习题集-生物工程设备.pdf

习题 第一章 通风发酵设备 1. 机械搅拌发酵罐中，搅拌器的搅拌作用是什么？搅拌转速 的高低对不同种类微生物的生长、代谢有何影响？ 2. 机械搅拌发酵罐的基本结构包括哪些部件？ 他们有何作 用？ 3. 何谓发酵罐公称体积？何谓全挡板条件？ 4. 发酵罐有几种消泡方式，机械消泡的优缺点。 5. 气升式发酵罐有何特点？ 6. 高位筛板塔式发酵罐有何特点？ 7. 自吸式发酵罐的特点，机械自吸式发酵罐吸气原理。 8. 机械通风固相曲体发酵设备结构单元与工作原理。 9. 生物反应器在设计时需注意哪些问题？ 10. 某一带夹套的立式搅拌反应器，设备容积 V0=2.5 m3，操 作容积 V=2 m3， 长径比 （H0/D） =1， 工艺要求传热面积为 7 m2， 搅拌功率为 1.4KW，搅拌轴转速为 50r/min。已知釜内压力为 0.2MPa，夹套内压力为 0.3MPa，内筒壁厚 10mm，内筒与夹套 间隙 20mm。采用相同材料，=113MPa，s=235MPa，G=8 104MPa。罐封头直边高度 hb 为 0.04m，焊缝系数为 0.8。 （1）计算夹套壁厚（取腐蚀裕量 C2=2mm） 。 （2）计算内筒和夹套的直径及高度，并对传热面积进行校核。 11. 有一 50m3的发酵罐， 装料系数 为 0.7，罐的直径为 3m，罐封头直 边高度 h0为 0.04m，封头凸出高度 hi为(1/4) D。 求： H/D？ 第二章 嫌气发酵设备 1. 酒精发酵罐的结构部件与作用。 2. 如何计算酒精发酵罐的个数和冷却面积？ 3. 新型啤酒发酵设备有哪些类型？从结构角度比较他们的异 同点。 4. 嫌气发酵设备与通风发酵设备在结构方面有何区别，归纳 总结。 5. 绘出嫌气发酵设备和通风发酵设备结构图。 第三章 动植物细胞培养反应器 1. 微生物细胞、 植物细胞、 动物细胞的结构与功能有何区别？ 这些特点使得培养他们的反应器有何异同点？ 2. 植物细胞反应器有几类？ 3. 通气搅拌式细胞培养反应器、气升式动物细胞培养反应器 的结构特点。 4. 中空纤维细胞培养反应器、微载体培养系统应用方面已取 得哪些进展？ 5. 微藻大规模培养有何特点？试比较封闭式光生物反应器与 开放式光生物反应器的优缺点。 第四章 物料处理与培养基制备 1. 固体物料的筛选设备是如何满足筛选的工艺要求？ 2. 大麦精选机有几类？他们的结构有何特点？ 3. 固体物料的粉碎有可能受那些力作用引起的？ 4. 说明罐式连续蒸煮糖化流程的各个结构单元设备的结构特 点及其功能作用 5. 糊化锅、糖化锅的用途，结构。 6. 培养基连续灭菌的有何优点？阐述培养基连续灭菌流程设 备组成及其作用。 7. 碟片式筛选机中碟片的结构有什么特点，说明它是怎样工作 的？ 8. 淀粉质原料蒸煮为什么选用蒸汽喷冲式加热器，而不采用板 式加热器。 第五章 过滤、离心与膜分离设备 1. 改变发酵液过滤特性的主要方法有哪些，并简要叙述其机 理？ 2. 除去发酵液中杂蛋白质的主要方法有哪些？ 3. 生物工业中常用固液分离设备的原理、特点及适用范围。 4. 板框式压滤机有呢些部件构成？暗流式板框压滤机的适用 何范围？ 5. 如何确定生产过程板框压滤机台数？ 6. 离心机可分为几类？其分类依据？ 7. 阐述蝶式离心机的结构与工作原理。 8. 什么叫做膜分离? 常用的膜分离过程有哪几种？ 9. 膜分离过程有哪些特点？ 10. 分析说明板式膜过滤器的结构与工作原理。 11. 台过滤面积为 20m2 的板框压滤机，操作压力为 0.2 MPa，2 小时后，得滤液 10m3，若滤布阻力忽略不计，问： （1）其它条件不变，将过滤面积增加一倍，可得多少滤液量？ （2） 在原操作压力下， 过滤小时后， 以 2m3的水去洗涤滤饼， 问需要多少洗涤时间？ （注：基本过滤方程式：dV/dtPF 2/(r 0x0V+FR)。 ） 12. 一台过滤面积为 40m2的板框压滤机，操作压力为 0.2 MPa，2 小时后，得滤液 20m3，若滤布阻力忽略不计，问： （1）其他条件不变，将过滤时间延长一倍，可得多少滤液量？ （2）其他条件不变，但滤饼是可压缩的，其压缩系数 s0.6， 当将操作压力提高到 0.4MPa，2 小时后可得多少滤液量？ （注：基本过滤方程式：dV/dtPF 2/(r 0x0V+FR)。 ） 第六章 萃取分离设备 1. 溶剂萃取分离物质的机理是什么？分配常数 K 在什么条件 下才适用，为什么？ 2. 溶剂萃取的主要应用领域有那些？ 3. 溶媒萃取设备由那些部将组成？试说明倾式离心萃取机的 结构特点和工作原理。 4. 对离子交换罐及其附属设备的制造材料有何要求？ 5. 在操作方面，凝胶过滤与离子交换层析有何异同处？ 第七章 蒸发与结晶设备 1. 物料在管式薄膜蒸发器中如何被浓缩？ 2. 为了改善物料溶液在降膜式蒸发器中的分布状态可以采取 何措施？ 3. 离心式薄膜蒸发器的工作原理。 4. 简述结晶的定义和分类，并说明什么是溶液结晶。 5. 在溶液结晶操作过程中，过饱和溶液是如何形成的？请举 例说明。 6. 选择结晶设备时要考虑哪些因素？ 7. 举例说明结晶工艺在微生物工程中的应用和发展前景。 第八章 干燥设备 1. 干燥属传统的工业技术，它们应用于生物技术产品的生产 时应着重注意哪些问题? 2. 何谓平衡水分和自由水分？结合水分和非结合水分？他们 之间有何区别？ 3. 请分析某一具体生物技术产品的干燥系统，结合本章介绍 的内容探讨它的优缺点。 4. 阐述气流干燥原理及其设备。 5. 说明喷雾干燥塔的工作原理。 6. 阐述流化床干燥原理，单层卧式多室流化床干燥器是如何 干燥物料？ 7. 请说明冷冻干燥的特点，干燥流程和设备。 第九章 空气净化除菌与空气调节设备 1. 生物工业对空气质量有何要求？ 2. 空气除菌有几种方法？ 3. 两级冷却、分离、加热的空气除菌流程的组成部件，各部 件的功能。 4. 金属过滤器在使用过程中应注意哪些问题？ 5. 有哪些方法可实现空气的增湿和减湿？ 第十章 物料输送