生物工程设备复习总结

1、生物工程设备复习总结生物工程设备复习总结9/9生物工程设备复习总结一、名词讲解1、离心分别因数：是指离心力与重力的比值，或离心加速度与重力加速度的比值。即f=FP/mg=rn2/900或f=vT2/gr2、CIP冲刷：就地冲刷简称CIP，又称冲刷定位或定位冲刷。就地清洗是指不用翻开或搬动装置，即采用高温、高浓度的洗净液，对设备装置加以强力作用，把与食品的接触面洗净的方法。3、对数穿透定律：表示进入滤层的空气微粒浓度与穿透滤层的微粒浓度之比的对数是滤层厚度的函数。lg(N2/N1)=-KL4、对数残留公式：2.303lgNo/Ns=ktlnNo/Ns=kt5、全挡板条件：是指在必然的转速下，再增

2、加罐内附件，轴功率仍保持不变。要达到全挡板条件必定满足下式要求：b/D）n=（）D/Dn=0.56、通气强度：每立方米发酵液每分钟通入的空襟怀7、溶氧传达速率：是指单位体积发酵液单位时间溶氧量。OTR=Kla(c*-c)mol/(m3.h)8、浓差极化：当溶液从膜一侧流过时，溶剂及小分子溶质透过膜，大分子的溶质在凑近膜面处被截留。其实不断返回于溶液中，当这一返回速度低于大分子溶质在膜表面齐聚的速度时，则会在膜的一侧形成高浓度的溶质层，这就是浓差极化。9、溶氧传达系数（Kla）:10、贴壁培养：是一种让细胞贴附在某种基质进步行增殖的培养方式，主要合用于贴壁细胞，也合用于兼性贴壁细胞。11、公称体

3、积：是指罐的筒身（圆柱）体积和底封头体积之和。12、连续发酵：连续不断地流加培养液，同时又连续不断地消除发酵液，使发酵罐中的微生物素来保持在生长加速期，（或静止期），从而缩短发酵周期。二、填空题1、目前植物细胞培养主要采用悬浮培养和固定化细胞系统2、悬浮培养生物反应器主要包括机械搅拌式反应器和非机械搅拌式反应器3、固定化细胞生物反应器主要包括填充床反应器、流化床反应器和膜反应器4、生物反应器放大的目标是在大规模培养中能获得小规模条件下的研究结果5、植物组织培养反应器主要包括发状根大规模培养和小规模的大规模迅速生殖6、动物细胞培养方法有贴壁培养、悬浮培养和固定化培养7、深层培养可分为分批式、流加

4、式、半连续式、连续式和灌注式8、分批培养过程中，细胞的生长可分为延延期、对数生长远、减速期、平稳期和衰落期9、动物细胞大规模培养反应器包括机械搅拌式生物反应器、气升式生物反应器、中空纤维生物反应器、一次性生物反应器、空间生物反应器、大载系通通以及波浪反应器10、目前膜分别设备主要有4种形式：板式、管式、中空纤维式和螺旋卷式11、谷物原料粗选设备有大麦粗选机和磁力除铁器12、谷物原料精选设备有碟片式精选机和滚筒精选机13、谷物原料的分级设备有平板分级筛和圆筒分级筛14、谷物原料的粉碎方法有干式粉碎和湿式粉碎，其中，干式粉碎设备有锤式粉碎机和辊式粉碎机以及圆盘钢磨15、生物反应器的放大方法有理论方

5、法、试一试法、半理论方法、因次解析法及经验规则16、机械搅拌通气发酵罐的经验放大法包括以体积溶氧系数Kla相等为基准的放大法、以Po/Vl相等的准则进行反应器放大、以搅拌叶尖线速度相等的准则进行放大和以混杂时间相等的准则进行放大17、空气除菌方法主要包括热杀菌、辐射杀菌、静电除菌和过滤除菌法18、常用的干燥方法有对流干燥（固定床干燥、流化床干燥、气流干燥和喷雾干燥）、冷冻升华干燥、真空干燥等19、发酵罐的种类有机械搅拌通气发酵罐、气升式发酵罐、自吸式发酵罐，其中，自吸式发酵罐又包括机械搅拌自吸式发酵罐、发射自吸式发酵罐和溢流发射自吸式发酵罐20、通气发酵罐分为：机械搅拌式、气升环流式、鼓泡式、

6、自吸式、发射式、溢流式三、问答题1、机械搅拌自吸式发酵罐工作原理：转子启动前将液体吞没，转子启动后，流体被甩向边缘，中心处形成负压。转速愈大其中的液体平和体的动能越大，造成的负压就越大，故吸襟怀也越大，经过导向叶轮赌气液均匀分布甩出，使空气在发酵液中分裂成细微的气泡，湍动扩散，在搅拌的同时完成充气的作用。定子将吸入的空气与发酵液混杂导向周围罐壁分别，经挡板折流涌向液面2、发射自吸式发酵罐工作原理：用泵将发酵液送入文氏管吸气装置，由于液体在文氏管的缩短段中流速增加，形成真空而将空气吸入，并使空气分别与液体均匀混杂，实现溶氧传质。3、溢流发射自吸式发酵罐工作原理液体溢流时，形成抛射流，由于液体的表

7、面层与其相邻的气体的动量传达，使界线层的气体有必然的速率，从而带动气体的流动，形成自吸气作用。4、旋风分别器工作原理：从进入含有物料的气流，切线进入沿内壁一面做旋转运动，一面下降，到达圆锥底部后，旋转直径逐渐减小，速度增加，由于离心力的作用，粒子从内壁面上落下而被分别，气体则折转由上部吸出。合用于气固、气液分别5、固体原料的预办理需要哪些过程？固体原料的预办理主要包括以下过程：固体物料的精选、分级。固体物料的粉碎。其中精选分级又分为粗选和精选，如大麦粗选机、磁力除铁器、碟片式精选机、滚筒精选机、平板分级筛和圆筒分级筛等。粉碎设备主要有干式粉碎机械中的锤式粉碎机、辊式粉碎机、圆盘钢磨和湿法粉碎中

8、的砂轮磨等。6、发射加热器的结构和工作原理：当被加热水经过发射加热器的喷嘴时，压力降低，流速增加，在喷嘴的出口处形成低压区，蒸汽在此地域进入加热器内，与被加热水进行混杂，蒸汽在水中凝结放热，汽、水之间进行能量、动量和质量的交换，此后汽水混杂物进入混杂室进一步均匀混杂，最后进入扩压室使水的流速降低，压力高升，完成加热水的过程、作为热媒介质的蒸汽。可以使用新蒸汽，也可以使用回收的废蒸汽，进入发射加热器的蒸汽压力可以高于进口水的压力，也可以低于进口水的压力。若是采用凝结水产生的二次蒸汽或回收的废蒸汽作为加热热源，节能效益更为显然。7、连续灭菌的流程连消塔加热的连续灭菌流程：套管式连消塔培养液由下部侧

9、面进入，从内管和外管间向上运动，经加热后由外管上部侧面流出。汽液混杂式连消塔培养液由下端进入，加热蒸汽由下端侧面进入后成环形加热料液，上升的培养液被圆形挡板阻截，折转向周围上升，随后又被蒸汽二次加热，保持塔料液自下向上运动，由上部出料管流出。、发射加热的连续灭菌流程：灭过菌的培养基经过一段膨胀阀进入真空冷却器而急速冷却。、薄板换热器连续灭菌流程：培养液在设备中同时完成预热、加热灭菌、保持及冷却过程。8、写出空气介质过滤合用化流程空气介质过滤合用化流程为：空气压缩冷却过滤流出两级冷却、分别、加热的空气除菌流程前置高效过滤除菌流程。流程中所包括的主要设备有压缩机、贮罐、空气冷却器和过滤器以及旋风分

10、别器。其作用分别为将料液压缩、储蓄、冷却、过滤及分别。9、端面轴封工作原理：轴封的作用是防范染菌和泄露，一般大型发酵罐的轴封为双端面轴封。当转轴转动时，动环随转轴旋转，并且动环密封圈也随之转动，防范发酵液沿转轴与动环之间的缝隙上升，使酵液染杂菌，静环不随转轴转动，并和转轴有必然的缝隙，防范转轴的磨损，同时静环密封圈也密封静环与座之间的缝隙，达到轴封的作用，并保证长时间使用。10、通气发酵罐的经验放大准则有哪些？通气发酵罐的经验放大准则有以下4种放大方法：1、以体积溶氧系数KLa（或Kd）相等为基准的放大法2、以P0/VL相等的准则进行反应器放大3、以搅拌叶尖线速度相等的准则进行机械搅拌通风发酵

11、罐的放大4、以混杂时间相等的准则进行放大11、板框式压滤机的工作原理：过滤时，悬浮液由离心泵或齿轮泵经滤浆通道打入框内，滤液穿过滤框两侧滤布，沿相邻滤板沟槽流至滤液出口，固体则被截留于框内形成滤饼。滤饼充满滤框后停止过滤。冲洗滤饼时，洗水经由洗水通道进入滤板与滤布之间。由于关闭冲洗板下部的滤液出口，洗水便横穿滤框两侧的滤布及整个滤框厚度的滤饼，最后由非冲洗板下部的滤液出口排出。冲洗结束后，旋开压紧装置并将板框拉开，卸出滤饼，冲刷滤布，重新组装，进行下一循环操作。12、碟片式离心计工作原理：当悬浮液在动压头作用下，经中心管流入高速旋转的碟片之间的缝隙时，便产生了惯性离心力，其中密度较大的固体颗粒

12、在离心力作用下向上层碟片的下边面运动，此后沿碟片下边面向转子周围下滑，又因液体分轻重液，轻液受离心力小沿中心向上流动，重液沿周围向下流动进入重液管而获得分别。13、生物工业中常用的干燥方法：1、对流干燥（固定床干燥、流化床干燥、气流干燥和喷雾干燥）2、冷冻升华干燥3、真空干燥14、真空冷冻干燥合用于何种物料，冷干设备有哪几个主要部分？简述冷干几粒真空冷冻干燥合用于热敏性和在空气中易氧化物料的干燥。冻干设备主要由四部分组成，即冷冻装置、真空装置、水气去除装置和加热部分冷干机理：冷冻干燥是将湿物料在较低温度下冻结成固态，此后在高真空度下，将其中固态水分直接升华为气态而除去的干燥过程，也成升华干燥。

13、冷冻干燥也可将湿物料不预冻，而是利用高度真空时水分汽化吸取热量而将物料自行冻结.15、喷雾干燥器成雾方式、工作原理：喷雾干燥是利用不同样的喷雾器，将悬浮液或粘滞的液体喷成雾状，因此料液能形成很大的比表面积，使雾滴同热空气产生激烈的热质交换，在几秒至几十秒内迅速消除物料水分而获得干燥。16、气升式发酵罐特点：1反应溶液分布均匀2、较高的溶氧速率和溶氧效率3、剪切力小，对生物细胞伤害小4、传热优异5、结构简单。易于加工制造6、操作和维修方便17、管式降膜蒸发器的蒸发原理：原料液由加热管顶部经分配器导流进入加热管，沿管壁成膜状下流。液体的运动是靠自己的重力和二次蒸汽运动的拖带力的作用，其下降速度比较快，因此成膜的二次蒸汽流速可以比较小，对粘度较高的液体也较易成膜，并被蒸发浓缩。气液混杂物由加热管底部进入分别室，经气液分别后，二次蒸汽由分别器顶部逸出，完成液从底部排出。18、多效真空蒸发浓缩物的优点：1沸点温度低，防范物料受高温变性2二次蒸汽可再度利用，可采用多效蒸发，节能3沸点低，蒸发器热损失少4沸腾温度降低，提高了热交换的温度差，增加了传热强度19、发酵罐种类及工作原理答