生物制药设备试卷

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一、填空题（每空1分，共20分）

1、生物反应器按操作方式分可分为间歇式、半连续式及连续式三种类型。

2、常用的灭菌方法有化学药剂灭菌、干热灭菌、湿热灭菌、射线灭菌及过滤除菌。

3、发酵罐管道连接方式有螺纹连接、焊接、法兰连接及承插连接。

4、纤维介质截获颗粒的机理包括惯性撞击截留作用、拦截截留作用、布朗扩散截留作

用以及重力沉降作用、静电吸附作用。

5、过滤介质按孔隙大小分两类，一类是孔隙小于微生物的绝对过滤介质；另一类是孔隙大于微生物的深层过滤介质。

6、常用的气-液分离设备有旋风分离器及丝网除雾器，前者的分离原理是利用离心力进行分

离，后者的分离原理是利用惯性拦截原理进行分离。

二、名词解释（每小题2分，共10分）

1、返混：反应器中停留时间不同的料液之间的混和。

2、公称体积：罐的筒身（圆柱）体积和底封头体积之和。

3、相对热阻：相同条件下，两种微生物热死时间的比值。

4、灌注式操作：是指细胞接种后进行培养，一方面新鲜培养基不断加入反应器，一方面又将反应液连续不断地取出，但细胞留在反应器内，使细胞处于一种不断的营养状态。

5、全挡板条件：指在搅拌罐中增加挡板时，搅拌功率不再增加，而漩涡基本消失。

三、不定项选择题（每题2分，共20分）

1、下列属于染菌引起的危害有（ABCD ）

A、底物损耗

B、培养液pH异常

C、产物分解

D、产物提取困难

2、压缩空气预处理时，取气口应（ABCD ）

A、放在较高的位置

B、远离发酵罐尾气的放风口

C、远离循环水的冷却塔

D、远离锅炉烟道气排出口

3、液相主体中若混合良好则（ B ）

A、内扩散可忽略不计

B、外扩散可忽略不计

C、内、外扩散均可忽略不计

D、内、外扩散均不可忽略不计

4、空气过滤器设计时应取K多大时的流速以保证空气过滤器有良好的除菌效率（ B ）

A、最高

B、最低

C、中等

D、无所谓

5、抗生素发酵生产中染菌最主要的原因是（ D ）

A、培养基灭菌不彻底

B、种子带菌

C、接种子罐压跌零

D、设备穿孔与渗漏

6、空气冷却至露点以上的流程适合于下列何种地区（AC ）

A、北方及内陆较干燥的地区

B、沿海地区的夏季

C、沿海的冬季

D、中等湿含量的地区

7、下列哪些符合涡轮式空压机的特点（BD ）

A、气流不稳

B、占地小

C、含油量高

D、噪音大

8、下列哪些符合涡轮式搅拌器的特点（AD ）

A、结构简单

B、作用范围大

C、气体分散能力弱

D、功耗较大

9、下列反应器中可用于底物抑制反应的有（AC ）

A、CSTR

B、填充床

C、流化床

D、PFR

10、下列反应器中可采用间歇操作方式的有（ACD ）

A、搅拌罐

B、填充床

C、流化床

D、鼓泡塔

三、问答题（共30分）

1、固定化酶反应器有哪些型式？酶反应器选型要考虑哪些因素？（8分）

答：固定化酶反应器的主要型式有：搅拌罐、填充床、流化床、膜式酶反应器、鼓泡塔（任意写出4种即可，每种1分）。

酶反应器选型要考虑的因素有：固定化酶的形状、底物的物理性质、酶反应动力学特性、酶的稳定性、操作要求及反应器成本（任意写出4条即可，每条1分）。

2、下图为一条连续灭菌的流程图，请指出该灭菌流程有哪些缺陷，若要你对该流程进行改进，请说明你会采用何种设备来进行改进并说明理由。（8分）

答：缺陷：1、加热塔体积较大，噪音大（1分），建议改为喷射式加热器（1分），喷射式加热器体积小，噪音小，运行稳定（1分）；2、维持罐直径大，不能保证先进先出，存在返混，因此培养基受热不均造成局部过热或灭菌不足，影响灭菌质量（1分），建议改用维持管（1分），原因是维持管返混小；

3、喷淋管道长，对粘度大、固体颗粒物多的培养基易堵塞，热能利用不够经济（1分），建议改为真空闪急蒸发器（1分），真空闪急蒸发器结构简单，占地面积小，噪音小，运行稳定（1分）。

3、用于发酵罐的阀门主要有哪些，并指出其适用于何种场合。（7分）

答：1、截止阀：适用于蒸汽、压缩空气和物料管道中；

2、闸门阀：适用于空气除菌系统的空气总管道及大口径蒸汽总管道；

3、针形阀：用于取样、接种和补料口的管道上；

4、橡皮隔膜阀：适用于发酵罐冷却水进、回管，冷冻水的进、回管，接种补料系统；

5、止逆阀：只允许液流向一个方向流动的管道；

6、安全阀：主要用于锅炉、压力容器管道上，控制压力不超过规定值；

7、电磁阀：需精确调节系统中介质的方向、流量、速度和其他的参数的管道上。

以上每条各1分

4、请问：下图是何种生物制药设备，请写出其名称，并指出下图中1-6号数字分别表示该设备何种部件，并说明该部件有何作用。（7分）

答：该设备为通用式发酵罐（写出发酵罐即可得1分）。图中：1为轴封，作用：纺织染菌与泄露。（1分）2为人孔，作用：人进入发酵罐的孔道。（1分）

3为搅拌器，作用：利于传质传热与溶氧。（1分）

4为通气管，作用：引入无菌空气。（1分）

5为蛇管，作用：传热。（1分）

6为传动装置，作用：变速。（1分）