核會沉積。故攪拌器的形式與速度要視溶液的性質(zhì)和晶體大小而定。當(dāng)晶體顆粒比較小，容易沉積時，為了防止堵塞，排料閥要采用流線形直通式，同時加大出口，以減少阻力，必要時安裝保溫夾層，防止突然冷卻而結(jié)塊。為防止攪拌軸的斷裂，應(yīng)安裝保險裝置，如保險連軸鞘等。遇結(jié)塊堵塞，阻力增大時，保障鞘即折斷，防止斷軸，燒壞馬達(dá)或減速裝置等嚴(yán)重事故。其他如排氣裝置、管道等應(yīng)適當(dāng)加大或嚴(yán)格保溫，以防止結(jié)晶的堵塞。62.簡述升膜式蒸發(fā)器的成膜機(jī)理和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。答： 升膜式蒸發(fā)器的成膜機(jī)理 ： 物料從加熱器下