生物工程設(shè)備復(fù)習(xí)總結(jié)

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載一、名詞解釋1、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。即f=FP/mg=rn2/900或f=vT2/gr2、CIP清洗：就地清洗簡稱CIP,又稱清洗定位或定位清洗。 就地清 洗是指不用拆開或移動(dòng)裝置，即采用高溫、高濃度的洗凈液，對(duì)設(shè)備 裝置加以強(qiáng)力作用，把與食品的接觸面洗凈的方法。3、對(duì)數(shù)穿透定律：表示進(jìn)入濾層的空氣微粒濃度與穿透濾層的微粒濃度之比的對(duì)數(shù)是濾層厚度的函數(shù)。lg(N2/N1)=-KL4、對(duì)數(shù)殘留公式：2.303lgNo/Ns=kt lnNo/Ns=kt5、全擋板條件：是指在一定的轉(zhuǎn)速下，再增加罐內(nèi)附件，軸功率仍保持不變。要達(dá)到全擋板

2、條件必須滿足下式要求：(b/D) n= (0.1-0.12 ) D/Dn=0.56、通氣強(qiáng)度：每立方米發(fā)酵液每分鐘通入的空氣量7、溶氧傳遞速率：是指單位體積發(fā)酵液單位時(shí)間溶氧量。OTR=Kla(c*-c) mol/(m3.h)8、濃差極化：當(dāng)溶液從膜一側(cè)流過時(shí)，溶劑及小分子溶質(zhì)透過膜，大分子的溶質(zhì)在靠近膜面處被截留。 并不斷返回于溶液中，當(dāng)這一返 回速度低于大分子溶質(zhì)在膜表面聚集的速度時(shí)， 則會(huì)在膜的一側(cè)形成 高濃度的溶質(zhì)層，這就是濃差極化。9、溶氧傳遞系數(shù)(Kla):10、貼壁培養(yǎng)：是一種讓細(xì)胞貼附在某種基質(zhì)上進(jìn)行增殖的培養(yǎng)方式，主要適用于貼壁細(xì)胞，也適用于兼性貼壁細(xì)胞。學(xué)習(xí)必備歡迎下載11

3、、公稱體積：是指罐的筒身（圓柱）體積和底封頭體積之和。12、連續(xù)發(fā)酵：連續(xù)不斷地流加培養(yǎng)液，同時(shí)又連續(xù)不斷地排除發(fā)酵 液，使發(fā)酵罐中的微生物一直維持在生長加速期，（或靜止期），從而 縮短發(fā)酵周期。二、填空題1、目前植物細(xì)胞培養(yǎng)主要采用懸浮培養(yǎng)和固定化細(xì)胞系統(tǒng)2、懸浮培養(yǎng)生物反應(yīng)器主要包括機(jī)械攪拌式反應(yīng)器和非機(jī)械攪拌式 反應(yīng)器3、固定化細(xì)胞牛物反應(yīng)器主要包括填充床反應(yīng)器、流化床反應(yīng)器和膜反應(yīng)器4、生物反應(yīng)器放大的目標(biāo)是在大規(guī)模培養(yǎng)中能獲得小規(guī)模條件下的研究結(jié)果5、植物組織培養(yǎng)反應(yīng)器主要包括發(fā)狀根大規(guī)模培養(yǎng)和小規(guī)模的大規(guī)?？焖俜敝?、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)方法有貼壁培養(yǎng)、懸浮培養(yǎng)和固定化培養(yǎng)7、深層培養(yǎng)可分

4、為分批式、流加式、半連續(xù)式、連續(xù)式和灌注式8、分批培養(yǎng)過程中，細(xì)胞的生長可分為延遲期、對(duì)數(shù)生長期、減速 期、平穩(wěn)期和衰退期9、動(dòng)物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)反應(yīng)器包括機(jī)械揄拌式生物反應(yīng)器、氣升式 生物反應(yīng)器、中空纖維生物反應(yīng)器、一次性生物反應(yīng)器、空間生物反 應(yīng)器、大載體系統(tǒng)以及波浪反應(yīng)器10、目前膜分離設(shè)備主要有4種形式：板或 管或 中空纖維式和螺學(xué)習(xí)必備歡迎下載旋卷式11、谷物原料粗選設(shè)備有大麥粗選機(jī)和磁力除鐵器12、谷物原料精選設(shè)備有碟片式精選機(jī)和滾筒精選機(jī)13、谷物原料的分級(jí)設(shè)備有平板分級(jí)篩和圓筒分級(jí)篩14、谷物原料的粉碎方法有干式粉碎和濕式粉碎，其中，干式粉碎設(shè)備有錘式粉碎機(jī)和輻式粉碎機(jī)以及圓盤鋼

5、磨15、生物反應(yīng)器的放大方法有理論方法、嘗試法、半理論方法、因次 分析法及經(jīng)驗(yàn)規(guī)則16、機(jī)械攪拌通氣發(fā)酵罐的經(jīng)驗(yàn)放大法包括以體積溶氧系數(shù) Kla相 等為基準(zhǔn)的放大法、以Po/Vl相等的準(zhǔn)則進(jìn)行反應(yīng)器放大、以攪拌葉 尖線速度相等的準(zhǔn)則進(jìn)行放大和以混合時(shí)間相等的準(zhǔn)則進(jìn)行放大17、空氣除菌方法主要包括熱殺菌、輻射殺菌、靜電除菌和過濾除菌 法18、常用的干燥方法有對(duì)流干燥（固定床干燥、流化床干燥、氣流干 燥和噴霧干燥）、冷凍升華干燥、真空干燥等19、發(fā)酵罐的類型有機(jī)械攪拌通氣發(fā)酵罐、氣升式發(fā)酵罐、自吸式發(fā)酵罐,其中，自吸式發(fā)酵罐又包括機(jī)械攪拌自吸式發(fā)酵罐、噴射自吸 式發(fā)酵罐和溢流噴射自吸式發(fā)酵罐20、

6、通氣發(fā)酵罐分為：機(jī)械攪拌式、氣開環(huán)流式、鼓泡式、自吸式、噴射式、溢流式三、問答題1、機(jī)械攪拌自吸式發(fā)酵罐工作原理：學(xué)習(xí)必備歡迎下載轉(zhuǎn)子啟動(dòng)前將液體浸沒，轉(zhuǎn)子啟動(dòng)后，流體被甩向邊緣，中心處 形成負(fù)壓。轉(zhuǎn)速愈大其中的液體和氣體的動(dòng)能越大， 造成的負(fù)壓就越 大，故吸氣量也越大，通過導(dǎo)向葉輪使氣液均勻分布甩出，使空氣在 發(fā)酵液中分裂成細(xì)微的氣泡，湍動(dòng)擴(kuò)散，在攪拌的同時(shí)完成充氣的作 用。定子 將吸入的空氣與發(fā)酵液混合導(dǎo)向四周罐壁分散，經(jīng)擋板折 流涌向液面2、噴射自吸式發(fā)酵罐工作原理：用泵將發(fā)酵液送入文氏管吸氣裝置，由于液體在文氏管的收縮段 中流速增加，形成真空而將空氣吸入，并使空氣分散與液體均勻混合，

7、實(shí)現(xiàn)溶氧傳質(zhì)。3、溢流噴射自吸式發(fā)酵罐工作原理液體溢流時(shí)，形成拋射流，由于液體的表面層與其相鄰的氣體的 動(dòng)量傳遞，使邊界層的氣體有一定的速率，從而帶動(dòng)氣體的流動(dòng)，形 成自吸氣作用。4、旋風(fēng)分離器工作原理：從進(jìn)入含有物料的氣流，切線進(jìn)入沿內(nèi)壁一面做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 一面 下降，到達(dá)圓錐底部后，旋轉(zhuǎn)直徑逐漸減小，速度增加，由于離心力 的作用，粒子從內(nèi)壁面上落下而被分離，氣體則折轉(zhuǎn)由上部吸出。適 用于氣固、氣液分離5、固體原料的預(yù)處理需要哪些過程？固體原料的預(yù)處理主要包括以下過程：固體物料的篩選、分級(jí)。學(xué)習(xí)必備歡迎下載固體物料的粉碎。其中篩選分級(jí)又分為粗選和精選，如大麥粗選機(jī)、 磁力除鐵器、碟片式精選機(jī)、

8、滾筒精選機(jī)、平板分級(jí)篩和圓筒分級(jí)篩 等。粉碎設(shè)備主要有干式粉碎機(jī)械中的錘式粉碎機(jī)、輻式粉碎機(jī)、圓 盤鋼磨和濕法粉碎中的砂輪磨等。6、噴射加熱器的結(jié)構(gòu)和工作原理：當(dāng)被加熱水通過噴射加熱器的噴 嘴時(shí)，壓力降低，流速增加，在噴嘴的出口處形成低壓區(qū)，蒸汽在此 區(qū)域進(jìn)入加熱器內(nèi)，與被加熱水進(jìn)行混合，蒸汽在水中凝結(jié)放熱，汽、 水之間進(jìn)行能量、動(dòng)量和質(zhì)量的交換，然后汽水混合物進(jìn)入混合室進(jìn) 一步均勻混合，最后進(jìn)入擴(kuò)壓室使水的流速降低，壓力升高，完成加 熱水的過程、作為熱媒介質(zhì)的蒸汽?？梢允褂眯抡羝?，也可以使用回 收的廢蒸汽，進(jìn)入噴射加熱器的蒸汽壓力可以高于進(jìn)口水的壓力， 也 可以低于進(jìn)口水的壓力。如果采用凝結(jié)

9、水產(chǎn)生的二次蒸汽或回收的廢 蒸汽作為加熱熱源，節(jié)能效益更為顯著。7、連續(xù)滅菌的流程1連消塔加熱的連續(xù)滅菌流程：套管式連消塔培養(yǎng)液由下部側(cè)面 進(jìn)入，從內(nèi)管和外管間向上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)加熱后由外管上部側(cè)面流出。汽 液混合式連消塔培養(yǎng)液由下端進(jìn)入，加熱蒸汽由下端側(cè)面進(jìn)入后成環(huán) 形加熱料液，上升的培養(yǎng)液被圓形擋板阻擋，折轉(zhuǎn)向四周上升，隨后 又被蒸汽二次加熱，維持塔料液自下向上運(yùn)動(dòng)，由上部出料管流出。2、噴射加熱的連續(xù)滅菌流程：滅過菌的培養(yǎng)基通過一段膨脹閥進(jìn) 入真空冷卻器而急速冷卻。3、薄板換熱器連續(xù)滅菌流程：培養(yǎng)液在設(shè)備中同時(shí)完成預(yù)熱、加學(xué)習(xí)必備歡迎下載熱滅菌、維持及冷卻過程。8、寫出空氣介質(zhì)過濾實(shí)用化流程空

10、氣介質(zhì)過濾實(shí)用化流程為：空氣壓縮冷卻過濾流出一一兩級(jí) 冷卻、分離、加熱的空氣除菌流程一一前置高效過濾除菌流程。流程 中所包含的主要設(shè)備有壓縮機(jī)、貯罐、空氣冷卻器和過濾器以及旋風(fēng) 分離器。其作用分別為將料液壓縮、貯藏、冷卻、過濾及分離。9、端面軸封工作原理：軸封的作用是防止染菌和泄露，一般大型發(fā) 酵罐的軸封為雙端面軸封。當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，動(dòng)環(huán)隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并且動(dòng) 環(huán)密封圈也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，避免發(fā)酵液沿轉(zhuǎn)軸與動(dòng)環(huán)之間的空隙上升， 使 酵液染雜菌，靜環(huán)不隨轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并和轉(zhuǎn)軸有一定的間隙，避免轉(zhuǎn)軸 的磨損，同時(shí)靜環(huán)密封圈也密封靜環(huán)與座之間的空隙，達(dá)到軸封的作用，并保證長時(shí)間使用。10、通氣發(fā)酵罐的經(jīng)驗(yàn)放大準(zhǔn)則有哪

11、些？通氣發(fā)酵罐的經(jīng)驗(yàn)放大準(zhǔn)則有以下 4種放大方法：1、以體積溶氧系數(shù)KLa （或Kd）相等為基準(zhǔn)的放大法2、以P0/VL相等的準(zhǔn)則進(jìn)行反應(yīng)器放大3、以攪拌葉尖線速度相等的準(zhǔn)則進(jìn)行機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的放大4、以混合時(shí)間相等的準(zhǔn)則進(jìn)行放大11、板框式壓濾機(jī)的工作原理：過濾時(shí)，懸浮液由離心泵或齒輪泵經(jīng) 濾漿通道打入框內(nèi)，濾液穿過濾框兩側(cè)濾布，沿相鄰濾板溝梢流至濾 液出口，固體則被截留于框內(nèi)形成濾餅。濾餅充滿濾框后停止過濾。學(xué)習(xí)必備歡迎下載洗滌濾餅時(shí)，洗水經(jīng)由洗水通道進(jìn)入濾板與濾布之間。 由于關(guān)閉洗滌 板下部的濾液出口，洗水便橫穿濾框兩側(cè)的濾布及整個(gè)濾框厚度的濾 餅，最后由非洗滌板下部的濾液出口排出。

12、洗滌結(jié)束后，旋開壓緊裝 置并將板框拉開，卸出濾餅，清洗濾布，重新組裝，進(jìn)行下一循環(huán)操 作。12、碟片式離心機(jī)工作原理：當(dāng)懸浮液在動(dòng)壓頭作用下，經(jīng)中心管流 入高速旋轉(zhuǎn)的碟片之間的間隙時(shí)，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碟片的下邊面運(yùn)動(dòng)， 而后沿碟片 下邊面向轉(zhuǎn)子周圍下滑，又因液體分輕重液，輕液受離心力小沿中心 向上流動(dòng)，重液沿周圍向下流動(dòng)進(jìn)入重液管而得到分離。13、生物工業(yè)中常用的干燥方法：1、對(duì)流干燥（固定床干燥、流化 床干燥、氣流干燥和噴霧干燥）2、冷凍升華干燥3、真空干燥14、真空冷凍干燥適用于何種物料，冷干設(shè)備有哪幾個(gè)主要部分？簡 述冷干幾粒真空冷凍干燥適

13、用于熱敏性和在空氣中易氧化物料的干燥。凍干設(shè)備主要由四部分組成，即冷凍裝置、真空裝置、水氣去除裝置和加 熱部分冷干機(jī)理：冷凍干燥是將濕物料在較低溫度下凍結(jié)成固態(tài)， 然后 在高真空度下，將其中固態(tài)水分直接升華為氣態(tài)而除去的干燥過程， 也成升華干燥。冷凍干燥也可將濕物料不預(yù)凍，而是利用高度真空時(shí) 水分汽化吸收熱量而將物料自行凍結(jié).15、噴霧干燥器成霧方式、工作原理：噴霧干燥是利用不同的噴霧器，學(xué)習(xí)必備歡迎下載將懸浮液或粘滯的液體噴成霧狀，因此料液能形成很大的比表面積， 使霧滴同熱空氣產(chǎn)生劇烈的熱質(zhì)交換，在幾秒至幾十秒內(nèi)迅速排除物 料水分而獲得干燥。16、氣升式發(fā)酵罐特點(diǎn)：1反應(yīng)溶液分布均勻2、較高

14、的溶氧速率和 溶氧效率3、剪切力小，對(duì)生物細(xì)胞損傷小4、傳熱良好5、結(jié)構(gòu)簡 單。易于加工制造6、操作和維修方便17、管式降膜蒸發(fā)器的蒸發(fā)原理：原料液由加熱管頂部經(jīng)分配器導(dǎo)流 進(jìn)入加熱管，沿管壁成膜狀下流。液體的運(yùn)動(dòng)是靠本身的重力和二次 蒸汽運(yùn)動(dòng)的拖帶力的作用，具下降速度比較快，因此成膜的二次蒸汽 流速可以比較小，對(duì)粘度較高的液體也較易成膜，并被蒸發(fā)濃縮。氣 液混合物由加熱管底部進(jìn)入分離室， 經(jīng)氣液分離后，二次蒸汽由分離 器頂部逸出，完成液從底部排出。18、多效真空蒸發(fā)濃縮物的優(yōu)點(diǎn)：1沸點(diǎn)溫度低，避免物料受高溫變 性2二次蒸汽可再度利用，可采用多效蒸發(fā)，節(jié)能 3沸點(diǎn)低，蒸發(fā) 器熱損失少4沸騰溫度降低，提高了熱交換的溫度差，增加了傳熱 強(qiáng)度19、發(fā)酵罐類型及工作原理答：通氣發(fā)酵