生物工程设备资料

合集下载

生物工程设备 ppt课件

4 生物工程设备
生物工程：用生物体或其组成成分在最适条件下产生有益产物及进行有效生产过程的技术。
生物工程包括五大工程，即遗传工程(基因工程)、细胞工程、微生物工程(发酵工程)、酶工程(生化工程)和生物反应器工程。
在这五大领域中，前两者作用是将常规菌(或动植物细胞株)作为特定遗传物质受体，使它们获得外来基因，成为能表达超远缘性状的新物种——“工程菌”或“工程细胞株”。
列文∙虎克发现细胞，罗伯特∙胡克发明”cell”，德国的植物学家施莱登和动物学家施旺证明了细胞是动植物的基本单位；
1897年德国的毕希纳发现被磨碎后的酵母细胞仍可进行酒精的发醉，并认为这是酶的作用，并于1907年因此发现而获得诺贝尔化学奖；
德国的科赫首先用染色法观察了细菌的形态，并发现了结核
美国的生化学家萨姆纳说明酶是一类蛋白质，在1946年和他的同事共获诺贝尔化学奖；
我国微生物学家尹光琳等在20世纪70年代完成维生素C微生物二步转化的方法。
ppt课件
3
4 生物工程设备
③ 现代生物技术——基因工程技术，按人们意愿设计，通过改造基因或基因组而改变生物的遗传特性。
1865年奥地利人孟德尔提出了经典的遗传学说；
一个优良的生物反应器应具有良好的传质、传热和混合的性能；结构严密，内壁光滑，易清洗，检修维护方便；有可靠的检测和控制仪表；搅拌及通气所消耗的动力要少；能获得最大的生产效率与最佳的经济效益。
ppt课件
10
4.1.1 微生物反应器
发酵罐——进行大规模悬浮培养微生物的反应器。工业微生物发酵多为好氧发酵，因此发酵罐多采用通气和搅拌方式来增加氧在培养液中的溶解。发酵罐的类型：机械搅拌型、外部液体循环式、气升式

生物工程设备

生物工程设备生物工程设备是指用于生物制造和生物研究的各种仪器和设备，是现代生物技术研究和应用的基础设施之一。

生物工程设备涉及的范围广泛，包括发酵设备、细胞培养设备、分离纯化设备、DNA/RNA提取纯化设备、高通量筛选设备等。

随着生物技术的发展，生物工程设备已经成为生物制造和医药产业的重要支撑，为人类的健康事业做出了巨大的贡献。

1. 发酵设备发酵设备是生物工程设备中的核心设备之一。

在生物制药和食品工业中，微生物发酵已经成为一种广泛应用的技术。

发酵设备主要包括传统的罐式发酵系统、流动床发酵系统、气液固三相流发酵系统等，在不同的应用领域中具有不同的优势。

罐式发酵系统是一种传统的发酵设备，其使用广泛且成熟，适用于生产大量的高品质发酵产品。

该系统主要由发酵罐、搅拌器、加热系统、通气系统等组成。

这种系统的操作简单易行，可控性强，但对于体积较大的生物反应器来说，混合效应差，产物分离困难。

流动床发酵系统和气液固三相流发酵系统相对于传统的罐式发酵系统而言，有着更高的反应效率和更好的产物分离性能。

这些系统的研究和发展，增加了发酵结果的稳定性和可控性，充分利用了微生物的生物活性，以提高生物产品的生产效率和质量。

2. 细胞培养设备细胞培养设备是生物工程设备中的又一重要设备。

随着生物技术的快速发展，细胞培养技术已经广泛应用于生物医药制造和细胞修复等领域。

目前，多种类型的细胞培养设备已经被广泛应用。

常见的细胞培养设备主要包括培养皿、转瓶、振荡培养器、悬浮培养器、生物反应器等。

这些设备能够模拟人体内的生理环境，为细胞的生长和繁殖提供理想的条件。

悬浮培养器和生物反应器能够提供大规模的细胞培养，适用于生产大量的生物制品，如抗体、疫苗等。

在未来，随着生物技术的不断发展，细胞培养设备将会进一步发展和完善，以满足更多生物制药和生命科学的需求。

3. 分离纯化设备分离纯化设备是生物工程设备中的重要组成部分，其主要作用是将生物反应器中生产的产品得到分离、纯化并提纯的生产工艺。

生物工程设备

设备品牌：选择知名品牌保证设备的质量和售后服务。
设备价格：根据预算和设备性能选择合适的设备价格保证性价比。
设备安装：选择专业的安装团队保证设备的正确安装和使用。
设备维护：制定定期的维护计划保证设备的正常运行和使用寿命。
设备性能参数
设备类型：生物反应器、离心机、过滤系
统等
容量：根据生产规模选择合
发酵器：用于微生物发酵如酵母、乳酸菌等
发酵床：用于微生物发酵如蘑菇、木耳等
发酵箱：用于微生物发酵如面包、蛋糕等
酶反应器
酶反应器是一种用于生物工程设备的重要类型酶反应器主要用于酶催化反应如酶催化合成、酶催化降解等酶反应器的主要组成部分包括反应器本体、搅拌系统、温度控制系统、压力控制系统等酶反应器在生物工程领域具有广泛的应用如生物制药、生物燃料、生物材料等
膜分离设备
原理：利用膜的渗透性差异实现物质分离
应用：生物制药、食品加工、环境工程等领
域
特点：高效、节能、环保、
操作简便
主要类型：微滤、超滤、纳滤、反渗透等
离心分离设备
离心转子：用于固定离心管使其在离心过程中保持稳定
离心管：用于收集离心后的液体和固体颗粒
离心机：用于分离液体和固体颗粒如血液、细胞等
生物工程设备的生产应用
在制药行业的应用
生物反应器：用于生产疫苗、抗体、酶等生物制品
细胞培养系统：用于细胞培养、细胞工程、细胞治疗等领域
生物分离技术：用于分离、纯化药物、蛋白质等生物制品
生物检测技术：用于药物质量控制、药物安全性评价等领域
在食品行业的应用
食品加工：生物工程设备可以用于食品的加工和生产如发酵、酶解等。

生物工程设备知识点考点整理

生物工程设备知识考点整理●一、物料粉碎和液体培养基制备●1. 简述锤式粉碎机工作原理及优点。

●工作原理：●1、作用力主要为冲击力●2 、物料从料斗进入机内，受到高速旋转锤刀的强大冲击力而被击碎●3、小于弧形筛面筛孔直径的微粒，逐步被筛面筛分，落入出料口●4、大于筛孔直径的颗粒，在受到锤刀冲击后，由于惯性力的作用而高速四散、散落，有的撞击到棘板上被撞成碎块，小的逐渐被筛分，稍大颗粒再次弹起，又被高速旋转的下排锤刀所冲击，逐步使大颗粒变小●5、没有撞击到棘板上的颗粒，也会遇到后排锤刀的冲击●6、如此反复，直至将大块物料撞碎成细小颗粒后从筛孔落下进入出料口●优点：●构造简单、紧凑，物料适应性强，粉碎度大（粗、细粉碎皆可），生产能力高，运转可靠●2. 简述辊式粉碎机的工作原理、工作过程及适应何种性质物料的粉碎？●原理：●1、挤压、剪切（当两辊速不同时）●2、由2个直径相同的钢辊相向转动，把放在钢辊间的物料夹住啮入两辊之间，物料受到挤压力而被压碎●工作过程：●1、两辊的圆周速度一般在2.5~6m/s之间●2、许多粉碎机，将两个辊子的转速安排成有一定的转速差，一般可达2.5：1，或者是两只辊子的表面线速度具有5％~30％的速差，提高对物料的剪切力，增加破碎度●3、两个辊子中，一个是固定的，一个是可以前后移动的，用以调节两辊筒的间距，控制粉碎粒度●适用范围：●脆性、硬度较小物料的粉碎，如：麦芽、大米等●3.简述酒精厂淀粉质原料蒸煮糖化过程及目的。

●目的：●1、原料吸水后，借助于蒸煮时的高温高压作用，将原料的淀粉细胞膜和植物组织破裂，使其内容物流出，呈溶解状态变成可溶性淀粉●2、借助蒸汽的高温高压作用，把存在于原料中的大量微生物杀死，以保证发酵过程中原料无杂菌污染●3、部分糖化（组织破裂、糊化、灭菌、部分糖化）●流程：罐式、柱式、管道式●蒸煮（加热）、后熟（保温、最后一罐气液分离出二次蒸汽并使之降温）、冷却、糊化、冷却●4.以淀粉质原料为培养基时，多采用罐式连续蒸煮糖化流程来处理这些原料，该糖化流程中的蒸煮设备有那些，简述它们各自的作用及特征？●蒸煮罐●作用：●1、原料吸水后，借助于蒸煮时的高温高压作用，将淀粉细胞膜和植物组织破裂，使其内容物流出，呈溶解状态变成可溶性淀粉●2、借助蒸汽的高温高压作用，把存在于原料中的大量微生物杀死，以保证发酵过程中原料无杂菌污染●特征●1、长圆筒与球形或蝶形封头焊接而成●2、罐顶装有安全阀和压力表，顶部中心的加热醪出口管应伸入罐内300~400 mm，使罐顶部留有一定的自由空间●3、罐下侧有人孔，用于焊接罐体内部焊缝（该罐应采用双面焊接）和检修内部零件●4、在靠近加热位置的上方有温度计插口，以测试醪液加热温度●5、为避免过多的热量散失，蒸煮罐须包有保温层●6、直径不宜太大，直径过大，醪液从罐底中心进入后会发生返混，不能保证进罐醪液的先进先出，致使受热时间不均而造成部分醪液蒸煮不透就过早排出，而另有局部醪液过热而焦化●加热器：●作用：●器汽液接触均匀，加热比较全面，在很短的时间内可使粉浆达到规定的蒸煮温度●特征：●1、由三层直径不同的套管组成●2、内层和中层管壁上都钻有许多小孔，各层套管用法兰连接●3、粉浆流经中层管，高压加热蒸汽从内、外两层进入，穿过小孔向粉浆液流中喷射●后熟罐：●作用：●增加蒸煮时间，使过程连续。

生物工程设备知识点总结

生物工程设备知识点总结生物工程设备是生物工程领域中所使用的各种工具和设备的总称。

这些设备涵盖了从实验室规模到工业生产规模的所有范围，用于生物制药、生物材料、基因工程等领域的研究和生产。

下面是对生物工程设备的一些常见知识点的总结。

一、发酵设备：1.发酵罐：用于培养微生物或细胞系的设备，以产生目标产品。

发酵罐通常包括搅拌装置、温控系统、pH调节系统、通气装置等。

2.培养皿：用于小规模培养细胞系或微生物的设备，可以是培养瓶、培养皿、微孔板等。

3.生物反应器：一种能够控制温度、氧气分压、pH值等参数的设备，用于工业规模的生物制药或发酵过程。

二、分离与纯化设备：1.超高速离心机：用于将混合物中的固体颗粒或细胞沉降至底部，以分离出清液。

2.过滤设备：包括膜过滤器、离心过滤器等，用于将混合物中的颗粒、细胞或溶质分离出来。

3.色谱仪：用于分离混合物中的不同成分，包括气相色谱仪、液相色谱仪等。

4.蒸馏设备：用于分离混合物中的挥发性成分，包括蒸发器、蒸馏塔等。

三、分析与检测设备：1.光谱仪：包括紫外-可见光谱仪、红外光谱仪等，用于分析样品中的化学成分或物理性质。

2.质谱仪：用于分析样品中的化学成分，并确定其分子结构。

3.核磁共振仪：用于分析样品中的原子核的化学环境和结构。

4.电化学分析仪：用于分析样品中的电化学性质，包括pH计、电位计等。

四、生物成像设备：1.激光共聚焦显微镜：用于观察生物样品的高分辨率图像。

2.荧光显微镜：通过激发生物样品中的荧光染料来观察样品的显微图像。

3.电子显微镜：利用电子束来观察生物样品的超高分辨率图像。

五、生物反应器：1.生物化学反应器：用于进行生物化学反应，如酶反应、酶促反应等。

2.细胞培养反应器：用于细胞的生长、分化和扩增，包括培养皿、生物反应器等。

3.基因工程反应器：用于进行基因工程研究和生产，包括DNA合成反应器、基因转染设备等。

六、其他设备：1.冻干机：用于将液体样品冻结并在低真空下去除溶剂，以得到干燥的样品。

生物工程设备第一章

1.1 培养基的灭菌设备

培养基的热灭菌动力学在一定温度下，活的微生物杂菌细胞（包括杂菌芽孢），受热死亡过程遵照分子反应速度理论，与一级化学反应中未反应分子的减少速度类似。杂菌是一个复杂的高分子体系，其受热死亡是因蛋白质高分子物质不活泼，结果导致蛋白质变性，这种反应同属于一级反应。
辊式粉碎机辊式粉碎机广泛应用于颗粒状物料的中碎和细碎。常用的有两辊式、四辊式、五辊式和六辊式等。（1）两辊式粉碎机两辊式粉碎机如图所示，主要的工作构件为两个直径相同，相向转动的钢辊，辊筒表面形状有表面光滑的、表面有齿的和表面有凸棱或凹槽的。粉碎机工作时，把放在钢辊间的物料夹住拖入两辊之间，物料受到挤压而破碎。两个辊子中，一个固定，一个辊筒轴承座可以前后移动，用以调节两辊筒间距，控制粉碎度。

两辊式粉碎机

多辊式粉碎机为了用一台粉碎机达到下一步生产要求的粉碎度，同时提高生产能力，往往使用四辊、五辊、六辊带筛分的辊式粉碎机。如图所示。
四辊式粉碎机
五辊式粉碎机
六辊式粉碎机

湿式粉碎机为了避免干法粉碎危害工人的身体健康，在某些产品的生产过程中，采用湿法粉碎操作。所使用的机器称为湿式粉碎机。湿式粉碎机主要包括：输料装置、加料器、粉碎装置和加热器等，粉碎可采用一级或二级粉碎（两台粉碎机串联使用）。砂磨机是湿法粉碎过程中常用的一种机器。工业上用的砂磨机有盘式砂磨机、双轴立式砂磨机等。图1-12是德国DRISWERKE公司生产的 PM-DCP型砂磨机，主要由转子、定子、分离装置、传动装置、液压系统及控制系统组成。
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、维持及冷却过程。利用薄板换热器进行连续灭菌时，加热和冷却

生物工程设备第4章

1.物料性质 2.离心机性能参数 3.工艺要求 4.投资费用、场地因素
第四节膜分离设备
一、膜分离
膜分离技术是借助于膜的孔径，在推动力作用下，把大于标示膜孔径的物质分子截留，实现溶质的分离、分级、浓缩的过程膜分离与其他一些分离手段相比，具有干净（比萃取）、效率高（比薄膜蒸发浓缩）、投资小（比大型离心机）、易验证（比有机溶剂沉淀）、连续操作、易于放大等优点缺点：膜分离设备价格昂贵、易堵塞、处理量小
滤饼过滤
深层过滤
膜过滤
2. 沉降原理
沉降是利用液固间密度差异，在重力场或离心力场中的速度差实现液固分离的过程。密度差越大越有利于分离，重力场或离心力场越大越有利于分离。
3. 沉降速度
gd p ( ρ p − ρ ) wt = 18 μ
2
沉降速度的计算
假设wt t处斯托克斯定律区时 d pρw t Re p = <2 μ 计算沉降速度验证是否符合假设？如符合，OK;如不符合，设其他区，直至符合。校正看例题
πω h( 3R 2 + R 1 ) Σ= 2g
2
2
2
碟片式离心机
2πω s( R 2 − R 1 ) Σ= 3g tan θ
2
3
3
卧螺机
πl1ω ( 3R 1 + R 2 ) πl 2ω ( R 2 + 3R 2R 1 + 4R 1 ) Σ= + 2g 4g
2 2
2
2
2
2
6. 离心机的生产能力
明流
暗流
2. 板框压滤机的特点
结构简单、操作容易、故障少、保养方便，机器使用寿命长，所需辅助设备少对物料的适应性强，既能分离难以过滤的低浓度悬浮液和胶体悬浮液，又能分离料液黏度高和接近饱和状态的悬浮液 2间选用过滤面积选择范围广，可在3~1250m2 滤饼含湿量较低固相回收率高、滤液澄清度好滤布的检查、洗涤、更换较方便过滤操作压力大，可达1 MPa，过滤操作稳定造价低、投资小间歇操作，辅助时间长，劳动强度大

生物工程设备概论

生物工程设备概论
生物工程设备是一种用于生物制造和研究的专业设备，它们通常用于生物制药、生物材料、生物能源等行业。

生物工程设备包括生物反应器、生物分离设备、生物传感器、生物检测设备等。

生物反应器是生物工程设备中最常见的一种，它用于培养和维持细胞、微生物或酵母等活细胞的生长环境。

通过控制温度、pH值、氧气供给等各种参数，生物反应器可以为细胞提供最
适宜的生长条件，从而促进细胞的生长和代谢物的产生。

生物反应器的种类有很多，包括批量反应器、连续反应器、循环反应器等，不同的反应器适用于不同类型的研究和生产需求。

生物分离设备则是用于提取和纯化生物制品的设备，它们通常包括离心机、超滤器、色谱柱等。

这些设备可以帮助将混合物中的生物制品分离出来，并进行纯化处理，以获取高纯度的目标产物。

生物分离设备在药物制造、酶制剂、生物染料等领域起着重要作用。

生物传感器和生物检测设备则用于监测和检测生物制品的质量和活性。

生物传感器可以通过对生物体内生物活性物质的测量，快速、高效地获取生物制品的活性信息。

生物检测设备则可以对生物制品的质量进行定量和定性的检测，确保生物产品符合质量标准。

总的来说，生物工程设备在生物制造和研究领域起着至关重要的作用，它们为生物技术的发展和生物产品的生产提供了必要
的技术支持和保障。

随着生物工程技术的不断创新和发展，生物工程设备也将不断更新和完善，以满足不断增长的生物生产需求。

生物工程设备

生物工程设备简介生物工程设备是指用于进行生物工程实验和生产的设备和仪器。

随着生物工程技术的快速发展，生物工程设备在数量和种类上也在不断增加。

这些设备在推动生物工程领域的发展、促进生物产业的繁荣方面起着至关重要的作用。

本文将介绍几种常见的生物工程设备，并分析其工作原理和应用领域。

1. 生物反应器生物反应器是用于进行生物化学反应的设备。

生物反应器的主要功能是提供适宜的环境条件，如压力、温度、pH值、溶解氧浓度等，以促使微生物在其中进行代谢活动。

生物反应器通常由反应容器、搅拌装置、控制系统等组成。

工作原理生物反应器的工作原理基于生物反应的基本原理，即微生物在特定环境条件下进行酶催化反应。

通过调节反应器内的环境条件，可以控制微生物的生长速率和代谢产物的生成。

应用领域生物反应器广泛应用于药物生产、食品工业、环保等领域。

例如，在药物生产中，生物反应器可以用于生产抗生素、酶制剂等；在环保领域，生物反应器可以用于废水处理、废气处理等。

2. DNA合成仪DNA合成仪是一种用于人工合成DNA序列的设备。

DNA合成仪能够将特定的核苷酸按照一定顺序连接起来，从而合成出特定的DNA序列。

工作原理DNA合成仪的工作原理是通过固相合成技术合成DNA。

该技术利用固相载体上的化学保护基团，按照特定的合成顺序逐个添加核苷酸，最终合成出目标的DNA序列。

应用领域DNA合成仪广泛应用于基因合成、基因工程、基因测序等领域。

通过DNA合成仪，科研人员可以合成出具有特定功能的DNA序列，从而实现对基因的精确操控和研究。

3. PCR仪PCR仪是一种用于进行聚合酶链式反应（PCR）的设备。

PCR仪可以在短时间内扩增DNA序列，并且能够精确控制反应的温度和时间。

工作原理PCR仪的工作原理基于聚合酶链式反应的基本原理。

在PCR仪中，通过控制反应体系的温度，使DNA的两条链在加热、退火和延伸三个阶段之间交替进行，从而实现DNA序列的扩增。

应用领域PCR仪广泛应用于分子生物学研究、基因检测、医学诊断等领域。

生物工程设备各章知识点总结.doc

生物工程设备各章知识点总结1第一章第一章原料的输送和粉碎设备原料的输送和粉碎设备1.原料粉碎的目的、方法原料粉碎的目的、方法1)目的：a.增加淀粉粒、酶与水的接触面，加速酶促反应与可溶性物质的溶出，提高淀粉的利用率；b.缩短蒸煮时间，使原料中的还原糖少遭破坏，节约蒸汽用量；c.使原料颗粒度变小，增加在设备和管道中的流动性,易于实现连续化。

2)方法：a.湿式粉碎：将水和原料一起加入粉碎机中，以粉浆状出来特点：无粉尘飞扬，排料方便，不需粉尘通风等；不易贮藏，耗电量大b.干式粉碎:原料直接进入粉碎机进行粉碎特点：需配通风除尘设备（通风管道装在粉碎室）c.回潮干法粉碎：原料喷少量水后在进行粉碎（啤酒厂粉碎）d.连续调湿粉碎：粉碎过程连续喷水2.选择粉碎设备的原则、粉碎度及粉碎程度，对原料粉碎设备的要求选择粉碎设备的原则、粉碎度及粉碎程度，对原料粉碎设备的要求1)原则：①根据物料的性质和所要求的粉碎度等而定②坚硬物料、脆性物料：挤压、冲击③韧性、粘性物料：剪切、研磨、挤压④方向性物料：劈裂2)粉碎度：物料粉碎程度前后平均粒径之比x=D1/D2D1粉碎前物料的平均粒径D2粉碎后物料的平均粒径3）粉碎程度：按粉碎物料和成品的粒度大小分类：粗碎、中细碎、磨碎或研磨、胶体磨；筛析法：以物料通过不同筛目标准筛的百分数来表示4）设备要求：①粉碎后物料颗粒大小均匀②不重复粉碎，已粉碎物料需立即从压榨部分排除③操作自动化④容易更换磨碎的部位，在操作发生障碍时有保险装置，能自动停车。

3.锤式粉碎机的结构、特点锤式粉碎机的结构、特点1)锤式粉碎机的结构（酒精厂）①锤刀:高碳钢或锰钢，40*125-180*6-7mm。

末端V=25-55m/s,V越大，产品粒度越小，锤刀重量小，易产生自转；重量大，功率大。

②筛板：用以控制粉碎物料的粒度，圆形或长条形。

锤刀与筛孔间隙为5-10mm.一般6+2mm③锯齿形冲击板：与锤刀一起挤压，磨碎物料2)特点：①可做粗碎和细碎2②体积紧凑，构造简单，生产能力高③适用于不同性质的物料，物料含水量≤15%④锤刀磨损快，筛网易损坏⑤运转时震动较大，应安装在底层⑥粉碎机底部可采用吸引式气流输送，防止粉尘飞扬，提高产量。

生物工程设备重点知识

筛选法清理机的工作原理：被清理物料由进料斗1进入，通过控料闸依次到达三级振动筛的三层筛面上。

三层筛面倾斜安装在一个整体筛架上，由振动机构带动作往复振动。

当物料到达第一层筛面，由于筛孔较大，物料及粗杂通过筛孔落到第二层筛面上，第一层筛面上为大杂。

物料到达第二层筛面并通过筛孔，把粗杂清理出来。

物料到达第三层筛面，由于第三层筛孔小，细杂通过筛孔被分离出来。

筛面组合：筛余物法、筛过物法、混合法摆动筛平衡方式：平衡重块平衡（在偏心装置上加设平衡重物）、对称平衡法（双筛体）滚筒分级筛工作原理是：物料通过料斗流入到滚筒时，在其间滚转和移动，并在此过程中通过相应的孔流出，以达到分级。

粗粉碎：原料粒度在40－1500mm范围内，成品颗粒粒度约5－50mm；中粉碎：原料粒度5－50mm，成品粒度0.1－5mm；微粉碎：（细粉碎）原料粒度2－5mm，成品粒度0.1mm左右；超微粉碎：（超细粉碎）原料粒度更小，成品粒度在10－25μm以下。

粉碎的种类与形式压碎：劈碎、折断、磨碎、冲击破碎。

挤压力、冲击力和剪切力（摩擦力）离心泵的工作原理：启动前，先将泵壳内灌满被输送的液体。

启动，泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。

于是液体以较高的压力，从压出口进入压出管，输送到所需的场所。

当叶轮中心的液体被甩出后，泵壳的吸入口就形成了一定的真空，外面的大气压力迫使液体经底阀吸入管进入泵内，填补了液体排出后的空间。

这样，只要叶轮旋转不停，液体就源源不断地被吸入与排出。

离心泵的主要部件①叶轮：开式叶轮、半闭式叶轮、闭式叶轮②泵壳螺旋杆工作过程：单螺杆泵的工作原理是偏心单头螺旋的转子（螺杆）在双头螺旋的定子孔（螺腔）内绕定子轴线作行星回转时，转子－定子运动付之间形成的密闭腔就连续的、匀速的、容积不变的将介质从吸入端输送到压出端。

生物工程设备概述

生物工程设备概述生物工程设备是指用于生物工程学研究和实践的仪器、设备和技术。

它们在生物工程的各个领域发挥着重要的作用，包括基因工程、细胞工程、蛋白工程、酶工程、发酵工程等。

下面将对生物工程设备的常见类型和功能进行概述。

1.DNA合成仪：DNA合成仪是一种用于合成DNA链的设备。

它通过化学合成的方式，按照设计好的核苷酸序列，将单个碱基一个一个地添加到DNA链中。

DNA合成仪广泛应用于基因克隆、DNA纯化和基因测序等领域。

2.PCR仪：PCR仪是一种用于进行聚合酶链式反应（PCR）的设备。

PCR是一种重要的分子生物学技术，能够快速扩增少量的DNA片段。

PCR仪通过控制温度，使DNA模板经历一系列的变性、退火和延伸步骤，从而实现DNA的扩增。

3.蛋白质纯化设备：蛋白质纯化设备包括蛋白质电泳仪、蛋白质显影仪、蛋白质分离仪等。

这些设备用于将混合物中的目标蛋白质分离出来，并纯化得到高纯度的蛋白质样品。

纯化的蛋白质可以用于进一步的结构分析、功能研究和药物开发。

4.发酵罐：发酵罐是一种用于进行发酵过程的设备。

它提供了一个温度、湿度和氧气的控制环境，用于培养微生物、酵母或细胞系，生产有机酸、酒精、酶制剂等。

发酵罐的设计和操作对于酶活性和产物收率的提高有着重要影响。

5.显微镜：显微镜是一种用于观察微生物、细胞和组织结构的设备。

生物工程学中的许多实验和观察都需要使用显微镜。

电子显微镜和荧光显微镜是常见的高级显微镜，能够提供更高分辨率的图像和更精确的观察。

6.测序仪：测序仪是一种用于测定DNA或RNA序列的设备。

它通过测量DNA或RNA中碱基的顺序，来确定组成基因的DNA序列。

测序仪的发展推动了基因组学、表观遗传学和转录组学的发展，并在生物工程学的许多领域中发挥着关键作用。

7.细胞培养仪：细胞培养仪是一种用于细胞培养的设备。

它提供了一个稳定的温度、湿度和氧气控制环境，用于培养细胞株、肿瘤细胞系或转基因细胞。

细胞培养仪广泛应用于细胞工程、蛋白质表达和病毒制备等领域。

生物实验室器材清单明细

生物实验室器材清单明细1. 基础器材1.1 显微镜•型号: BX51•品牌: Olympus•特点: 高倍率放大，清晰度高，适用于观察细胞结构和微生物。

1.2 电子天平•型号: A&D HR-202•品牌: A&D Engineering•特点: 高精度称量，可测量微量物质的质量。

1.3 恒温培养箱•型号: 80E•品牌: Thermo Fisher Scientific•特点: 可调节温度和湿度，提供恒定的培养环境。

2. 分离和纯化器材2.1 离心机•型号: 5424 R•品牌: Eppendorf•特点: 高速离心，用于沉淀、分离和纯化生物样品。

2.2 色谱柱•型号: C18•品牌: Agilent•特点: 用于分离和纯化化合物，具有高分离效率和稳定性。

2.3 超速离心管•型号: 341541•品牌: Eppendorf•特点: 能承受高速离心，用于分离和沉淀生物样品。

3. 分析和检测器材3.1 PCR仪•型号: Veriti 96-Well•品牌: Applied Biosystems•特点: 用于聚合酶链式反应(PCR)，快速扩增DNA片段。

3.2 气相色谱仪•型号: 7890A•品牌: Agilent•特点: 用于分析和检测样品中的化合物，具有高灵敏度和分辨率。

3.3 分光光度计•型号: NanoDrop 2000•品牌: Thermo Scientific•特点: 用于测量核酸和蛋白质的浓度和纯度。

4. 培养和培养基器材4.1 培养皿•型号: 100 mm x 20 mm•品牌: Corning•特点: 用于培养细菌、真菌和其他微生物。

4.2 培养瓶•型号: 25 mL•品牌: Thermo Scientific•特点: 适用于细菌和真菌的培养。

4.3 培养箱•型号: 3210•品牌: Heraeus•特点: 提供恒定的温度和湿度，用于微生物的培养。

5. 通用工具5.1 离心管架•型号: 1.5 mL•品牌: Eppendorf•特点: 用于离心管的固定和存储。

生物工程设备重点(1)

第一章1生物工程设备的五个发展阶段传统经验制造技术——天然发酵阶段纯种培养技术的成熟——初级代谢产物生产阶段通气搅拌技术的成熟——好氧培养阶段代谢控制发酵技术的成熟基因重组技术的成熟——现代生物技术阶段2生物工程设备的特点①对于所有微生物或动植物细胞来讲，提供必要和足够的营养和能量，才能维持其生命代谢活动。

②培养基原料的预处理不仅影响细胞代谢生长，而且对于培养基原料成本大小和是否造成环境污染等具有决定性影响。

③如何合理的设计种子培养系统，以及各级种子培养时间和接种比例，达到种子系统与生产培养过程合理配套，获得最大的得率。

④生物反应过程中的细胞培养一般都是纯种培养过程。

⑤如何保证足够的氧气供给，又尽可能节省能量，是好氧培养过程的重要组成部分。

⑥从培养液中得到所需产品的合适、高效、低成本的分离纯化方法，是决定生产成败的关键。

3生物工程的硬件-设备系统①为顺利实现工艺流程所制定的各项工艺指标, 各种生物工程支撑设备系统必不可少。

②一套较完整的生物工程设备系统包括：生物反应器、蒸汽系统、制冷系统等。

第二章4通风发酵罐的基本要求1.结构严密，耐灭菌，耐腐蚀；2.良好的气-液-固接触和混合性能，高效的热量、质量、动量传递性能；3.易于放大4.满足生物反应要求下，尽量降低能耗5.良好的热量交换性能6.良好的检测与控制设备5. 通风发酵罐的类型类型：机械搅拌式，气升环流式，鼓泡式，自吸式6.机械通风发酵罐的基本要求①发酵罐应具有适宜的径高比。

②发酵罐能承受一定压力。

③发酵罐的搅拌通风装置能使气液充分混合保证发酵液必需的溶解氧。

④发酵罐应具有足够的冷却面积。

⑤发酵罐内应尽量减少死角，避免染菌。

⑥搅拌器的轴封应严密，尽量减少泄漏。

7.机械通风发酵罐的结构、主要部件的类型（如搅拌叶）及其工作原理；罐体：在发酵工业中，微生物需要进行纯培养，罐体为微生物的纯培养提供了一个密闭无菌的环境。

传动与搅拌系统：通过电机驱动减速皮带轮，使搅拌叶快速的旋转，搅拌叶将通入罐底的空气充分打散，从而促进氧气在液体与微生物细胞之间的传递。

生物工程设备知识点

第二章物料输送过程与设备1.离心泵：①原理：驱动机通过泵轴带动叶轮旋转产生离心力，在离心力的作用下液体沿叶片流道被甩向叶轮出口，液体经蜗壳收集送入排出管。

液体从叶轮获得能量，使压力能和速度能均增加，并依靠此能量将液体送到工作地点。

同时，叶轮入口中心形成低压，在吸液罐和叶轮中心处的液体之间产生了压差。

洗液罐中的液体在这个压差的作用下不断吸入管路及泵的吸入室，进入叶轮中心。

2.气蚀：离心泵工作时，叶轮中心处产生真空形成低压而将液体吸上，在真空区发生大量汽化气泡。

含气泡的液体挤入高压区急剧凝聚破裂产生局部真空。

周围的液体以极高的速度流向气泡中心，产生巨大的冲击力。

把泵内气泡的形成和破裂而使叶轮材料受到破坏的过程，叫做气蚀。

气缚：离心泵启动时，如泵内有空气，由于空气密度很小产生离心力。

因而液体中心产生低压不足以吸入液体，这样虽然启动离心泵也不能完成输送任务的现象。

3.往复泵：①原理：活塞自左向右移动时泵缸内形成负压，液体吸入电动往复泵阀进入缸内。

当活塞自右向左移动时，缸内液体受挤压，压力增大。

由排出阀排出。

活塞往复一次则各吸入和排出一次液体，这成为一个工作循环。

②结构：泵缸、活塞、活塞杆、吸入阀、排出阀4.漩涡轮：①特点：流量小。

压强大。

②原理：叶轮旋转时，液体进入流道，受旋转叶轮的离心力作用，被甩向四周环形流道并转动，叶轮内侧液体受离心力的作用大，而在流道内受到离心力作用小，由于所受离心力大小不同，因而引起液体作纵向漩涡运动。

5.螺纹杆泵：①特点：流量稳定、压强高、作为连消塔进料泵。

②原理：利用螺杆的回转来吸排液体。

6.压缩比：P出口/P进口（绝对压强）7.涡轮式空压机：①犹如一台多级串联的离心泵压缩机。

②特点：动气量大、出口压强大③③型号：DA型和SA型“D”---单吸“S”---双吸“A”—涡轮压气机8.往复式空压机：①缺点：气量不稳、空气中夹带油。

②原理：气罐并联。

吸入阀和排气阀具有止逆作用，使缸内气体数量保持一定，活塞移动使气体的压力升高，当达到稍大于出口管的气体压力时，缸内气体便开始顶开排气阀的弹簧进入出口管，不断排出。

生物工程设备

1.在培养基实罐灭菌过程的保温阶段，应注意凡在培养基液面下的各种进口管道都应通入蒸汽，而在液面以上的其余各管道则应排放蒸汽，不留死角。

2.喷射式加热器的特点是: 蒸汽和料液迅速接触，充分混合，加热是在瞬间内完成, 营养成分损失较少。

3．在培养基实罐灭菌过程将要结束时，应立即引入无菌空气以保持罐压，然后开夹套或蛇管冷却，以避免罐压迅速下降产生负压而吸入外界空气，或引起发酵罐破坏。

4. 培养基在连续灭菌之前，需首先要对空设备进行灭菌, 所用蒸汽温度为125℃～130℃, 时间为30～45分钟。

此时一般维持罐压0.15～0.2 Mpa。

5．喷射式混合器的特点是什么？蒸汽和料液迅速接触，充分混合，加热是在瞬间内完成。

工作时要使用饱和蒸汽或过热蒸汽，即不能含有雾滴，否则雾滴在高速喷出时迅速气化，严重降低真空度。

6.生物工程设备是生物工程和化学工程与设备交叉的学科，主要涉及生物工程生产设备的结构、特点、原理、设计、计算、选型及保养。

7. 培养基连续灭菌的特点有哪些？1)采用高温，快速灭菌，营养成分破坏较少，提高发酵产量；2)灭菌时间短，设备利用率高；3)蒸汽负荷均衡，锅炉利用高；4)适宜采用自动控制；5)减低劳动强度.6)8. 培养基实罐灭菌的主要特点有哪些？1）不需要专门的灭菌设备，投资少，设备简单。

2）灭菌效果可靠，对蒸汽的要求低，一般在（0.3－0.4）×MPa3）中小型发酵罐常用的灭菌方法。

4）灭菌后培养基质量比较差，营养损失大。

5）罐的利用率低。

9. 压缩空气的露点温度比吸气状态空气的露点温度高，压缩比越大，露点温度也越高，更易析出水。

10. 涡轮式压缩机特点是输气量大、效率高、输出空气压力稳定、供气均匀、设备紧凑，占地面积小，无易损部件、空气不带油雾、设备投资大。

11.如何提高过滤除菌工艺设备的效率？（1）减少进口空气的含菌数•减少生产环境空气中的含菌数•空气进风口应设在上风向•提高进口空气的采气位置•加强空气压缩前的预处理（2）设计合理的空气预处理设备，以达到除油、水和杂质的目的（3）设计和安装合理的空气过滤器，选用除菌效率高的过滤介质（4）降低进入空气过滤器的空气的相对湿度，保证过滤介质能在干燥状态下工作：使用无油润滑的空气压缩机加强空气冷却和除油、除水提高进入过滤器的空气温度，降低其相对湿度。

生物工程设备

1。

生物质原料的粉碎的设备：锤式、辊式、湿式、超细、纳米粉碎机、球磨机、切片机。

2.连续灭菌流程：加热、保温（湿)、冷却.3.啤酒生产中麦芽汁的制备设备:糊化锅、糖化锅、过滤槽、麦汁煮沸锅、糖化醪过滤槽。

4.糊化锅的作用：用于煮沸大米粉和部分麦芽粉醪液，使淀粉糊化和液化。

5.氧传递模型：双膜理论、渗透扩散、表面更新理论. 6。

常用通风式（固态)生物反应器种类：填充床、流化床、转鼓式、浅盘式、搅拌生物反应器和压力脉动固态发酵生物反应器。

7.生物反应器的放大方法：经验放大法、因次分析法、时间常数法、数学模拟法。

8。

经验放大法原则：几何相似放大、以单位体积液体中搅拌功率相同放大、以单位培养液体积的空气流量相同的原则进行放大、以空气线速度相同的原则进行放大、以kLa相同的原则进行放大、搅拌器叶尖速度相同的准则、混合时间相同的准则。

9。

液液萃取设备：混合设备、分离设备、兼有混合和分离两种功能的设备。

10。

蒸发器组成：加热室、分离器.11。

固体输送设备：带式输送机、斗式提升机、螺旋输送机。

12.垂直管中气力输送设备流程：粒子向下加速运动;粒子相对静止；粒子向上加速运动。

13.生物除菌方法：辐射杀菌、化学药品杀菌、干热杀菌.14.空气过滤除菌流程:两级冷却、加热除菌流程;高效前置过滤空气除菌流程.15。

过滤除菌效率与空气流速关系：当气流速度较大时，v↑η↑,此时惯性冲击起主要作用；当气流速度较小时,v ↑η↓，此时扩散起主要作用；当气流速度中等时，可能是截留起主要作用;如果气流速度过大,除菌效率又下降，则是由于重新污染。

1。

GMP：药品生产质量管理规范,指在药品生产全过程中运用科学的原理和方法来保证生产出优质产品的一整套科学管理办法。

2。

冷冻干燥：将物料冷冻至水的冰点以下,并置于高真空的容器中，通过供热使物料中的水分直接从固态冰升华为水汽的一种干燥方法。

3.渗透平衡:两溶液过一段时间后的分压相同，相当于进入半透膜的水与出半透膜的水相同，就会达到渗透平衡.不管是什么溶液体系给够足够时间后一定能达到渗透平衡.4。