生物工厂概论复习题

⽣物⼯⼚概论复习题
⽣物⼯⼚设计概论
绪论
1.课程的⽬的：培养学⽣具备⼯⼚⼯艺设计的能⼒，结合毕业实习和毕业设计，完成⼯程师的综合性基本训练。

2.总(整)体设计：凡是设计范围涉及到整个⼯业企业的，称总体设计。

——发酵⼯⼚的总体设计有总平⾯、⼯艺、供排⽔、供电、供汽、⼟⽊建筑等设计以及有关⼚址选择、⽣产检测与控制仪表、环境保护、⽣产组织与劳动定员、技术经济与概算等内容。

3.局部设计：凡是设计的范围不涉及整个⼯业企业的全部内容，⽽只是其中的某些部分，甚
⾄于某⼀个部分或某⼀个设备，称局部设计。

——新建⼚的设计⼀般属于总体设计，扩建⼚的设计⼀般属于局部设计者居多。

4.⽣产⼯艺设计的主要依据
(1)可⾏性研究报告以及设计计划任务书。

(2)项⽬⼯程师或项⽬总负责⼈下达的设计⼯作提纲和总⼯程师作出的技术决定。

(3)如采⽤新原料品种、新技术和新设备时，必须在技术上有切实把握并且依据了正式的试验
研究报告和技术鉴定书，经设计单位领导核准后⽅可作为设计依据。

5.内容和深度：按初步设计阶段和施⼯图设计阶段有不同的内容和深度
第⼀章基本建设程序
1. 基本建设程序的内容
(1)．建设前期阶段
⼯作内容包括：项⽬申报阶段、初步设计阶段
⼯作程序为：(了解)
⼀个⼯程项⽬从社会发展、⼯业布局、市场需求和地区、⾏业发展规划—→项⽬申请报告—→上报审批、备案—→初步设计、总概算⼯作—→初步设计图纸、⽂件、总概算—→上报审批(批准后，才能进⼊第⼆阶段建设期⼯作。

)
(2)．建设期阶段
(3)．交付使⽤期的⼯作程序
2.项⽬申请报告的任务
项⽬申请报告是设计⼯作的前奏，其任务是向国家、省、市有关主管部门直接申请⼯程项⽬，以期批准⽴项，进⾏⼚址选择调研⼯作及可⾏性研究⼯作。

对于⼤、中型⼯程项⽬国家有严格的管理规定，需要按程序报国家有关部门批准。

对于⼩型⼯程项⽬，项⽬建议书由主管部门批准，可按明确的设计⽅案，直接进⾏施⼯图设计，使设计程序得以简化。

3.可⾏性研究的任务和意义
可⾏性研究，是按照批准的项⽬建议书，由上级主管部门组织，也可委托咨询或设计单位进⾏。

任务是根据三级经济规划(包括国家、地区与⾏业的)要求，或根据市场经济的要求，对拟建(扩、改建)⼯程项⽬的技术性、经济性和⼯程实施性，进⾏全⾯调查、预测、分析和论证，作出是否合理可⾏的科学评价，最后，写出可⾏性研究报告，为对项⽬作出决策提供可靠依据。

如若批准⽴项，可⾏性研究报告中确定的设计⽅案与设计原则及其附属的基础资料，应当作为编制设计任务书的主要依据。

4.设计任务书是⼀个指令性⽂件，是确定基本建设项⽬，编制设计⽂件的主要依据。

设计任务书是在可⾏性研究的基础上编写的。

5.设计阶段的划分，⼀般按⼯程规模的⼤⼩、⼯程的重要性、技术的复杂性、设计条件的成
熟程度以及设计⽔平的⾼低，总的可以分为三阶段设计、两阶段设计和⼀阶段设计三种情况。

三阶段设计：初步设计→技术设计→施⼯图设计。

对于新⽽复杂、规模特⼤或缺乏该种设计经
验的⼤、中型⼯程，经主管部门指定的才按三阶段进⾏设计。

两阶段设计：扩⼤初步设计(也简称初步设计)→施⼯图设计。

我国⽬前⼤多数改建、扩建和新建⼯程，都采⽤两阶段设计。

⼀阶段设计：施⼯图设计。

⼀般为⼩⼚的新建或⼩规模的改、扩建⼯程。

6.初步设计是基本建设前期⼯作的组成部分，是实施⼯程建设的基本依据。

7.初步设计的依据是批准的设计任务书及其附件可⾏性研究报告，以及可靠的设计基础资
料。

8.初步设计的⽬的是保证⼯程项⽬投产后，收到预期的经济效益。

9.初步设计的成果是设计说明书与设计图纸。

第六节施⼯图设计阶段(以下⽼师上课没说考)
⼀、施⼯图设计的内容
Q B J S34-2005轻⼯业建设项⽬施⼯图设计编制内容深度规定
1．设计⽂件——施⼯说明书内容：
(1)如果对初步设计的某些内容必须进⾏修改时，应详细说明修改的理由和原因。

但有些主要
内容如⽣产规模、产品⽅案、⼯艺流程、主要设备、建筑⾯积和标准、定员等等，须报请原来审批初步设计的机关批准后才能据以修改。

(2)设备安装和验收标准及其注意事项。

(3)管道安装和验收标准及其注意事项。

2．设计图纸
施⼯图阶段的图纸包括：
(1)⽣产⼯艺系统详图；
(2)⽣产设备布置安装图、管路布置安装图，⽐例都采⽤1:50，1:25；有些细部详图可采⽤
1:10、1:5、1:2等⽐例，以便于施⼯安装和制造；
(3)⾮标准设备制造和安装图，按机械制图标准绘制；
(4)设备和电动机明细表，施⼯、安装、现场制作件材料汇总表；
(5)其他为了设备订货和安装的补充说明和图纸。

第⼆章⼚址选择与⼯⼚平⾯设计
1.⼚址选择的重要性(了解)
⼚址选择正确与否，不仅关系到建⼚过程中能否以最省的投资费⽤，按质按量按期完成⼯⼚设计中所提出的各项指标，⽽且对投产后的长期⽣产、技术管理和发展远景，都有着很⼤的影响，并同国家地区的⼯业布局和城市规划有着密切的关系。

2.⼚址选择的原则
⼚址选择包括建⼚地区和⼯⼚场地位置的选择
建⼚地区：就是对所建⼚在某地区内的⽅位(即地理坐标)及其所处的⾃然环境状况，进⾏勘测调查、对⽐分析。

场地选择：就是对所建⼚在某地点处的⾯积⼤⼩、场地外形及其潜藏的技术经济性，进⾏周密的调查、预测、对⽐分析，作为确定⼚址的依据。

3.⼚址选择的总原则：
(1)⼚址选择，⾸先应符合国家的⽅针政策，符合所在地区、城市规划，符合⼯业布局。

(2)充分利⽤各地有利条件，避免和克服不利条件；三废少，污染⼩；节约⽤地。

(3)企业接近原料、能源产地和产品消费区，消除不合理运输；总体经济效益好。

4.⼀般原则：⾃然条件；技术经济条件及所在⾏业的特点。

5.⼚址⽅案⽐较两种⽅法（记住名）：统计学法、⽅案⽐较法
统计学法：就是把⼚址的诸项条件(⾃然条件和技术经济条件)当作影响因素，把要⽐较的⼚址编号，然后对每⼀⼚号⼚址的每⼀个影响因素，逐⼀⽐较其优缺点，并打上等级分值，最后把诸因素⽐较的等级分值进⾏统计，得出最佳⼚号的选择结论。

这种⽐较⽅法，把诸影响因素看成独⽴变量，逐⼀⽐较，⼯作⼗分细致，但很繁琐。

只有借助计算机技术处理数
据，⽅可推⼴使⽤。

⽅案⽐较法（概念记住）：就是以⼚址⾃然条件为基础，以技术经济条件为主体，列出其中若⼲条件作为主要影响因素，形成⼚址⽅案。

然后对每⼀⽅案的优缺点进⾏⽐较，最后结合以往的选择⼚址经验，得出最佳⼚号的选择结论。

这种⽅案⽐较法的理论依据是：主要影响因素起主导作⽤和设计⽅法同实践经验相结合的原则，因⽽得出的结论较为可靠，做法上避免了繁琐⽽⼴为采⽤。

6.⼯⼚总体布置的平⾯设计的任务：将⼯⼚的所有建筑物，构筑物和其它⼯程设施，合理的
布置在所选择⼚址的界区内。

深度：⼚址选择前，初步规划；⼚址确定后，详细设计；施⼯设计阶段，确定准确位置及标⾼。

7.总平⾯设计的基本内容包括：平⾯布置设计、竖向设计、运输设计、管线综合布置、绿化
布置五项内容。

8.总平⾯设计的主要依据：审批的设计任务书、⼚址选择报告、⼚址总平⾯布置⽅案草图及
⽣产⼯艺流程简图。

基本要求：（判断题）
(1)必须符合⽣产流程的要求。

原料、半成品、成品的⽣产作业线应顺直、短捷，避免作业线
的交叉和返回。

因此，建、构筑物⼚房布置既要分区划⽚，还要结合⼚址地形合理选择标⾼，顺应等⾼线布置。

如果地形坡度较⼤时，应采⽤阶梯式布置，以减少平整场地⼟⽯⽅量和缩短车间之间距离。

(2)应当将占地⾯积较⼤的⽣产主⼚房布置在⼚区的中⼼地带，以便其他部门为其配合服务。

在地形地质受限制的条件下，应采取施⼯措施加以解决，既不能勉强追求⽅正，⼜不能迁就施⼯简便，以免留有后患，长期影响⽣产经营。

⼯⼚⼤门及⽣活区应与⽣产主⼚房相适应，便于⼯⼈上下班。

(3)应充分考虑地区主风向的影响，合理布置各建、构筑⼚房及⼚区位置。

发酵⼯⼚菌种各
异，应防⽌环境染菌。

⼚内⽣产区总有废⽓、废⽔排出，为了确保⽣活区、⾏管区的环境卫⽣，⽣产区应处在⽣活区的下风向，⽽卫⽣要求⾼的车间应处在上风向。

(4)应将⼈流、货流通道分开，避免交叉。

⼯⼚⼤门⾄少应设置两个以上，包括正门(职⼯出
⼊)、侧门(产品、材料出⼊)、后门(指原料、燃料、废料进出)等。

同时，合理设计⼚内运输系统(包括仓库、堆场等)，保证良好的运输条件和效益。

(5)应遵从城市规划的要求。

⾯向城市交通⼲道⽅向作⼯⼚的正⾯布置。

正⾯的⼯⼚建筑物应
直线性布置，与城市建筑群保持协调，以利市容美观整齐。

(6)必须符合国家有关规范和规定。

如《⼯业企业设计卫⽣标准》、《建筑设计防⽕规范》、
《⼚矿道路设计规范》、《⼯业企业采暖通风和空⽓调节设计规范》、《⼯业锅炉房设计规范》、《⼯业“三废”排放试⾏标准规定》、《⼯业与民⽤通⽤设备电⼒装备设计规范》等，以及⼚址所在地区的发展规划。

保证⼯业企业协作条件。

9.⼯⼚组成：⽣产车间、辅助车间、动⼒车间、⾏管部门、职⼯宿舍。

10.⼚区划分为⼚前区、⽣产区、⼚后区及左右两侧区
11．主⽣产车间建筑物的布置位置
(1)是全⼚布置的关键,布置在中⼼地带。

(2)地势平坦，地耐⼒超过(1.5～2)×105N/m2；
(3)应正⾯朝阳或偏南向布置。

或能与地区主风向成60°～90°的⽅位⾓布置；
(4)平⾯外形多是长条形，外表⾯平直整齐。

(5)⽣产车间位置应直通⽣活区和⼚⼤门。

(6)当城市建设规划有要求时，将主要⽣产车间设计成⾼层建筑或沿街道直线布置。

总平⾯布置和运输设计的有关参数
1、总平⾯布置的有关参数(⽼师上课复习的时候没说考)
(1)建筑物间距X
当a <3m 时，则要求：
当a >3m 时，则要求
式中
H ，H 1，a ——甲建筑物的肩⾼，顶⾼，肩宽
h ——⼄建筑物的肩⾼
2．⼚房建筑物正⾯与全年(或夏季)主风向的夹⾓，以60～90°为宜，即“迎风位置”布置。

⽬的
改善通风条件
3．建筑系数K l 与场地系数K 2
4．坐标⽹
(1)地理测量坐标⽹——X 、Y 坐标系
此坐标规定南北向增减以横坐标X 表⽰，东西向以Y 表⽰。

在X 、Y 坐标轴上作间距为50m 或100m 的⽅格⽹上，标定⼚址和⼚房建筑物的地理位置。

这是国家地理测量局规定的坐标系，全国各地都必须执⾏。

(2)建筑施⼯坐标⽹——A 、B 坐标系
由于⼚区和⼚房的⽅位不⼀定都是正南正北向，即与地理测量坐标⽹不是平⾏的(即有⼀个⽅
位⾓θ)。

为了施⼯现场放线的⽅便和减少每⼀点地形位置标记坐标时的繁琐计算，总平⾯
设计时，常常采⽤⼚区、⼚房之间⽅位⼀致的建筑施⼯坐标⽹。

规定横坐标以A 表⽰，纵坐
标以B 表⽰。

也作间距50m 或100m 的⽅格⽹，⽤来标定⼚区、⼚房的建筑施⼯位置。

12. ⼏项竖向布置参数（判断）
(1)建、构筑物的标⾼应于计算洪⽔⽔位0.5m 以上。

锅炉房应位于全⼚最低处，以利于回收凝
结⽔，但也应⾄少⾼出最⾼洪⽔位0.5m 以上。

(2)综合管线埋设深度⼀般要在冻⼟层以下，以免遇到极冷时刻被冻裂。

(3)散⽔坡的坡度应⼤于3％，保证⾬⽔顺利排除，但是也不能⼤于6％，以免产⽣冲刷现象。

(4)⼚区⾃然地形坡度⼤于4％，车间之间⾼差达1.5～4.O m ，多采⽤阶梯竖向布置。

第三章⼯艺流程设计
1. ⼯艺流程设计的主要任务：其⼀是确定由原料到成品的各个⽣产过程及顺序，说明⽣产过
程中物料和能量变化及流向，采⽤的⽣物反应或化⼯过程及设备。

其⼆是绘制⼯艺流程
图。

2. 选择⽣产⽅法的主要依据：(1)原料来源、种类和性质(2)产品的质量和规格(3)⽣产规模(4)技
术⽔平(5)建⼚地区的⾃然环境(6)经济合理性
3. ⼯艺流程的设计原则(了解)
(1)保证产品质量符合国家标准或外销质量要求。

(2)采⽤成熟、先进的技术和设备，努⼒实现⾼效低耗。

(3)环境友好、资源利⽤充分、可持续发展。

(4)确保⼈⾝和设备的安全。

(5) 尽量采⽤机械化和⾃动化，实现稳产、⾼产。

4. ⼯艺流程设计经历三个阶段：(1)⽣产⼯艺流程⽰意图；(2)⽣产⼯艺流程草图；(3)⽣产⼯艺
流程图。

⼀、⽣产⼯艺流程⽰意图(⽼师上课复习的时候没说考)
⽣产⼯艺流程⽰意图在物料衡算前进⾏，作⽤是：定性地表明原料变成产品的路线和顺序，以及采⽤的单元操作、操作⽅式及设备。

(⼀)⼯艺流程草图的制图要求
⼯艺流程草图是由物料流程、图例、设备⼀览表以及必要的⽂字说明所组成，⼀般是初步设计阶段的草图。

(1)应表⽰出⼚房各层楼⾯的标⾼。

(2)画出设备⽰意图，设备的尺⼨⼤⼩应适当相称且⼤致形似，并标明其流程号。

(3)画出设备的物料及⽔、汽、真空、压缩空⽓、冷冻剂等管线和流动⽅向，以及管线上的主要阀门及管路附件如过滤器、疏⽔器等。

(4)画出必要的计量器具和控制仪表。

(5)必要的⽂字注释，如半成品、副产品的去向等。

(6)附注图例，并按国家规定画出图签、图框。

制图⽐例⼤致按1:100进⾏绘制，如设备过⼩或过⼤时则可采⽤1:50或1:200。

第四章⼯艺计算
1. 物料衡算的原理：质量守恒定律
物料衡算：根据质量守恒定律，引⼊系统或设备的物料质量G m ，等于输出系统或设备的物料（常为产物）的质量G p 和物料损失量G w 之和，即：G m ＝G p ＋G w
此法则，既适于单元操作过程，也适于整个⽣产过程；既可进⾏总物料衡算，也可对混合
物中某⼀组分作部分物料衡算。

(⼆)物料衡算的⽅法和步骤(⽼师上课复习的时候没说考)
1．弄清题意和计算的⽬的要求——充分了解物料衡算的⽬的要求，决定计算⽅法。

2．绘出物料衡算流程⽰意图——使⽤框图和线条图表⽰系统。

把主要物料和辅助物料都在图上标清楚，并尽可能标出各物料的流量、组成、温度和压⼒等参数。

3．写出⽣物反应⽅程式——根据⼯艺过程发⽣的⽣物反应，写出主反应和副反应的⽅程式。

对复杂的反应过程，可写出反应过程通式和反应物组成。

副反应很多，可把所占⽐重很⼩
的副反应略去。

对那些产⽣有毒物质或明显影响产品质量的副反应，其量虽⼩，但不能忽略。

4．收集设计基础数据和有关物化常数
需收集的数据资料包括：⽣产规模，年⽣产天数，原料、辅料和产品的规格、组成及质量等。

常⽤的物化常数可在相应的化⼯、⽣化设计⼿册中查到。

5．确定⼯艺指标及消耗定额等
设计所⽤的⼯艺指标、原材料消耗定额及其他经验数据，可根据所⽤的⽣产⽅法、⼯艺流程和设备，对照同类型⽣产⼯⼚的实绩⽔平来确定，这必须是先进⽽⼜可⾏的，它是衡量企业
设计⽔平⾼低的标志。

2. 选定计算基准
(1)以单位时间产品量或单位时间原料量作为计算基准。

这类基准适⽤于连续操作过程及设备的计算。

(2)以单位重量、单位体积或单位摩尔数的产品或原料为计算基准。

(3)以加⼊设备的⼀批物料量为计算基准。

3. 热量衡算的意义
(1) 计算⽣产过程能耗定额指标。

(2)热量衡算的数据是设备选型、确定台数的依据。

(3)热量衡算是组织和管理、⽣产、经济核算和最优化的基础。

4. 热量恒算式
—输⼊的热量总和(kJ)—输出的热量总和(kJ)—损失的热量总和（kJ) 第五章设备的设计与选型 Q Q Q =+∑∑∑⼊出损Q ∑⼊Q ∑出Q ∑损1. 设备选型的依据
(1)由⼯艺计算确定的成品量、物料量、耗汽量、耗⽔量、耗风量、耗冷量等。

(2)⼯艺操作的最适外部条件(温度、压⼒、真空度等)。

(3)设备的构造类型和性能。

2. 间歇操作设备⽣产能⼒数量和容积的设计计算
(1)间歇操作设备⽣产能⼒的确定
⽣产能⼒的表⽰⽅法，⼀般为t ／(罐·批)或m 3／(罐·批)。

例如3000t ／a 味精⼚选容积为
100t 的发酵罐，其⽣产能⼒为：
100×70％×15％×48％×80％×112％(1-1％)
＝4.47[t ／(罐·批)]
式中100——发酵罐容积(t ) 15％——发酵初糖浓度70％——填充系数
48％——发酵转化率80％——提取率112％——精制收率1％——染菌率
(2)间歇操作所需设备数量的确定（重点）
式
中 N ——
设备的操作台数(不含备⽤)
Z ——⼯段的⽣产能⼒，以每昼夜加⼯原料和半成品的吨数表⽰
τ——设备的每⼀个操作周期(h )
G ——设备操作有效量(t )
r ——⼀昼夜内设备操作的⼩时数
V 0——昼夜内被加⼯的原料、半成品的容量(m 3)
V a ——⼀台设备的容量(m 3)
——设备的填充系数，此值为经验值，主要考虑物料的泡沫性质和将来可能增加的容量余
地。

(3)设备容积的计算式中V ——设备的总容积(m 3)
V a ——24h 内加⼯的成品或半成品的容积()
r ——操作周期，包括预备时间、操作和清洗等辅助操作时间(h )
——设备的填充系数，装有搅拌和冷却装置的或产⽣泡沫多的物料应取0.6～0.8，酒精发酵
罐等取0.8～0.85，汽液分离器取0.7等
(4)设备主要尺⼨的计算
发酵⼯⼚的设备多为容器型设备。

不同的设备，⾼径⽐有很⼤差别。

锥形底制作容易，排料⼲
净，间歇操作采⽤较多。

通常根据已知容量V 以及⾼径⽐、封头⾼度，列出数学⽅程求出各部尺⼨。

直径计算出来后，应将其值圆整到接近的公称直径系数。

然后校核总容量是否可满⾜⼯艺计算
的容量要求。

如偏差太⼤，还要作相应调整，直到符合要求。

直径确定后，可根据关系求出其他尺⼨。

3. 管道的画法：
i 线型规定：⼯艺物料管道⽤粗实线绘制，辅助管道⽤中实线绘制，仪表管则⽤细虚线或细实
线绘制。

ⅱ交叉与转弯：绘制管道时，应尽量注意避免穿过设备或使管道交叉，不能避免时，应将横向
的管道断开⼀段。

管道要尽量画成⽔平或垂直，不⽤斜线。

若斜线不可避免时，应使只画
出⼀⼩段，以保持图⾯整齐。

图上管道转弯处，⼀般应画成直⾓⽽不是圆孤形.
ⅲ放⽓⼝、排液管及液封管：管道上的取样⼝、放⽓⼝、排液管、液封管等应全部画出。

放⽓
⼝应画在管道的上边，排液管则绘于管道下侧，U 型液封管尽可能按实际⽐例长度表⽰。

i v来向和去向：本流程图与其他流程图连接的物料管道应引⾄近图框处。

与其他主项连接者，
在管道端部画⼀个由细线构成的空⼼箭⼼。

箭头框中写明来向或去向的设备图号，上⽅则注明物料来向或去向的设备位号。

习惯来向集中在图纸左侧，去向集中在图纸右侧。

⽣物⼯程设备
第四章液-固分离设备
1.过滤介质分类：①织物介质：②堆积介质③多孔固体介质④多孔膜
过滤介质起着⽀撑滤饼的作⽤，并能让滤液通过，对其基本要求是具有⾜够的机械强度和尽可能⼩的流动阻⼒，同时，还应具有相应的耐腐蚀性和耐热性。

2.分离因⼦
离⼼设备的⼀个重要技术指标是其
⼒的⽐值，称为分离因数。

分离因数
是衡量离⼼程度的参数，⽤Z表⽰
Z越⼤，
式中，r为离⼼半径，即从旋转轴
N为离⼼机的转数(s-1)。

ω为旋转⾓速度（r a d/s）
3. 板框过滤机结构组成:（简答）
(1)机架：机架是压滤机的基础部件，两端是⽌推板和压紧板，两侧的⼤梁将⼆者连接起来，⼤梁⽤以⽀撑滤板，滤框和压紧板。

(2)压紧机构：板框的压紧⽅式有⼿动压紧、机械压紧、液压压紧三种。

(3)过滤机构：由滤板、滤框、滤布组成
4. 明流过滤：每个滤板的下⽅出液孔上装有⽔咀，滤液直观地从⽔咀⾥流出。

5.
暗流过滤：每个滤板的下⽅设有出液通道孔，若⼲块滤板出液孔连成⼀个出液通道，由⽌推板下⽅出液孔相连接的管道排出。

6.间歇操作——过滤、洗涤、卸渣、整理、装合
7．板框过滤机主要优缺点
构造简单，过滤⾯积⼤⽽占地省，过滤压⼒⾼（可达1.5MPa左右），便于⽤耐腐蚀性材料制造，便于洗涤。

它的缺点是装卸、清洗劳动强度较⼤。

8. 型号：（主要记数字表⽰的意思，出判断）
例如：XAMZG160/1250-30u型压滤机。

X 是厢式压滤机（B是板框式压滤机）；
A 是指的滤液流出⽅式是暗流的（M既是明流）；
Z 是⾃动（S是⼿动，Y是液压），G是隔膜滤板；
160 既是过滤⾯积160平⽅⽶；
1250 是指的滤板的外型尺⼨是1250×1250；
30 滤板的厚度，
U 塑料 X 橡胶铸铁省略
9. 选⽤：
悬浮液的特性（黏度、含固量、处理量、流速等）、
处理要求、材质、明流或暗流、压紧⽅式等
⽆菌过滤：不锈钢、暗流（还有易挥发）
浓度：⾼的选厚框
尽量选⾃动压紧
滤布：料液pH值，固体粒径等因素选⽤合适的滤布材质和孔径以保证低的过滤成本和⾼的过滤效率，使⽤时，要保证滤布平整不打折10.
真空⿎式过滤机由转⿎、液槽、抽真空装置和喷⽓喷⽔装置组成。

核⼼部件是转⿎和分布装置。

11. 真空⿎式过滤机的四个⼯作区：(1)滤饼形成区，(2)洗涤吸⼲区，(3)吹松脱落区，(4)再⽣区
12. 真空转⿎式过滤机的主要优缺点：
优点：连续操作，易实现⾃动，对处理量⼤⽽容易过滤的料浆特别适宜。

缺点：转筒体积庞⼤⽽过滤⾯积相形之下嫌⼩；⽤真空吸液，过滤推动⼒不⼤，悬浮液中黏度
不能⾼，颗粒尺⼨不能太⼩；辅助设备多，能耗⼤。

13. ⽣产能⼒：（判断）
⾸先取决于转筒的⾯积（国产GP 型固式过滤机过滤⾯积由1、2、5、20m2四种）；
对于特定的过滤机，提⾼转速和浸⼊⾓度均可提⾼其⽣产能⼒。

但浸⼊⾓度过⼤会引起其它操作的⾯积减⼩，甚⾄难以操作；若转速过⼤，则每⼀周期中的过
滤时间很短，使滤饼太薄，难于卸渣，且功率消耗也很⼤。

合适的转速需要通过实验来确定。

14. 离⼼分离设备的分类
按作⽤原理分类
过滤式:（分离机）：转⿎壁上有孔并装滤布（三⾜式）液-固分离
沉降式:（澄清机）：转⿎壁上⽆孔⽆滤布，碟⽚式、管式液-液分离
按离⼼分离因素分类
常速离⼼机，分离因素f ⼩于3000
中速离⼼机，分离因素f 3000-50000
⾼速离⼼机，分离因素f ⼤于50000
超⾼速离⼼机，分离因素f ⼤于20万；
15.管式离⼼机和碟⽚式离⼼机相⽐的优缺点：
(1)管式离⼼机
优点：转速可达2×104r /m i n ,离⼼⼒较⼤，设备简单，分离效率⾼，操作稳定；缺点：沉降⾯积⼩，处理能⼒低(可达10m 3/h ) (2)碟⽚式离⼼机
优点：沉降⾯积⼤（碟⽚），提⾼处理能⼒(最⼤300m 3/h )；
缺点：转速较管式离⼼机低，约1×104r /m i n ,结构复杂
16. 管式离⼼机转⿎的直径⼩⽽长度较长。

其特点：
●结构简单，运转可靠；（D 40～150m m ，H /D 4～8）
●转速⾼；⼀般在10000转/分以上
●分理效果好；离⼼分离因数可达15000～65000
缺点：处理能⼒低
17.管式离⼼机型号标记(数字表⽰的重点记住) 管式离⼼机（G ）
18. 碟⽚式离⼼机
●结构复杂，价格昂贵；
●转速较管式离⼼机低；4000～12000r /m i n
●分理效果较好；离⼼分离因数3000～13000
●沉降⾯积⼤；可达10000～200000m 2，⽣产能⼒可达100m 3/h 。

19. 离⼼分离设备的放⼤
(1)以等效时间放⼤
等效时间：依据离⼼⼒和离⼼时间的乘积来估计离⼼分离的难易程度。

f ：分离因数f 愈⼤，t 愈短澄清⽤（Q ）；分离⽤（F ）材料：N －不锈钢；碳钢不
标记
改型设计：A －第⼀
次设计
转⿎内经（mm ）
t f t g r t e ?=?=02ω
(2)以⼏何特征参数放⼤
对于管式离⼼机，其⼏何特征参数
20．板式、框式、卷式、中空纤维膜过滤器相⽐各⾃的特点
（1）板式膜过滤器
类似于板筐过滤机
为减少浓差极化，滤板的表⾯为凹凸型，以形成湍流
（2）管式膜过滤器
类似于列管式换热⽓，管⼦为膜的⽀撑体
特点：
优点：结构简单，适应性强，清洗，安装⽅便，单根管⼦可以更换，耐⾼压，⽆死⾓，适于处理⾼黏度和固体含量⾼的料液。

缺点：压降⼤，单位体积所含过滤⾯积⼩。

（3）中空纤维式膜分离器
内经 0.5～1.4mm 外经 1.1～2.3mm
内压式和外压式操作
特点：单位体积膜⾯积⼤，操作压⼒低（<0.3MPa）单根损坏，需更换整个膜件，易堵塞，需预处理(4)螺旋卷式膜分离器
主要元件：螺旋卷膜
特点：
优点：膜⾯积⼤，湍流状况好，换膜容易，适于反渗透；
缺点：流体阻⼒⼤，清洗困难
第五章萃取设备
1. 单级萃取
缺点：效率低
解决办法:
加⼤萃取剂量，使产品浓度降低，萃取剂回收，处理⼯作量加⼤。

采⽤多级萃取。

2、多级错流萃取
多级逆流接触萃取
3. 萃取设备的选择（判断、选择）
选择原则：
（1）稳定性及停留时间
稳定性差—停留时间尽可能短—离⼼萃取器；
伴有较慢的化学反应时—停留时间长—混合-澄清槽。

（2）所需理论级数
需理论级数少（2~3级）—各种萃取设备；
需理论级数4~5级—转盘塔和振动筛板塔；
需理论级更多—离⼼萃取器或多级混合-澄清槽。

（3）物系的分散与凝聚特性
物系易乳化，不易分相—离⼼萃取器；
物系界⾯张⼒较⼩，或两相密度差较⼤—重⼒流动式。

（4）⽣产能⼒
⽣产处理量⼩—填料塔；
⽣产处理量⼤—筛板塔，转盘塔，混合-澄清槽等。

（5）防腐蚀要求
具有腐蚀性—结构简单的填料塔；
（6）建筑物场地要求
空间⾼度有限—混合-澄清槽；
占地⾯积有限—塔式萃取设备。

4. 混合-澄清槽的优缺点：
优点
①处理量⼤，级效率⾼；
②结构简单，容易放⼤和操作；
③两相流量⽐范围⼤，运转稳定可靠，易于开、停⼯；
对物系的适应性好，对含有少量悬浮固体的物料也能处理；
④易实现多级连续操作，便于调节级数。

不需⾼⼤的⼚房和
复杂的辅助设备。

缺点
①占地⼤，溶剂储量⼤。

②需要动⼒搅拌和级间物流输送设备，设备费和操作费较⾼。

5.塔式萃取设备
（1）喷洒塔（喷淋塔）
特点：⽆塔内件，阻⼒⼩，结构简单，投资少易维护。

但两相很难均匀分布，轴向反混严重，理论级数不超过1~2级，传质系数⼩。

（2）填料萃取塔
特点：填料萃取塔结构简单，造价低廉，操作⽅便，级效率较低，在⼯艺要求的理论级⼩于3，处理量较⼩时可考虑采⽤。

（3）转盘萃取塔
特点：结构简单，造价低廉，维修⽅便，操作弹性和通量较⼤，应⽤较⼴。

6. 离⼼萃取器
优点：处理量⼤，效率较⾼，提供较多理论级，结构紧凑，占地⾯积⼩，应⽤⼴泛。

缺点：能耗⼤，结构复杂，设备及维修费⽤⾼。

应⽤：适⽤于要求接触时间短，物流滞留量低，易乳化，难分相的物系。

7. 混合塔式和混合澄清槽各有什么特点？（综合上⾯的优缺点回答即可）
8.
第六章层析设备和离⼦交换设备
1. 层析柱装置：
（1）进样系统，（⼀般为恒压泵）（2）层析柱（3）收集器（4）检测系统
2.离⼦交换概述
结构型式：罐式、塔式、槽式
操作⽅式：间歇式与连续式；
两相接触⽅式：固定床、移动床、流化床
2. 固定床吸附和流化床吸附相⽐其优缺点（参照分离⼯程中）
固定床吸附特点：
优点：近似平推流，反混⼩，柱效率⾼
缺点：⽆法处理含固体的料液，会堵塞床层，造成压⼒降增⼤，最终操作⽆法进⾏。

因此，原料需预处理
流化床吸附
主要优点是压降⼩，可处理⾼粘度或含固体微粒的粗料液。

不需特殊的吸附剂，操作简便。

较容易进⾏连续化操作；
流化床的缺点是床内固相和液相的返混剧烈，特别是⾼径⽐较⼩的流化床，利⽤效率远低于固定床和膨胀床。

3.会画穿透曲线的图（分离⼯程中有涉及到）。