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.渗透：渗透是水分子经半透膜扩散的现象。它由高水分子区域（即低浓度溶液）渗入低水分子区域（即高浓度溶液），直到细胞内外浓度平衡（等张）为止。水分子会经由扩散方式通过细胞膜，这样的现象，称为渗透。

5.离子交换法：应用合成的离子交换剂作为吸附剂，将溶液中的物质，依靠库仑力吸附在交换剂上，然后用合适的洗脱剂将吸附物质从交换剂上洗脱下来，达到分离、浓缩、提纯的目的。

6.湿热灭菌：指用饱和水蒸气、沸水或流通蒸汽进行灭菌的方法，以高温高压水蒸气为介质，由于蒸汽潜热大，穿透力强，容易使蛋白质变性或凝固，最终导致微生物的死亡。

7.双水相萃取：一些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后可以形成两相，并且在两相中水分均占很大比例，即形成双水相系统。

8.超临界流体：温度和压力均在本身的临界点以上的高密度流体，具有和液体同样的凝聚力、溶解力。

9.体积传质系数：是决定反应器结构的最相关的参数，它是质量传递的比速率，是指在单位浓度差下，单位时间、单位界面面积所吸收的气体。

1.空气过滤除菌、除水和除油雾的原因

保持过滤器有较高的过滤效率，维持一定的气流速度和不受油水的干扰，满足工业生产的需要。否则：①导致传热系数降低，给空气冷却带来困难；②如果油雾的冷却分离不干净，带入过滤器会堵塞过滤介质的纤维空隙，增大空气压力损失；③粘附在纤维表面，可能成为微生物微粒穿透滤层的途径，降低过滤效率，严重时还会浸润介质而破坏过滤效果。

2.生物反应器挡板作用及全挡板条件

作用：防止页面中央形成漩涡流动，增强湍动和溶氧传质。全挡板条件是达到消除液面漩涡的最低条件，在一定的转速下，增加罐内附件而保持轴功率不变。此条件与挡板数Z、挡板宽度W（mm）与罐内径D之比有关，要求（W/D）Z=0.5

3.湿法粉碎的优点

①消除了粉尘危害，改善了劳动环境，降低了原料消耗；

②粉碎过程中，淀粉已开始吸水膨胀，提高了蒸煮效果；

③粉碎后经预热，提高了蒸汽的利用率；④机器零件的磨损减少，节省了设备维修费用。

4.实现空气增湿和减湿的方法:

增湿方法：①往空气中直接通入蒸汽；②喷水；③空气混合增湿。

减湿方法：①喷淋低于该空气露点温度的冷水；②使用热交换器把空气冷却至其露点以下；③空气经压缩后冷却至初温，使空气减湿；④用吸收或吸附法除掉水气，使空气减湿；⑤通入干燥空气。

5.机械搅拌通用式搅拌器，结构简图，作用

①将通入培养液的空气分散成细小的气泡，防止小气泡的聚集，从而增大气液相的接触面积；②搅拌作用使培养液产生涡流，延长气泡在液体中的停留时间；③搅拌造成液体的湍动，减小气泡外滞留液膜的厚度，从而减小传递过程的阻力；④搅拌作用使培养液中的成分均匀分布，使细胞均匀地悬浮在培养液中，有利于营养物质的吸收和代谢物的分散。

6.体积传质系数（kLa）

定义：是决定反应器结构的最相关的参数，它是质量传递的比速率，是指在单位浓度差下，单位时间、单位界面面积所吸收的气体。它取决于系统物理特性和流体动力学。

影响（kLa）因素：

①操作条件：搅拌和通气量（并非越大越好）；

②液体性质：密度、黏度（↑kLa↓）、表面张力、扩散系数；

③其他因素：表面活性剂、离子浓度、细胞浓度（↑kLa ↓）

7.固体物料粉碎受力

挤压粉碎、冲击粉碎、磨碎、劈碎、剪碎。8.氧从气相到微生物细胞内部的传递可分为七个步骤：

①从气泡中的气相扩散通过气膜到气液界面；②通过气液界面；③从气液界面扩散通过气泡的液膜到液相主流；④液相溶解氧的传递；⑤从液相主流扩散通过包围细胞的液膜到达细胞表面；⑥氧通过细胞壁；⑦微生物细胞内氧的传递。

9.气力输送系统的组成设备：

进料装置：吸嘴、旋转加料器；

物料分离装置：旋风分离器、重力式分离器；

空气除尘装置：离心式除尘器、袋式除尘器。

10.提高干燥速率措施：提高热空气进干燥器的温度和降低其湿度，提高热空气通过物料的流速，改变热空气与物料的接触方式，减少物料颗粒直径，加速表面水分蒸发，加大蒸发表面积。

常用干燥设备：直接：表面干燥、气流干燥、喷雾干燥、振动干燥、沸腾造粒干燥等；间接：真空干燥、冷冻干燥、辐射干燥等；介电加热干燥：高频干燥、微波干燥等

11.工业上酒精发酵罐的要求

①及时移走热量；②有利于发酵液排出；③便于设备清洗、维修；④有利于回收二氧化碳。