生物工程设备考试知识点必看

生物工程设备

第一章绪论

●生物工程设备(bioengineering equipment)：就是生物工程类工

厂或实验室为生物反应提供最基本也是最主要的能够满足特定生物反应工艺过程的专门技术装备或设施。即为生命体完成一定反应过程所提供的特定环境。

●生物工程设备是现代生物技术的基本原理与工程学原理相交叉的

应用性学科，是将生物技术成果产业化的桥梁。

●吕文虎克发明显微镜、柯赫建立了微生物分离纯化和纯培养技术、

弗莱明发现了青霉素，并确认青霉素对伤口感染更有疗效

●通风搅拌发酵技术的建立标志着实现了真正意义的生物工程设

备；

代表：青霉素

●对通气搅拌生物反应器进行了改造，发展了气升式反应器，设备

向着大型化、自动化发展

●20世纪70年代基因重组技术诞生；

代表产物是胰岛素

第二章原料处理及灭菌设备

●目前常用的处理方法有：筛选法、比重法、浮选法、磁选法

●预处理包括：筛选去杂、磁力除铁、精选分级、原料粉碎

●筛分机械原理：根据颗粒的几何形状及其粒度，利用带有孔眼的

筛面对物料进行分选的机器，具有去杂、分级两个功能

●网目：以每英寸长度内的筛孔数表示，称为网目数，简称网目，

以M表示

●振动筛：发酵工厂应用最为广泛，带有风力除尘功能的筛选设备，

多用于清除物料中小或者轻的杂质。

●滚筒筛分类有 1.并列式：颗粒直径分布均匀；2,串联式：小颗粒

含量较多的；3.同轴式：大颗粒含量不多的物料

●重力分选原理：干重重力分选、湿重重力分选

●湿重重力分选利用不同密度的颗粒在水中受到的浮力及下降阻力

的差异进行分选的。

●典型重力分选机械粒状原料密度去石机采用干法重力分选块根原

料除石机该设备通常采用湿法重力分选

●精选设备常用的有滚筒式精选机、碟片式精选机、螺旋球度精选

机

●螺旋球度精选机从长颗粒中分离出球形颗粒

●粉碎的理论模型（a）体积粉碎模型（b）表面粉碎模型（c）均一

粉碎模型

●粉碎：粉碎是固体物料尺寸由大变小的过程，是利用机械力来克

服固体物料内部凝聚力使之破碎成符合要求的小颗粒的单元操作。

●实际粉碎过程中受到两个因素的影响：原料性质和粉碎设备结构

与操作系数

●锤式粉碎机主要作用于脆性物料，两个关键部件锤刀，筛面●辊式粉碎机（啤酒厂粉碎麦芽和大米）利用两辊筒相对转动把物

料压碎。应用于破碎粘性和湿性物料，常用的有两辊、四辊、五辊、六辊

●固体物料的输送各种类型的输送机和气力输送装置

流体物料的输送各种类型的泵和空气压缩机、风机

●带式输送机构造：输送带、驱动滚筒、张紧滚筒、张紧装置、装

料斗、卸料装置、托辊及机架组成

●斗式提升机是将低处的物料输送到高处，分为倾斜斗式提升机、

垂直斗式提升机，从牵引构件分为带式和链式两种

●螺旋式输送机

优点：结构简单、紧凑、横截面尺寸小；工作可靠；制造成本低；密封性好；输送方向是可逆的；在物料输送中可以同时进行混合、搅拌等工艺操作。缺点：输送过程中物料易粉碎。输送机零部件磨损较重，动力消耗大。输送长度较小（小于40m）。对超载敏感，需要均匀进料。

●气流输送输送原理：又称风力输送。借助空气在密闭管道高速流

动，物料在气流中被悬浮输送到目的地

●液体物料输送设备及特点

1.离心泵依靠高速旋转叶轮对被泵送液料的动力作用，把能量连续传递给料液，实现连续地液体输送

2.往复泵往复泵的流量由活塞截面积、活塞冲程及活塞往复次数所决定，与系统所需压头没有关系

3.隔膜泵粘稠的液体，要求有润滑性

4.螺杆泵特点：效率高、无振动和噪音；粘稠性的液体

5.齿轮泵特点为流量较小，但压头较高。常用来输送黏稠性液体和作为板框压滤机的加料泵

6.漩涡泵旋涡泵的结构和作用原理与离心泵相类似。

叶轮以高速旋转时，由于离心力的作用，叶片凹槽内的液体以很高的速度甩向流道，由于流道截面较宽，液体流速减慢，一部分动能就转变成静压能而被压入管道

●气蚀现象：当叶轮入口处的压力低于或等于输送温度下液体的饱

和蒸气压时，液体将在该处气化而产生气泡，同时原来在液体中的溶解气体也会解吸出来而使泡沫增加，气泡随液体从低压区流向高压区；气泡在高压作用下迅速凝结或破裂，周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，产生极大的冲击压力，使叶轮表面呈海绵状、鱼鳞状破坏。此现象叫做离心泵的气蚀现象

产生原因：吸液池压力（Pa）、叶轮入口附近最低压力（Pk）

压差（Pa- Pk ）、压差大泵的吸入能力大;、Pk＜Pt

汽蚀危害：产生噪音、泵过流部件点蚀、泵的性能下降

●气缚：离心泵启动时，若泵壳内存有空气，由于空气的密度很低，

旋转后产生的离心力小，因而在叶轮中心处产生的低压不足以将

贮槽内的液体吸入泵内，虽启动离心泵但不能输送液体。这种离心泵无自吸能力的现象叫气缚。

培养基灭菌及灭菌设备（重点）

●微生物对热的抵抗力叫做热阻

●致死温度：杀死微生物的极限温度称为致死温度

●热力致死时间：在特定条件、特定温度下，杀死某种微生物所需

的最短时间

●对数残留定律对微生物进行湿热灭菌时，培养基中的微生物受热

死亡的速率与残存的微生物数量成正比，这就是对数残留定律

表达式：- dN/dτ= ΚκN

N ——培养基中活的微生物个数；

τ——灭菌时间（s）;

Κ——比死亡速率（s-1） (死亡速率常数)

dN/dτ——微生物的瞬间变化率，即死亡速率

●死亡速率常数κ是微生物耐热性的一种特征，它随微生物种类和

灭菌温度而异。相同温度下，κ值越小，则此微生物越耐热

●影响培养基灭菌的主要因素：

1、微生物热阻

2、pH 微生物在pH6.0～8.0范围内耐热性最大

3、菌的浓度细菌浓度越高，所需灭菌时间越长

4、培养基成分油脂、糖类及一定浓度的蛋白质会增加微生物耐热性

5、泡沫泡沫中的空气形成隔热层，使热量难以渗透进去杀死其中潜