生物工程設備復習

第一章通氣發(fā)酵設備1了解機械攪拌通風發(fā)酵罐的結(jié)構，要知道大致位置，并會識別（見書31頁）什么是發(fā)酵罐公升體積？罐的圓柱體積和底封頭體積的和。2生物反應器的分類？a按照使用的生物催化劑的不同，分酶催化反應器和細胞生物反應器.b根據(jù)反應器的操作方式，分間歇式生物反應器,連續(xù)式生物反應器和半間歇式生物反應器.c根據(jù)反應器的結(jié)構特征,分釜式，管式，塔式，膜式等.它們之間的差別主要反映在外型和內(nèi)部結(jié)構的不同.d根據(jù)反應器所需的能量的輸入方式，分通過機械攪拌輸入能量的機械攪拌式,利用氣體噴射動能的氣升式和利用泵對液體的噴射作用而使液體循環(huán)的生物反應器.3.通風發(fā)酵設備中攪拌器的作用：攪拌器可以使被攪拌的液體產(chǎn)生軸向流動和徑向流動，其作用為混合和傳質(zhì)，它使通入的空氣分散成氣泡并與發(fā)酵液充分混合，使氣泡破碎以增大氣一液界面，獲得所需的溶氧速率，并使細胞懸浮分散于發(fā)酵體系中，以維持適當?shù)臍庖灰阂还蹋毎┤嗟幕旌吓c質(zhì)量傳遞，同時強化傳熱過程。4擋板的作用？什么是全擋板條件？①防止液面中央產(chǎn)生漩渦，②促使液體激烈翻動，增加溶解氧，③改變液流的方向，由徑向流改為軸向流。全擋板條件在攪拌發(fā)酵罐中增加擋板或其他附件時，攪拌功率不再增加，而旋渦基本消失。5軸封的作用？防止泄漏和染菌。6端面軸封的原理：是靠彈性元件（彈簧、波紋管）的壓力使垂直于軸線的動環(huán)和靜環(huán)光滑表面緊密地相互貼合，并作相對轉(zhuǎn)動而達到密封。7發(fā)酵罐的消泡方式：（1）化學消泡劑，（2）機械消泡。例如：罐內(nèi)機械消泡、液體吹入式機械消泡、沖擊反射板機械消泡、超聲波消泡、離心力消泡。8氣升式發(fā)酵罐的特點：1反應溶液分布均勻;2較高的溶氧速率和溶氧效率；3剪切力小，對生物細胞損傷?。?傳熱良好5結(jié)構簡單，易于加工制造6操作和維修方便。9機械攪拌自吸式發(fā)酵罐吸氣原理：葉輪快速旋轉(zhuǎn)形成負壓，空氣吸到罐內(nèi)與液體形成氣泡，氣液混合流體通過導輪流到發(fā)酵液主體。10文式管吸氣自吸式發(fā)酵罐原理：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，實現(xiàn)溶氧傳質(zhì)。11機械通風固體菌廢氣是否可以循環(huán)？為什么？廢氣適度循環(huán)，可以提高進入空氣的CO2濃度提高，減少霉菌過度呼吸而減少淀粉原料的無效損耗第二章嫌氣發(fā)酵設備（算題：酒精發(fā)酵罐的設計）1酒精發(fā)酵罐的設計（詳見70頁例題）a確定罐數(shù)；b每個罐的容積；c要冷卻面積；d冷卻裝置尺寸；e冷卻水的耗量2啤酒設備大型化的目的：由于大型化，使啤酒質(zhì)量均一化；由于啤酒生產(chǎn)的罐數(shù)減少，使生產(chǎn)合理化，降低了主要設備的投資3目前使用的大型立式發(fā)酵罐有哪些？奈坦罐、聯(lián)合罐、朝日罐等。4什么是一罐法？錐形罐可單獨用于前發(fā)酵或后發(fā)酵，還可以將前、后發(fā)酵合并在該罐進行什么是前發(fā)酵？什么是后發(fā)酵？ 主發(fā)酵又稱“前發(fā)酵”，是啤酒發(fā)酵的主要過程，在這個過程中，酵母完成了增殖、厭氧發(fā)酵及其沉淀回收等，消耗了大部分可發(fā)酵性糖和可同化性氮等麥汁成分，排出的發(fā)酵代謝產(chǎn)物即啤酒的主要組成。后發(fā)酵是傳統(tǒng)發(fā)酵方式的一個必然過程，依靠這個后發(fā)酵過程，可以完成驅(qū)除生酒味、溶解與飽和CO2的作用，同時可以形成適量的酯，并有益于酵母、蛋白質(zhì)凝固物的沉降，達到啤酒成熟的目的。5錐形罐中錐底作用、具有一定高度的目的、和密閉的目的？a錐底一回收酵母；b高度一凝聚力較強的酵母可以沉淀，即適用于下面發(fā)酵，也適用于上面發(fā)酵；c密閉一既可以作發(fā)酵罐，也可以作貯酒罐。便于回收和飽和CO,2o6什么是CIP系統(tǒng)，全稱是什么？是cleaninplace的簡稱，意即內(nèi)部清洗系統(tǒng)。7簡述CIP系統(tǒng)的7個步驟：（1）預沖洗；⑵堿預洗；（3）中間沖洗；（4）清水噴沖；（5）堿噴沖；（6）清水沖洗；（7）酸性水沖洗8錐形罐為什么會形成真空，在什么時候形成？真空形成原因：轉(zhuǎn)罐和清洗；形成負壓。9錐形罐內(nèi)如何進行對流傳熱？對流主要依靠罐內(nèi)的CO2作用。由于容器大，在不同高度的發(fā)酵液中CO2含量是有所不同的，在整個錐形罐中形成一個CO2含量的梯度。第三章植物細胞（組織）和動物細胞培養(yǎng)反應器1、 植物細胞培養(yǎng)的概念：狹義：植物細胞在體外條件下的存活或生長此時細胞不再形成組織。廣義：包括植物器官、組織、細胞以及原生質(zhì)體培養(yǎng)。2、 植物細胞培養(yǎng)過程中溶氧與生長的關系:氧傳遞效率一般用液膜的體積系數(shù)kLa來表示。kLa值過大對細胞增殖未必有好處。培養(yǎng)細胞的主要揮發(fā)性代謝物，如CO2被強制除去而降低了細胞的增殖速度，從而導致細胞濃度的降低。3、 植物細胞培養(yǎng)主要的培養(yǎng)系統(tǒng)有哪些？懸浮培養(yǎng)細胞培養(yǎng)系統(tǒng)、固定化細胞培養(yǎng)系統(tǒng)。4、 固定化細胞生物反應器有哪些？例舉三種。填充床反應器、流化床反應器、膜反應器5、 植物組織培養(yǎng)中，迅速發(fā)展的兩個領域是什么？發(fā)狀根大規(guī)模培養(yǎng)和小植物的大規(guī)?？焖俜敝场?、 發(fā)根：（hairyroot）是發(fā)根膿桿菌（Agrobacteriumrhizogen^S染整體植株或其某一器官、組織、單個細胞甚至原生質(zhì)體后，誘導產(chǎn)生的一種特殊表現(xiàn)型（形成多分枝的、生長迅速的不定根）7、 小植物的大規(guī)?？焖俜敝车膬蓚€途徑：①形成不定芽的途徑，即從植株莖尖誘導不定芽后在反應器中大規(guī)模培養(yǎng)不定芽或不定根；②形成胚狀體的途徑，即從植株外植體誘導胚性愈傷組織進而得到體胚，然后在反應器中大規(guī)模培養(yǎng)體胚，最終制成人工種子。8、 體外培養(yǎng)的動物細胞的兩種類型及其對應的培養(yǎng)方法：（1）非貼壁依賴性細胞，來源于血液、淋巴組織的細胞；（2）貼壁依賴性細胞，大多數(shù)動物細胞，包括非淋巴組織的細胞和許多異倍體細胞屬于這一類型。動物細胞的培養(yǎng)方法：貼壁培養(yǎng)、懸浮培養(yǎng)、固定化培養(yǎng)。9、 微藻生長特點：1）光能利用率高。（2） 微藻是非維管植物，無復雜的生殖器官，整個生物量易于收獲、加工和利用。（3） 產(chǎn)物濃度高許多微藻經(jīng)誘導后可以產(chǎn)生特別高濃度的、有商品化生產(chǎn)價值的化合物。（4） 繁殖速度快。如螺旋藻，在條件好的情況下3?5d即可增殖一倍。10、 微藻大規(guī)模培養(yǎng)的特點：有充足的光照、氣液傳遞（需要大量的二氧化碳）、混合（整個培養(yǎng)體系需要上下混合、里外混合）、培養(yǎng)基多采用海水配制11、微藻培養(yǎng)反應器的分類及其優(yōu)缺點：（一）開放式培養(yǎng)系統(tǒng)：優(yōu)點在于結(jié)構簡單，成本低，易于建造和操作。但容易污染雜菌且培養(yǎng)條件難以控制。（二）封閉式培養(yǎng)系統(tǒng)（光生物反應器、發(fā)酵罐）：這種方式造價較高，但是光能利用率高，生長條件易于控制。第四章物料處理與培養(yǎng)基制備1、 糖蜜：甘蔗或甜菜糖廠的一種副產(chǎn)品，又稱廢糖蜜，俗稱桔水。其特點：糖蜜干物質(zhì)濃度很大、糖分高、產(chǎn)酸細菌多、灰分與膠體物質(zhì)很多。要進行預處理：稀釋、酸化、滅菌和添加營養(yǎng)鹽。2、 水平式糖蜜稀釋器（也稱馬爾欽柯式連續(xù)稀釋器）的混合機理：隔板上的孔上下交錯地配置。3、 脹縮式糖蜜連續(xù)稀釋器的混合式機理：糖液在器內(nèi)因器徑的幾次改變使流速隨著發(fā)生多次改變，促進了糖液的均勻混合，最后從器頂部獲得符合工藝需要的稀糖液。該種稀釋器的中間收縮部分直徑和筒身直徑之比為1:2?3左右，收縮段的長度等于主體管的直徑4、 關于脹縮式糖蜜連續(xù)稀釋器的設計（計算題P203）5、 糊化：通過高溫高壓作用，使淀粉細胞膜和植物組織破裂，即破壞原料中淀粉顆粒的外皮，使其內(nèi)容物流出，呈溶解狀態(tài)變成可溶性淀粉。糖化：在發(fā)酵前必須加入一定量的糖化劑，使溶解狀態(tài)的淀粉，變?yōu)榻湍改軌虬l(fā)酵的糖類這一個由淀粉轉(zhuǎn)變?yōu)樘堑倪^程，稱為糖化。6、 酸化的目的：滅菌，使灰渣沉淀澄清。（用硫酸酸化）7、 淀粉蒸煮的目的：糊化、滅菌。8、 罐式連續(xù)蒸煮糖化過程中加熱器是噴射加熱器，其工作原理是當料液經(jīng)噴嘴高速噴出時，帶動周圍氣體向前運動，從而使得其周圍產(chǎn)生負壓，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，使物料瞬間達到蒸煮所需的溫度，然后經(jīng)擴大管排出，以達到加熱目的最后一個后熟器的作用：又稱汽液分離器，分離出的二次蒸汽，可去供粉漿罐預熱粉漿。9、 管式連續(xù)蒸煮糖化中，物料在管道拐彎處產(chǎn)生壓力間歇上升和下降，醪液發(fā)生收縮和膨脹，使原料的植物組織和細胞壁，淀粉顆粒等徹底破裂，產(chǎn)生淀粉糊化和溶解狀態(tài)，而利于酶的作用。10、 真空冷卻器的作用及工作原理：（一）作用：冷卻物料；排走料液，冷凝兩次蒸汽，制造真空。（二）原理：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的溫度，稱為真空冷卻。欲保持真空冷卻器中真空度，一般要借助于水力噴射泵或蒸汽噴射泵，連續(xù)地抽去真空冷卻器中的二次蒸汽。11、 水力噴射泵為什么要高出地面11米的位置？為了使得水力噴射泵內(nèi)形成足夠的負壓，以保持真空冷卻器中的真空度，從而使料液很快被冷卻到真空度相應的溫度，達到冷卻的目的。第五章過濾、離心與膜分離設備1板框式壓濾機的工作原理A過濾：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，沿相鄰濾板溝槽流至濾液出口，固體則被截留于框內(nèi)形成濾餅。B洗滌：洗水經(jīng)由洗水通道進入濾板與濾布之間。由于關閉洗滌板下部的濾液出口，洗水便橫穿濾框兩側(cè)的濾布及整個濾框厚度的濾餅。最后由非洗滌板下部的濾液出口排出。2什么是明流、暗流明流：凡是濾液從每一濾板下方直接引出的稱明流暗流：濾液從每一濾板下方直接引出的稱明流。而集中在末端出口流出的稱暗流。3轉(zhuǎn)筒式真空過濾機轉(zhuǎn)筒的結(jié)構：1一轉(zhuǎn)鼓2一過濾室3一分配閥4一料液槽5一搖擺式攪拌器6一洗滌液噴嘴7一刮刀4轉(zhuǎn)筒式真空過濾機的工作順序：筒內(nèi)每一空間相繼與分配頭中的I、II、III室相通，可順序進行過濾、洗滌、吸干、吹松、卸餅等項操作。5轉(zhuǎn)筒式真空過濾機圓筒的三個區(qū)域：整個圓筒分為過濾區(qū)、洗滌及脫水區(qū)，卸渣及再生區(qū)3個區(qū)域。6滾壓軸的作用：避免濾餅層裂縫以提高脫水效果，防止空氣從裂縫處大量流入筒內(nèi)而影響真空度。7過濾速度強化的方法：加熱、凝聚和絮凝、加入鹽類、調(diào)節(jié)pH、加入助濾劑8加熱的作用、調(diào)節(jié)PH值的作用、加助濾劑的作用。I加熱能改善發(fā)酵液的操作特性。加熱使蛋白質(zhì)從有規(guī)則排列變成不規(guī)則發(fā)熱結(jié)構的過程稱變性，變形蛋白的溶解度變??；加熱能使發(fā)酵液黏度明顯降低。II蛋白質(zhì)一般以膠體狀態(tài)存在于發(fā)酵液中。膠體狀態(tài)的穩(wěn)定性與其所帶電荷有關。蛋白質(zhì)屬兩性物質(zhì)，在酸性溶液中帶正電荷，而在堿性溶液中帶負電荷。某一pH下，凈電荷為零，溶解度最小，稱為等電點。大幅度改變pH，還能使蛋白質(zhì)變性凝固。III在含有大量細小膠體粒子的發(fā)酵液中加入固體助濾劑，則這些膠體粒子吸附于助濾劑微粒上，助濾劑就作為膠體粒子的載體，均勻地分布于濾餅層中，相應地改變了濾餅結(jié)構，降低了濾餅的可壓縮性，也就減小了過濾阻力。9如何增大物料在離心中所受的離心率并比較兩種方法的效果：增加轉(zhuǎn)速和增加轉(zhuǎn)鼓直徑?！鯦 -JJ Jlm e說TTr擴mrf-r七=—.二一 七—―二^—增加轉(zhuǎn)速來增大離心力比增加轉(zhuǎn)鼓直徑更有效。 昌r或 知舷 900Fp—物料所受到的離心力，Nm—物料質(zhì)量，kg；g—重力加速度，m/s2；r—轉(zhuǎn)鼓半徑，m；vT一圓周線速度，m/s；vT=2nrn/60n—轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速，r/min。10如何根據(jù)分離因素分類離心機普通離心機一般為600?1200，轉(zhuǎn)鼓直徑大，轉(zhuǎn)速低，可用于分離0.01?1.0mm固體顆粒。高速離心機f=3000?50000.轉(zhuǎn)鼓直徑小，可用于乳濁液的分離。超速離心機f>50000，轉(zhuǎn)速高（可達50000r/min），適用于分散度較高的乳濁液的分離11碟式離心機的分類及其功能離心澄清機藉離心沉降速度的不同將懸浮液中的液、固相分開的離心機離心分離機藉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12離心分離機和離心澄清機結(jié)構上的區(qū)別離心分離機的每只碟片在離開軸線一定距離的圓周上開有幾只對稱分布的圓孔，許多這樣的碟片疊置起來時，對應的圓孔就形成垂直的通道。13離心分離機碟片開口選擇的方法：（一）如果離心分離的結(jié)果是為了收集輕液并要求保證輕液的質(zhì)量（濃縮的倍數(shù)高），而對重液的成份沒有嚴格要求（濃縮的倍數(shù)低），可使用碟片上開孔在距離離開軸線1/3的位置上。（二）若離心分離的結(jié)果是為了收集重液并要求保證重液的質(zhì)量，如在乳品行業(yè)中對牛奶進行離心是為了得到高質(zhì)量的奶脂，而對脫脂奶中的成份沒有嚴格要求（即允許有少量的分散奶脂），可使用碟片上開孔在距離離開軸線2/3的位置上。14膜分離的推動力有哪些及它所對應的膜分離有哪些？包括壓力差（微過濾、反滲透、超濾、氣體透過）、濃度差（滲透、透析）、電位差（電滲透）或化學位差為推動力。15反滲透（RO）的原理是：利用反滲透膜選擇性地只能透過溶劑（通常是水）的性質(zhì)，對溶液施加壓力，克服溶劑的滲透壓，使溶劑通過反滲透膜而從溶液中分離出來的過程。16濃差極化現(xiàn)象及消去方法：現(xiàn)象：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流的速度受其通過層流區(qū)的擴散速度所控制，當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。方法:通常采用錯流操作或加大流速等措施，提高液流的雷諾準數(shù)，可以減小層流區(qū)的厚度，增大被阻留分子返回液體主流的速度，這是削弱濃差極化的重要措施。但某些酶在高的剪切應力下，容易喪失其部分酶活力，因此不能無限提高液體流速（提高液流的雷諾準數(shù)方法之一）。提高液流的雷諾準數(shù)最有效的方法是使超過濾液體沿著與膜平行的方向流動是克服濃差極化的最有效方法，這種方法稱為：TFF（TangentialFlowFilration）切向流式過濾。17膜片的形式可分為： 板式、管式、中空纖維式、螺旋卷式18平板型膜分離設備中篩網(wǎng)作用：平板型的超濾膜之間均夾有一層篩網(wǎng)。防止由于高分子的堆積所形成的凝膠層（濃差極化）。而且膜與膜之間夾有篩網(wǎng)，液體流進篩網(wǎng)時產(chǎn)生波流，這樣更能進一步?jīng)_洗膜表面，從而減少由于濃度極化所產(chǎn)生的膜透過液低下的問題。為了減少濃差極化，濾板的表面為凸凹形，以形成濃液流的湍動。19中空纖維有細絲型和粗絲型如何選擇，料液流向有哪兩種形式細絲型適用于黏性低的溶液，粗絲型可用于黏度較高和帶有固體粒子的溶液。料液的流向有兩種形式：一種是內(nèi)壓式，即料液從空心纖維管內(nèi)流過，透過液經(jīng)纖維管膜流出管外；另一種是外壓式，料液從一端經(jīng)分布管在纖維管外流動，透過液則從纖維膜管內(nèi)流出。第六章萃取與色譜分離設備1概念溶質(zhì)：欲提取的物質(zhì)；萃取劑：用于萃取的溶劑；萃取液：溶質(zhì)轉(zhuǎn)移到萃取劑中得到的溶液；萃余液：剩余的料液2影響有機溶劑萃取的條件：（1）水相物理條件的影響：pH的影響一一弱電解質(zhì)的分配平衡、溫度的影響、鹽的影響（2） 有機溶劑的選擇（3） 化學萃取劑（4） 乳化現(xiàn)象3、解釋pH值對選擇性和弱電解質(zhì)分配系數(shù)的影響：弱酸性電解質(zhì)的分配系數(shù)隨pH降低（即氫離子濃度增大）而增大，而弱堿性電解質(zhì)則正相反。4離子交換樹脂的交換容積，再生交換容積、工作交換容積及利用率交換容量交換容量是表征樹脂交換能力的重要參數(shù)表示方法：質(zhì)量交換容量（mmol/g干樹脂）體積交換容量（mmol/mL樹脂）再生交換容量（樹脂在指定的再生劑用量條件下再生后的交換容量）工作交換容量（在一定的應用條件下樹脂表現(xiàn)出來的交換量）三者的關系為：再生交換容量=（0.5?1.0）交換容量；工作交換容量=（0.3?0.9）再生交換容量。工作交換容量與再生交換容量之比稱為離子交換樹脂利用率。5簡述樹脂粒度大小對離子交換的影響：（1）粒度過小，堆積密度大，容易產(chǎn)生阻塞。（2）粒度過大，強度下降，裝填量少，內(nèi)擴散時延長，不利于有機大分子的交換。6離子交換過程包括五個步驟：①A+自溶液中擴散到樹脂表面；②A+從樹脂表面再擴散到樹脂內(nèi)部的活動中心：③A+在活動中心發(fā)生交換反應；④解吸離子B+自樹脂內(nèi)部的活動中心擴散到樹脂表面；⑤B+從樹脂表面擴散到溶液中。根據(jù)電荷中性原則，步驟1和5同時發(fā)生且速度相等；同樣2和4同時發(fā)生，方向相反，速度相等。其實際只有三步：外部擴散、內(nèi)部擴散和交換反應。7影響交換速度的因素：離子間的交換反應速度一般很快，甚至難以測定，大多數(shù)情況下交換反應不是控制步驟，而內(nèi)外擴散則是控制步驟。（1） 液相流速快，濃度越小，顆粒越大，吸附越弱，越是趨向于內(nèi)擴散控制。（2） 液相流速慢，濃度大，顆粒小，吸附強，越是趨向于外擴散控制。8離子交換樹脂的活性基團：（1） 強酸性陽離子活性基團:磺酸基團（-SO3H）和次甲基磺酸基團（-CH2SO3H）（2） 弱酸性陽離子活性基團有羧基-COOH和酚羥基-OH等（3） 強堿性陰離子含三甲胺基稱為強堿I型，含二甲基-b羥基-乙基胺基團為強堿II型（4） 弱堿性陰離子活性基團:伯胺基團-NH2、仲胺基=NH、叔胺基三N和毗啶基等9離子交換樹脂適用的PH范圍：（1） 強酸性陽離子交換樹脂，強酸性基團，電離程度大且不受溶液pH變化的影響，在pH1?14范圍內(nèi)均能進行離子交換反應，（2） 弱酸性陽離子交換樹脂：電離程度小，交換性能受溶液pH的影響很大，交換能力隨溶液pH的增加而提高。在酸性溶液中，這類樹脂幾乎不發(fā)生交換反應、對于羧基樹脂，應該在pH>7的溶液中操作，而對于酚羥基樹脂，應使溶液的pH>9。（3） 強堿性陰離子交換樹脂：活性基團電離程度較強且不受pH變化的影響，在pH1?14范圍內(nèi)均可使用。（4） 弱堿性陰離子交換樹脂：交換能力受溶液pH的影響很大，pH越小交換能力越強。故在pH<7的溶液中使用。10、 離子交換罐中底物支撐物可用哪些材料：多孔板、篩網(wǎng)及濾布，也可用石英、石塊或卵石，用于支持樹脂層。11、 混合床交換罐：混合床內(nèi)的樹脂是由陽、陰兩種樹脂混合而成，特點：脫鹽較完全。制備無鹽水時，可將水中的陽、陰離子除去，而從樹脂上交換出來的H+和OH-結(jié)合成水，可避免溶液中pH的變化而破壞生物產(chǎn)品。12什么是超臨界流體（SupercriticalFluid簡稱SCF）超臨界流體是指超過臨界溫度與臨界壓力狀態(tài)的流體。13超臨界流體萃取比溶液萃取分離效果好的主要原因：超臨界流體萃取分離過程是利用超臨界流體的溶解能力與其密度的關系.超臨界流體具有接近液體的密度和類似液體的溶解能力，具有接近氣體的黏度和擴散速度。這就意味著超臨界流體有很高的傳質(zhì)速率和很快達到萃取平衡的能力.15超臨界萃取的典型流程：（1）等溫變壓流程（P1>P2,降壓）、等壓變溫流程（T1<T2,升溫）、等溫等壓吸附流程。第七章 蒸發(fā)與結(jié)晶設備1蒸發(fā)與結(jié)晶的區(qū)別：蒸發(fā)是將部分溶劑從溶液中排除時溶液的濃度增加，溶液中的溶質(zhì)沒有發(fā)生相變，而結(jié)晶過程則是通過將過飽和溶液冷卻、蒸發(fā)、或投入晶種時溶質(zhì)結(jié)晶析出。2蒸發(fā)裝置按設備形式分類有幾種？常壓蒸發(fā)設備：夾套加熱式麥芽汁煮沸鍋，內(nèi)置加熱式麥芽汁煮沸鍋；真空蒸發(fā)設備：管式薄膜蒸發(fā)器，降膜式蒸發(fā)器，刮板式蒸發(fā)器，離心式薄膜蒸發(fā)器。3管式薄膜蒸發(fā)器的類型：升膜式、降膜式和升降膜式4液膜的形成過程：物料從加熱器下部的進料管進入，在加熱管內(nèi)蒸發(fā)拉成液膜。（升膜式蒸發(fā)器）P3095什么是爬膜？產(chǎn)生爬膜的必要條件？爬膜：管壁上的液體形成環(huán)狀液膜，并在上升蒸汽的拖帶下形成爬膜。產(chǎn)生爬膜的必要條件：足夠的傳熱溫差和傳熱強度6降膜式蒸發(fā)器分配器的作用：使物料在管內(nèi)分布均勻，以便溶液在管內(nèi)壁上均勻成膜。7刮板式薄膜蒸發(fā)器蒸發(fā)原理：物料從進料管以穩(wěn)定的流量進入隨軸旋轉(zhuǎn)的分配盤中，在離心力的作用下，通過盤壁小孔被拋向器壁，受重力作用沿器壁下流，同時被旋轉(zhuǎn)的刮板刮成薄膜，薄膜溶液在加熱區(qū)受熱，蒸發(fā)濃縮，同時受重力作用下流。8、9溶液的結(jié)晶的三個階段；三個區(qū)域；結(jié)晶的三種方法及三種方法的概念？三個階段：a過飽和溶液的形成；b晶核的形成；c和晶體的成長階段。三個區(qū)域：（1）穩(wěn)定區(qū)：溶液尚未達到飽和，不可能產(chǎn)生晶核。（2）介穩(wěn)區(qū)：不會自發(fā)產(chǎn)生晶核，但如果向溶液中加入晶體，能誘導結(jié)晶產(chǎn)生，晶體也能生長，這種加入的晶體稱為晶種。（3）不穩(wěn)定區(qū)：溶液能自發(fā)地產(chǎn)生晶核和進行結(jié)晶。結(jié)晶的三種方法：（1）自然起晶法：在一定溫度下使溶液蒸發(fā)進入不穩(wěn)定區(qū)形成晶核，當生成的晶核的數(shù)量符合要求時，加入稀溶液使溶液濃度降低至介穩(wěn)區(qū)，使之不生成新的晶核，溶質(zhì)即在晶核的表面長大。（2）刺激起晶法：將溶液蒸發(fā)至介穩(wěn)區(qū)后，將其加以冷卻，進入不穩(wěn)定區(qū)，此時即有一定的晶核形成，由于晶核形成使溶液濃度降低，隨即將其控制在介穩(wěn)區(qū)的養(yǎng)晶區(qū)使晶體生長。（3）晶種起晶法：將溶液蒸發(fā)或冷卻到介穩(wěn)區(qū)的較低濃度，投入一定量和一定大小的晶種，使溶液中的過飽和溶質(zhì)在所加的晶種表面上長大。10立式結(jié)晶箱中除垢裝置的作用：消除晶垢對傳熱效率的影響。第八章干燥設備1、 游離水：與普通水有相同的密度、黏度、熱容和蒸汽壓，能夠在物料中流動。結(jié)合水：指物料中的非水成分與水通過氫鍵結(jié)合的水。水分的性質(zhì)對干燥的影響：物料中游離水含量越多，干燥速率越快。2、 干燥過程有哪些過程同時進行？（一） 、熱量由空氣傳給濕物料，使其溫度升高；（傳熱）（二） 、物料內(nèi)部水分向表面擴散，并在表面氣化被帶走。（傳質(zhì)）3、 氣流干燥過程中空氣的作用：既是載熱體，又是載濕體。4、 氣流干燥機的加料器有：螺旋加料器和文丘里加料器。5、 脈沖干燥器的干燥原理：當加入的物料顆粒，首先進入管徑小的干燥管內(nèi)，氣流以較高速度流過，使顆粒產(chǎn)生加速運動，當其加速運動終了時，干燥管徑突然增大，由于顆粒運動的慣性，使該段內(nèi)顆粒速度大于氣流速度，顆粒在運動過程中，由于氣流阻力而不斷減速，直至減速終了時，干燥管徑再突然縮小，如此顆粒又被加速，重復交替地使管徑縮小與擴大，使顆粒的運動速度在加速后又減速，不進入等速運動階段，使氣流與顆粒間的相對速度與傳熱面積較大，從而強化了傳熱、傳質(zhì)速率。另外，在擴大段氣流速度大大下降，也相應地增加了干燥的時間。6、 噴霧干燥中料液的霧化方法：壓力噴霧法（又稱機械噴霧法）、氣流噴霧法、離心噴霧干燥法。7、 氣流干燥塔的構造：空氣過濾器、空氣加熱器、干燥器。8、 離心噴霧干燥中離子噴盤轉(zhuǎn)速與液滴射程、直徑的關系：噴霧室的直徑和轉(zhuǎn)速有關，液滴直徑與轉(zhuǎn)速成反比，射程與直徑成正比，即轉(zhuǎn)速小時，射程越大，塔徑隨射程增大而增大，因此轉(zhuǎn)速越小，噴霧室直徑越大。9、 噴矩：在噴矩為半徑的圓周內(nèi)，存90~95%液滴微粒下落，即不再具有水平速度，這個距離叫噴矩。10、 噴霧裝置的型式：（1）并流干燥，這種裝置的特點是霧滴運動的方向與氣流運動方向一致。溫度較高的熱空氣首先與剛剛甩出的霧滴接觸。（2） 逆流干燥，這種裝置的特點是霧滴的運動與氣流方向相反（3） 混合流干燥，這種裝置的特點是氣流有兩個方向（即先旋轉(zhuǎn)向下，然后再垂直向上）。11、 （一）沸騰干燥：沸騰干燥是利用流態(tài)化技術，即利用熱的空氣使孔板上的粒狀物料呈流化沸騰狀態(tài)，使水分迅速汽化達到干燥目的。（二）流化態(tài)：在干燥時，使氣流速度與顆粒的沉降速度相等，當壓力降與流動層單位面積的重量達到平衡時，粒子就在氣體中呈懸浮狀態(tài)，并在流動層中自由地轉(zhuǎn)動，流動層猶如正在沸騰，這種狀態(tài)是比較穩(wěn)定的流態(tài)化。12、 多式沸騰干燥器中的分隔板的作用：干燥箱內(nèi)平放有一塊多孔金屬網(wǎng)板。在金屬網(wǎng)板上垂直地安裝數(shù)塊分隔板，使干燥箱分為多窒，使物料在箱內(nèi)平均停留時間延長，同時借助物料與分隔板的撞擊作用，使它獲得在垂直方向的運動，從而改善物料與熱空氣的混合效果，熱空氣是通過散熱器用蒸汽加熱的。13、 溝流：由于床層密度不均勻性，使床內(nèi)大量氣體從某一溝內(nèi)通過，在溝內(nèi)及旁邊的顆粒，由于氣流速度較高而先行流化，而具他部分仍處于固定狀態(tài)。層析現(xiàn)象：在氣固系統(tǒng)中，往往因為固體顆粒大小相差較大或密度不同，在操作過程中會產(chǎn)生層析現(xiàn)象。如臥式沸騰干燥箱的操作過程中，細顆?；蚍勰畹奈锪媳粴怏w帶出，一般中等顆粒的物料能逐漸向卸料口接近而卸出，而大顆粒的物料由于層析現(xiàn)象沉降于床層底部，造成無法流化或結(jié)疤現(xiàn)象。14、 自我成粒：當液滴噴入沸騰床后，在接觸種子之前，水分已完全蒸發(fā)，自己形成一個較小的固體顆粒。涂布成粒：附在種子的表面，然后水分才完全蒸發(fā)，在種子表面形成一層薄膜，而使種子顆粒長大，猶如滾雪球一樣，即“涂布成?！?。粘結(jié)成粒：如果霧滴附著在種子表面，還未完全干燥，即與其他種子碰撞時，有一部分可能與其他種子粘在一起而成為大顆粒。15、 影響顆粒大小的因素及其作用方式：（1）停留時間的影響物料在床內(nèi)停留時間越長，則顆粒的增長也越大。（2） 摩擦的影響顆粒在沸騰床內(nèi)劇烈運動，它們之間由于摩擦作用，造成產(chǎn)品粒度減少。（3） 干燥過程溫度的影響在操作過程中供料溫度與沸騰床溫度存在一定差值，如溫度差較大，則當液體還沒有與固體顆粒接觸前，液滴中的水已經(jīng)完全蒸發(fā)，因而形成一個干的新質(zhì)點。反之，則形成一個濕的質(zhì)點，而使其他小顆粒粘結(jié)聚合而成為較大的顆粒，甚至結(jié)塊。16、 真空冷凍干燥的兩個階段：第一階段，在低于溶點的溫度下，使物料中的固態(tài)水分直接升華，大約有98~99%的水分在這一階段除去。第二階段中，將物料溫度逐漸升高甚至高于室溫，使水分汽化除去，此時水分可減少到0.5%。17、 冷凍干燥系統(tǒng)有哪些部分組成：冷凍裝置、真空裝置、水氣去除裝置和加熱部分（干燥室）。第九章空氣凈化除菌與空氣調(diào)節(jié)1除去和殺滅空氣中的微生物各包括哪些類型？除去方法：靜電吸附、介質(zhì)過濾。殺滅方法：輻射、熱殺菌、化學藥物殺菌。2什么是絕對過濾、深層過濾？介質(zhì)的孔隙小于細菌，含細菌等微生物的空氣通過介質(zhì)，微生物就被截留于介質(zhì)上而實現(xiàn)過濾除菌，稱之為絕對過濾。介質(zhì)間孔隙大于微生物直徑，故必須有一定厚度的介質(zhì)濾層才能達到過濾除菌的目的，、稱之為深層過濾。3介質(zhì)過濾除菌的5個機理：1.慣性沖擊滯留作用機理；2.攔截滯留作用機理；3.布朗擴散截留作用機理；4.重力沉降作用機理；5.靜電吸附作用機理4什么是臨界氣速？是能用慣性撞擊作用捕集微粒的最低氣速。5空氣介質(zhì)過濾除菌中空氣預處理的兩個目的：提高壓縮空氣的潔凈度，降低空氣過濾器的負荷；去除壓縮后空氣中所帶的油水，以合適的空氣濕度和溫度進入空氣過濾器6空氣介質(zhì)過濾除菌系統(tǒng)主要設備有：1.粗過濾器2.空氣壓縮機3.空氣貯罐4.氣液分離器5.空氣冷卻器6.空氣加熱器7空氣貯罐的作用：利用重力沉降作用分離部分油霧，防止由于往復式空壓機所產(chǎn)生的脈沖而引起的壓8空氣加熱器的作用：降低空氣的相對濕度 門=當關=1_巴9旋風分離器的作用：分離油霧和水滴 'N「 N10什么是過濾效率？就是濾層所濾去的微粒數(shù)與原來微粒數(shù)的比值，它是衡量過濾器過濾能力的指標。(N1滅菌前，N2滅菌后)(公式見上)11深層過濾介質(zhì)可選用的材料：棉花、活性炭、玻璃纖維、超細玻璃纖維紙、化學纖維。12識別棉花、活性炭在高效過濾器中的安裝位置？活性炭在兩層棉花夾層的中間，降低濾層阻力。第十章 物料輸送系統(tǒng)1、 固體物料的輸送有哪些？機械輸送設備氣流輸送系統(tǒng)及設備、2、 斗式提升機中如何選擇深斗、淺斗？輸送干燥容易流動的粒狀和塊狀物料常深斗；潮濕和流動性不良的物料，由于淺斗前緣傾斜角小能更好地卸料，故一般用淺斗。3、 帶式運輸機兩個鼓輪的作用：卸料端為主動輪，上料端為從動輪，其作用是拉緊膠帶和轉(zhuǎn)向膠帶。4、 螺旋葉片形狀有四種：全葉式、帶式、成型式和葉片式。5、 顆粒在水平管中的懸浮原因：(1)氣流為湍流時在垂直方向上的分速度所產(chǎn)生的力。從流體力學方面得知，沿管截面的氣速分布呈拋物線形，即管中心氣速最大，由于這個速度差而引起的靜壓所產(chǎn)生的作用力。麥格紐斯效應(Magnuseffect):在管中心線下側(cè)的顆粒，由于自身的旋轉(zhuǎn)運動，使顆粒上方的氣流局部加速，顆粒下方的氣流局部減速，即在顆粒上下方之間有一個氣流速度差，相應產(chǎn)生一個壓強差，該壓強差形成的作用力方向自管底指向中心。由于顆粒形狀不規(guī)則而產(chǎn)生氣流垂直分力顆粒與顆粒碰撞或顆粒與管壁碰撞而產(chǎn)生的垂直方向的反作用力。6、 兩相流：當氣流速度降低時，一部分顆粒沉積到管底下部，但沒有降落到管壁上整個管的截面上出現(xiàn)上部顆粒稀薄，下部顆粒密集的