2023年生物工程设备各章节要点及三套题

生物科技行业〕程设备各章节要点及三套题生物工程设备各章节要点第壹章绪论题库〔或不加工〕底物原料为人类供给所需产品〔或社会效劳〕的壹种型跨学科技术。、1857酵是由酵母菌引起的，发酵现象是由微生物所进展的化学反响，而且不同的发酵和不同微生物有关。〔列文虎克、弗洛里、钱恩〕、生物工程设备主要包括生物反响器和生物反响物料处理及产物分别纯化设备。其次章原料处理及灭菌设备题库、发酵工厂中的原料都含有很多种杂质，为了清楚各种杂质，利用物料和杂质在物理特性上的差异，能够承受壹些机械方法和措施将杂质除去，目前常用方法有：筛选法、比重法、浮选法、磁选法。、振动筛的筛体包括筛框、筛面、吊杆、筛面清理装置、限振装置〔不包括自衡振动器、〕面。〔推断，填空〕、提高粉碎机效率的方法有：①承受密闭循环法②增加吸风装置，能够加速粉料离开筛孔③承受鳞状筛代替平筛、生物产品发酵工厂中用到的输送设备按所输送的物料可分为固体物料的输送和液体物料的输送，输送固体物料可承受各种类型的输送机和气体输送装置，输送液体物料则承受各种类型的泵和空气压缩机。、依据卸料动力的不同，斗式提升机的卸料方法分为离心式、混合式和重力式、培育基灭菌方式有俩种：分批灭菌法和连续灭菌法〔实消法和连消法〕分批灭菌方法的优点是不需其他设备，操作简洁，适于规模小的发酵罐使用或极易发泡或粘度很大的培育基的灭菌；缺点是加热和冷却所需时间较长，发酵罐利用率不高，培育基中营养成分会遭到壹定程度的破坏。培育基的连续灭菌，就是将配好的培育基在向发酵罐等培育装置输送的同时进展加热、保温和冷却而进展灭菌。连续灭菌具有如下的优点：〔1〕提高产量。和分批灭菌相比培育液受热时间短，可缩短发酵周期，同时培育基成分破坏较少。产品质量较易掌握。蒸汽负荷均衡，锅炉利用率高，操作便利。适宜承受自动掌握。降低劳动强度。、培育基灭菌常用的加热设备、保温设备和冷却设备都有哪些，试举例。目前常用的加热设备是喷射加热器，其特点是构造简洁，体积小，操作噪声低，蒸汽和料液混合充分，且在瞬时内即可完成加热。〔〕即维持罐，另壹种是管式保温设备，即维持管。冷却设备有：喷淋冷却器、真空冷却器、薄板换热器和螺旋板换热器维持罐的高径比较小，不以保证培育基先进后出，局部培育基可能在罐中停留时间过长，过度受热，养分成分损失较多；局部培育基可能在罐中停留时间过短，不能到达灭菌要求而造成染菌。所以，培育基在维持罐中的停留时间应比按对数残留定律计算的维持时间要长。际维持时间常取理论灭菌时间的3—5倍】〔短〕第三章空气压缩及除菌设备1、空气除菌的方法：辐射杀菌、热灭杀菌、静电除菌、介质过滤除菌、空气预处理的主要目的有哪俩个?t提高压缩前空气的干净度的主要措施？答：⑴①提高压缩空气的干净度，降低空气过滤器的负荷；②取出压缩后空气中所带的油水，以适宜的空气湿度和温度进入困难国企过滤器⑵提高空气吸气口的位置和加强吸入空气的前过滤、提高截止过滤效率的主要措施⑴削减进口空气的含菌数：①加强生产环境的卫生治理，削减〔高空采风〕加强压缩前的空气预过滤⑵设计和安装合理的空气过滤器水；③提高进入总过滤器的空气温度，降低其相对湿度。名词解释CIP清洗系统：即在位清洗或原地清洗。它是指用机械使清洗剂和消毒剂，对生产设备的内外表，如发酵罐，热交换器，泵，阀门，管道和其他相关的容器内外表等无需拆卸和安装就能进展周期清洗和消毒的系统。.CIP系统的特点？〔简答题〕答案：①在同壹装置中同时进展--灭菌，适合对生产罐体和配管同时进展清洗，消毒杀菌。在罐体中承受洗液喷射方式清洗，而在配管中洗液形成紊流效果的清洗。②操作程序掌握完全自动化，只需要把必要的掌握程序输入掌握器可随时开启，是壹种需时段，省力，牢靠性灭菌装置。③经济效率高。这套装置在设计时均考虑到将清洗用水，洗涤剂，杀菌剂以及蒸汽的小号都保持最小。尽量削减清洗操作费用。灭菌检验常用的方法各有什么特点？2种方法，壹是直接微生物培育法，另壹种是间接法，即灭菌蒸汽的温度和压强监控法。简洁定性评价干净度有哪些方法？答案：1，擦拭法2，水滴发，3，水雾法，4呼气法，5肉眼观看法。4影响清洗效果的因素1，污物和金属说明间吸附力量的大小，和金属外表粗糙度有关。2，污物的特性也和清洗效果有壹定的关系。3，冲刷强度时影响清洗效果的又壹主要因素。4，清洗剂本身产生的效果取决于它的类型，活性以及浓度。5，多数状况下，清洗效果随温度的上升而增加。第五章通风发酵罐设备。其次，发酵过程简洁掌握，操作简便，适应广泛。第三，发酵罐内部构造简单，操作不当，简洁染菌。第四，机械搅拌动力消耗大，对于丝状细胞的培育和发酵不利。传热。、常用的搅拌器有平浆式、螺旋桨式、涡轮式。下翻腾，增加氧的溶解，提高搅拌效率。度。、热交换器的类型夹套式热交换器、立式蛇管交换器、立式排管热交换器。、为了防治发酵料泄露和杂菌污染，搅拌器轴和罐底连接处需要密封，即轴封。常用的轴封有填料函轴封和端面轴封俩种密封装置。、现代通风固体深层发酵生物反响器有固定床生物反响器、流化床生物反响器、转鼓式生物反响器、挂盘式生物反响器和搅拌时生物反响器。〕耙式、离心式、刮板式、涡轮式、射流式、碟片式消泡器等要装有中间轴承。、试验室的发酵罐的变速装置常承受无级变速装置。中试和工业发酵罐常承受三角皮带传动、圆柱或圆锥齿轮减速装置俩种类型。管、消泡器、人孔、视镜等。第六章嫌气发酵设备、依据微生物对空气的需求，发酵设备可分为俩类：好气性发酵和嫌气型发酵。、酒精发酵罐通常可分为开放式和密闭式俩类，大多数工厂都承受密闭式发酵罐生产。、酒精发酵罐筒体为圆柱形，底盖和顶盖为碟形或锥形，罐底装有排料口和排污口，罐身上下装有取样口和温度计接口；对于大型发酵罐，为了便于修理和清洗，往往在近罐底也装有人孔。、酒精发酵罐的冷却，通常承受罐外列管式喷淋冷却的方法，具有发酵液冷却均匀，冷却效率高等优点。、当下酒精发酵罐的洗涤，通常承受水力喷射洗涤装置进展洗涤。、连续发酵因具有培育液浓度和代谢产物含量相对稳定，从而保证产品质量和产品稳定的优点。、固定化细胞反响器中，酵母细胞固定化的方法通常有吸附法、包埋法和共价键法三种。、啤酒酿造过程首先是制麦，然后是糖化，最终是盘旋沉淀除去麦汁中的固形物。、啤酒发酵设备大型化的目的是：由于大型化，使啤酒质量均壹化；由于啤酒生产的罐数削减，使生产合理化，降低了主要设备的投资。、目前全国建的或改建的啤酒厂壹般承受圆柱锥底罐的发酵方式。、联合罐又称通用罐，用其发酵啤酒的优点是：生产周期短，建筑及生产费用低。、连续啤酒发酵设备，主要分为俩类：塔式连续发酵和多罐式连续发酵。酒的氧化问题。名词解释：、贴壁培育：是让细胞贴附于适当基质上进展增殖培育的的方法，它适用于壹切贴壁依靠性细胞以及兼性贴壁细胞。填空：搅拌式生物反响器主要由培育罐、管道、阀门、泵、马达及仪表等局部组成。气升式生物反响器最初是用于生产单细胞蛋白，后来用引申到动植物细胞培育中，特别是用于生产次级代谢产物的分泌性细胞。流化床和填充床相比较优点：〔1〕由于固定细胞可利用的外表积大，被固定在反响器中的细胞浓度将更大。〔2〕由于较大的外表积和反响器中较高的混合速率，传〔3〕不易被堵塞。成功的动物细胞培育过程也需要质量和热量的传递。因此，有较大的抗张强度，但抗剪切的力量却相当弱。因此，必需对反映其中的搅拌装置进展改造，以降低剪切力的作用。流体剪切力对植物细胞的影响包括正负俩个方面：壹方面，适当的剪切力可增加培育系统的通气性，保持体系良好的混合状态和分散性，从而提高细胞的生物量和增加瓷生产物的产量。另壹方面，剪切力对植物细胞的损伤，往往造成细胞破损，细胞内含物释放到培育基中，从而转变体系的物理性质，进而影响整个培育系统的细胞生长和产物合成。、目前使用的植物细胞培育器主要有传统的机械搅拌式、非机械搅拌式、及固定式。的速度。这种用于酶进展催化反响的容器及其附属设备称为酶反响器。、离体培育的动物细胞可分为三种类型贴壁依靠性、非贴壁依靠性、兼性贴壁性。简答：酶生物反响器的要求？反响体系应具有良好的传质和混合性能，是生物催化剂颗粒能够在反响器中均匀分布，反响器内任意点之间变量的差异可无视不计。所用生物催化剂应具有较高的比活及浓度，才能得到较大的产品转化率。能够利用计算机实现自动检测和调控，以便获得最正确的反响条件。、酶反响器操作中，生产力量渐渐降低，主要缘由是固定化酶活性降低或损失。造成固定化酶活性损失的缘由？〔1〕酶本身的失火〔2〕酶从载体上脱落〔3〕载体的裂开或溶解名词解释:是指从生物反响培育体系中提取、分别纯化和精巧所需产品的过程，又称为生物工程下游技术。现分别的操作。液和乳浊液的分别。—初步纯化——高度纯化——成品加工滤机；按操作方式不同，分为间歇式过滤机和连续式过滤机。简答题、离心机的分类按离心分别因数大小对离心机的分类：常速离心机、高速离心机、超高速离心机、按操作原理不同对离心机分类：过滤式离心机、沉降式过滤机、分别式离心机。3〕按操作方式对离心机分类：间歇式离心机、连续式离心机涤质量好；能够分别难以用其他过滤设备过滤的悬浮液；滤饼含水量少；修理便利。缺点：设备笨重，间歇操作，装拆板框及卸载的劳动强度大，设备占地面积大，关心时间长。进展，配有plc掌握；自动化程度高。逆流洗涤得到高浓度的滤液，也可承受且流洗涤或顺流洗涤获得高纯度的滤饼。、过滤设备的选用的根本原则依据物料的过滤性能，初步确定选择哪种推动力的设备。依据物料的化学性质，检查所选择的饼的纯度或母液回收率等要求来确定过滤机类型。依据对滤饼含湿率的要求，打算是否选用带有机械挤压过程的设备。依据所选择的设备，物料的根本特性数据进展设备生产力量和最正确操作条件的计算，以确定设备的大小，投资费用，操作费用。假设有几种设备可供选择，则在此基1什么是分别因数？其值大小反映了离心分别设备的什么特性？依此可将离心机分为哪几类？离心分别常数f，是指离心力和重力之比，或离心加速度和重力加速度之比。即 f=F/mg=离心分别因数越高，离心沉降速度越快，所能分别的颗粒越小，分别力量越强。有转速比增大转鼓半径更能有效的提高分别强度。以下哪种是刚性多孔过滤介质〔D〕A纤维板B聚丙烯材料C醋酸纤维素D烧结金属依据操作原理能够把离心机分为过滤式离心机、沉降式离心机、分别式离心机.按操作方式可把离心机分为间歇式离心机、连续式离心机。人工膜材料按性质不同，有无机膜和高聚物膜。常用的加热蒸发器可分为循环式和单程式单程型蒸发器包括升膜式蒸发器、降膜式蒸发器、刮板式蒸发器。生物工程设备试卷〔壹〕壹．名词解释〔每个2分，共10分〕分批灭菌法：也叫实消法，是指将培育基至于发酵罐内用蒸汽加热，到达预定灭菌温度后维持壹段时间，再冷却到发酵温度，然后接种发酵。气流输送：又称风力输送，借助空气在密闭管道内的空气流淌物料在气流中被输送到目的地的壹种运输方式。而且便于清洗灭菌。离心分别因数：是指离心力和重力之比，或离心力加速度和重力加速度之比，即f=F/mg=mv2/〔r·mg〕膜分别：是利用壹张特别制造的。具有选择透过性能的膜，在外力推动下对混合物进展分离的壹种分别方法二．填空题〔每空壹分，共20分〕依据料液的性质不同承受不同的过滤方法，过滤方法有三种：滤饼过滤、澄清过滤、周密过滤。结晶操作的起晶方法有自然起晶、晶种起晶、刺激起晶。常用的通风发酵罐有机械搅拌式、气升环流式、鼓泡式、自吸式。在通气发酵生产中有俩种发酵方法壹种是参加消泡剂另壹种是机械消泡装置。方法有加热、分散和絮凝、调PH、参加盐类。多效蒸发的流程依据物料走向和整齐走向的关系分为顺流、逆流，且流、错流。三．单项选择题〔每题俩分，共20分〕自吸式发酵罐的搅拌轴是从罐下方进罐的,C轴封。A.应当用填料函B.应当用单端面机械C.应当用双端面机械D.无需塔式啤酒发酵罐换热的蛇管在发酵罐外，蛇管内用B和罐内的啤酒发酵醪进展热交换。A.蒸气B.酒精C.冷凝水D.热水气升式发酵罐的优点是无需B。A.空气过滤系统B.搅拌器C.空气喷嘴D.罐外上升管沸腾造粒枯燥器中，为使不同大小颗粒能在床层中分级，其外形设计为：CA.圆柱形B.圆锥形C.倒圆锥形D.长管状真空冷冻枯燥器的枯燥室中，操作参数〔温度、压力〕在水相图的AA.三相点之下B.三相点之上C.临界点之上D.临界点之下以下哪项空气除菌利用原理和其他三项不同〔C〕Ａ辐射法Ｂ化学药品法Ｃ介质过滤法Ｄ干热法．以下哪项措施不能提高介质过滤效率〔A〕书61页BCD过滤器的空气温度，降低相对湿度8.以下哪项不是通风固体深层发酵设备〔D〕A固定床生物反响器B流化床生物反响器C挂盘式生物反响器D文氏管生物反响器9下述离心设备中，哪种是连续加料，卸料的〔D〕书178A三足式B上悬式C刮刀卸料式D振动卸料式10.以下哪项是循环型蒸发器〔A〕A外热式蒸发器B升膜式蒸发器C刮板式蒸发器D.推断题〔每个自吸式发酵罐的搅拌轴是从罐下方进罐的,C轴封。1分，共10分〕1〕培育基：通常是指人工配制的适合微生物生长生殖或积存代谢产物的养分基质。〔2〕灭菌：是指用物理的和化学的方法杀灭或去除物料和设备中壹切有生命物质的过程。〔3〕发酵：微生物把壹些原料养分在适宜的条件下，经特定的代谢转变成所许产物的过程。〔4〕生物反响产物分别纯化：指从生物反响培育体系中提取、分别、纯化和精制所需产品的过程，又称为生物工程下游技术。〔5〕粉碎：是用机械力的方法抑制固体物料内局部散力到达使之裂开的单元操作。〔6〕机械搅拌通风密闭发酵罐：在生产抗生素..氨基酸.有机酸.酶制剂等发酵产品中应用最多最广泛的液体深层好氧发酵设备。〔7〕均质膜：膜的上下左右任何壹局部都具有一样的形态和化学组成，它能够是致密的，也能够是多孔的。〔8〕传热：即是热量传递是自然界和工程技术领域中极普遍的壹种传递过程。〔9〕制冷过程：制冷剂自身状态发生变化的同时，将热量从被冷却的物质移向四周介质，使物质的温度降低。〔10〕制冷剂：承受间接冷却方法进展制冷所用的低温介质，如盐水.六.简答题〔共20分〕1..空气贮罐的作用是什么？〔4”〕答：消退压缩机排出空气的脉冲，维持整个发酵系统稳定的正压力，同时也能够利用重力沉降作用分别局部油雾，让高温空气在贮气罐里停留壹定时间，起到空气的局部杀菌作用通用式发酵罐的根本条件？〔5”〕答：〔1〕具有适宜的径高比〔2〕能够承受消毒灭菌及发酵过程中的壹定压力〔3〕具有合理的通风搅拌装置以提高氧的利用率〔4〕具有足够的冷却面积〔5〕罐内抛光以削减死角，使灭菌彻底〔6〕具有严密的轴封，防止泄露什么是连消法及其留意事项？(5”答：指将配制好的培育基在向发酵罐输送的同时经过加热，保温顺冷却过程的灭菌方法。注意事项：承受连消法时，发酵罐应在连续灭菌开头前进展空罐灭菌；加热器、维持罐、冷却器也应先灭菌；培育基中的耐热物料和不耐热物料可在不同温度下分开灭菌。4..萃取的种类及其特点？(6”)答：溶剂萃取：用壹种溶剂将物质从固体或另壹种互不相容的溶剂中提出来的方法，前者称为液固萃取，后者称为液液萃取。双水相萃取：利用物质在互不相溶的俩水相间安排系数的差异来进展萃取的方法。临界状态的流体，即有气体的性质，又有液体的性质。试题三二、单项选择题自吸式发酵罐的搅拌轴是从罐下方进罐的 ,因此C轴封。应当用填料函B.应当用单端面机械C.应当用双端面机械D.无需塔式啤酒发酵罐换热的蛇管在发酵罐外，蛇管内用B和罐内的啤酒发酵醪进展热交换。蒸气B.酒精C.冷凝水D.热水气升式发酵罐的优点是无需B。空气过滤系统B.搅拌器C.空气喷嘴D.罐外上升管沸腾造粒枯燥器中，为使不同大小颗粒能在床层中分级，其外形设计为：CA.圆柱形B.圆锥形C.倒圆锥形D.长管状真空冷冻枯燥器的枯燥室中，操作参数(温度、压力)在水相图的 AA.三相点之下B.三相点之上C.临界点之上D.临界点之下以下哪项空气除菌利用原理和其他三项不同〔C〕Ａ辐射法Ｂ化学药品法Ｃ介质过滤法Ｄ干热法7．以下哪项措施不能提高介质过滤效率〔A〕书61页Ａ降低空气进口位置B加强压缩前的空气预过滤C加强空气的冷却，去除油水D提高进入总过滤器的空气温度，降低相对湿度8.以下哪项不是通风固体深层发酵设备〔D〕A固定床生物反响器B流化床生物反响器C挂盘式生物反响器D文氏管生物反响器9下述离心设备中，哪种是连续加料，卸料的〔D〕书178A三足式B上悬式C刮刀卸料式D振动卸料式10.以下哪项是循环型蒸发器〔A〕A外热式蒸发器B升膜式蒸发器C刮板式蒸发器D直接接触传热蒸发器三、问答题简述植物细胞培育的特点以及常用的培育其的类型及优缺点提高过滤速率的方法表达喷射自吸式发酵罐的工作原理。:喷射自吸式发酵罐的工作原理是用泵将发酵液送入文氏管中,由于文氏管的收缩段中流速增加,即动压力增加,静压力减小,形成负压,将无菌空气吸入,且被高速流淌的液体打碎、,提高发酵液中的溶解氧，这是溶氧阶段。当发酵液从上升管进入发酵罐从发酵罐底部被泵打入上升管，开头下壹个循环。?实罐灭菌的进汽和排气原则是什么?6.以下哪项空气除菌利用原理和其他三项不同〔C〕答：所谓发酵罐实罐灭菌的“三路进汽”就是在对培育基灭菌时，让蒸汽从空气进口、排料口、取样口进入罐内，使培育基均匀翻腾，到达培育基灭菌之目的。这是由于这三个管都是插入就是说全部进入发酵罐的管道在灭菌过程中假设不进入蒸汽就壹定要进展排气，使全部管道都被蒸汽〔或二次蒸汽〕通过，得以灭菌。不能有既不进汽也不排汽的管道〔死角〕存在。发酵过程防止杂菌污染的措施：、设备灭菌且确保无泄漏；2、所用培育基必需灭菌；3、通入的空气必需除菌处理；4、种子无污染，确保纯种；5培育过程中参加的物料必需灭菌且确保参加过程无污染。生物工程设备试题〔二〕答案壹、填空题〔120〕1、生物工程设备主要包括生物反响器和生物反响物料处理及产物分别纯化设备。、培育基灭菌方式有俩种：分批灭菌法和连续灭菌法〔实消法和连消法〕3、搅拌器的主要作用是：打碎气泡，延长气液接触时间，加速和提高式。4、消泡器的常用类型〔任举三例〕耙式、离心式、刮板式、涡轮式、5、为了削减震惊，中型发酵罐壹般在罐内装有底轴承，而大型发酵罐6、酒精发酵罐通常可分为开放式和密闭式俩类，大多数工厂都承受密7、依据微生物对空气的需求，发酵设备可分为俩类：好气性发酵和嫌气型发酵。89、成功的动物细胞培育过程也需要质量和热量的传递。因此，搅拌和10、依据操作原理能够把离心机分为过滤式离心机、沉降式离心机、分别式离心机.二、选择题〔220〕1、1857年微生物学的鼻祖、以“发酵学之父”美誉著称的法国人首次证明了酒精发酵是由酵母菌引起的，发酵现象是由微生物所进展的化学反应，而且不同的发酵和不同微生物有关。〔A〕A巴斯德B列文虎克C弗洛里D钱恩2、发酵工厂中的原料都含有很多种杂质，为了清楚各种杂质，利用物除去，目前常用方法有〔D〕A筛选法 B比重法 C浮选法 DA、B和C3、振动筛筛体内有有三个筛面，其次层是〔B〕A接料筛面 B大杂筛面 C小杂筛面 D不知道4、生物产品发酵工厂中用到的输送设备按所输送的物料可分为固体物〔A〕各种类型的输送机和气体输送装置C各种类型的输送机和空气压缩机各种类型的泵和空气压缩机 D各种类型的泵和气体输送装置5、灭菌检验常用的方法有〔D〕AB灭菌蒸汽的温度监控法C灭菌蒸汽的压强监控法DA、BC6、通风发酵设备中的热交换器的类型不包括哪壹个〔D〕A夹套式热交换B立式蛇管交换C立式排管热交D薄板换热器器 器 换器7、试验室的发酵罐的变速装置常承受〔C〕A圆柱齿轮减速装置B三角皮带传动装置C无级变速装置D圆锥齿轮减速装置8、酒精发酵罐筒体为圆柱形，底盖和顶盖为碟形或锥形，罐身上下装有〔 B〕AB取样口和温度计接口CD传动装置和冷却管、固定化细胞反响器中，酵母细胞固定化的方法不包括〔C〕A吸附法 B包埋法 C离子结合法 D共价键法、目前使用的植物细胞培育器从大的方面来说不包括〔C〕A机械搅拌式 B非机械搅拌式C膜反响器 D固定式三、推断题〔110〕1、培育基在维持罐中的停留时间应比按对数残留定律计算的维持时间要短。〔正〕、振动筛的筛体包括筛框、筛面、吊杆、筛面清理装置、限振装置，4、目前常用的加热设备是喷射加热器，其特点是构造简洁，体积小，〔正〕5、加强生产环境的卫生治理，削减环境空气中的含菌量，就壹定能够6、罐内安装挡板的作用是：阻挡因液体的水平流淌而在液面中心产生〔正〕7连续发酵因具有相对稳定，从而保证产品质量8、植物细胞细胞壁主要成分为纤维素，虽然具有较大的抗张强度，但抗剪切的力量却相当弱。因此，必需对反映其中的搅拌装置进展改9、贴壁依靠性是离体培育的动物细胞的壹种特性，都不行缺少。10、常用的加热蒸发器包括升膜式蒸发器、降膜式蒸发器、刮板式蒸发器。四、名词解释题〔210〕1、生物工程的定义通过加工〔〕底物原料为人类供给所需产品〔或社会效劳〕2菌，就是将配好的培育基在向发酵罐等培育装