生物工程设备复习大纲

1．1生物反应器设计基础
1、发酵罐数的确定。

可参考课件作业
1．2通风发酵罐
1、通风发酵罐的主要类型及其原理、优缺点或特点。

答：1. 机械搅拌发酵罐(TRC) 工作原理：利用机械搅拌器的作用，使空气和发酵液充分混合促使氧在发酵液中溶解，以保证供氧。

优点：高生产效率，高经济效益。

2. 气升式发酵罐(ALR) 工作原理：把无菌空气通过喷嘴或喷孔喷射进入发酵液中，通过气液混合物的湍流作用而使空气泡分割细碎，同时由于形成的气液混合物密度降低故向上运动，而气含率小的发酵液则下沉，形成循环流动，
实现混合与溶氧传质。

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4）传热良好5）结构简单6）能耗小
7）不易染菌8）操作和维修方便
3. 自吸式发酵罐 工作原理： 不需空气压缩机提
供加压空气，而依靠特设的机械吸气装置或液体喷射
吸气装置吸入无菌空气，实现混合搅拌与溶氧传质的
发酵罐。

优点： (1)不必配备空气压缩机及其附
属设备，节约设备投资，减少厂房面积；(2)溶氧速率
b
p t t t +=p
t C tP V ∆=/
高，溶氧效率高，能耗较低； (3)生产效率高、经济
效率高(4)设备便于自动化、连续化。

缺点： 较易产生杂菌污染，需配备低阻力损失低高效
空气过滤系统，罐压较低，装料系数约为40％。

4. 通风固相发酵罐 优点：设备简单，投资省。

2、机械搅拌通风发酵罐装配图、各部件
作用及原理。

1－轴封 ； 2、20－人孔；
3－梯； 4－联轴；
5－中间轴承； 6－温度计接口；
7－搅拌叶轮； 8－进风管；
9－放料口； 10－底轴承；
11－热电偶接口； 12－冷却管；
13－搅拌轴； 14－取样管；
15－轴承座； 16－传动皮带；
17－电机； 18－压力表；
19－取样口； 21－进料口；
22－补料口； 23－排气口；
24－回流口； 25－视镜；
3、机械搅拌通风发酵罐轴功率的计算（非通气状态和通气状态注意参数单位）。

非通气状态：
5i 30D N P L P ρω=
通气状态：
1．3嫌气发酵罐
1、酒精发酵罐和啤酒发酵罐的结构特点。

2、酒精发酵罐的计算。

3、啤酒发酵罐的计算及设计中涉及的问题（如压力、真空、发酵液混和及对流）等。

4、新型啤酒发酵设备的优缺点。

答：圆筒体锥底立式发酵罐（简称锥形罐）的优点在于能缩短发酵时间,而且具有生产上的灵活性，适合于生产各种类型啤酒的要求。

朝日罐的优点：可加速啤酒的成熟。

发酵时罐的装量达96％，提高设备利用率，减少了排除酵母时发酵液的损失。

缺点：动力消耗大。

5、CIP在位清洗。