生物工程设备计算题
生工设备复习题答案
生工设备复习题答案一、选择题1. 生物工程设备中，用于细胞培养的设备是：A. 离心机B. 搅拌槽C. 生物反应器D. 色谱柱答案：C2. 下列哪项不是生物工程设备的基本要求？A. 无菌操作B. 高精度控制C. 低成本D. 高通量答案：C3. 在生物反应器中，通常使用哪种方式来提供氧气？A. 直接注入B. 通过空气过滤系统C. 化学氧化D. 紫外线照射答案：B二、填空题1. 生物反应器的_______是其设计和操作中的关键因素之一。
答案：温度控制2. 细胞培养过程中，_______是维持细胞生长和代谢所必需的。
答案：营养物质3. 在生物工程设备中，_______是用来测量细胞密度和生物量的重要工具。
答案：光学密度计（OD计）三、简答题1. 简述生物反应器在生物工程中的作用。
答案：生物反应器在生物工程中扮演着核心角色，它提供了一个受控的环境，用于细胞或微生物的培养。
在这个环境中，可以精确控制温度、pH值、溶解氧、营养物质供应等关键参数，以优化生物过程，提高生产效率和产品质量。
2. 描述生物工程设备中常用的无菌操作技术。
答案：常用的无菌操作技术包括：使用无菌操作台进行细胞培养，通过高压蒸汽灭菌对设备和耗材进行消毒，使用过滤系统去除空气中的微生物，以及操作人员穿戴无菌服装和手套，以减少污染的风险。
四、计算题1. 如果一个生物反应器的体积为100升，初始溶氧浓度为95%，经过一段时间培养后，溶氧浓度降至75%，求溶氧量的变化量。
答案：初始溶氧量 = 100升 * 95% = 95升。
最终溶氧量 = 100升* 75% = 75升。
溶氧量的变化量 = 95升 - 75升 = 20升。
五、论述题1. 论述生物工程设备在现代生物技术产业中的应用及其重要性。
答案：生物工程设备在现代生物技术产业中扮演着至关重要的角色。
它们不仅提高了生产效率，降低了成本，还使得生物过程更加可控和可重复。
例如，在制药行业，生物反应器用于生产重组蛋白和疫苗；在食品工业，它们用于生产酶和益生菌；在环境工程中，用于废水处理和生物质能源的生产。
生工设备复习（2011.5.25）
⽣⼯设备复习（2011.5.25）湖北⼯业⼤学⽣物⼯程设备习题(2011.5)⼀.单项选择题:1. 空⽓过滤系统中旋风分离器的作⽤是______________。
A.分离油雾和⽔滴B.分离全部杂菌C.分离⼆氧化碳D.分离部分杂菌2. ⽆论是种⼦罐或发酵罐，当培养基尚未进罐前对罐进⾏预先灭菌，我们称为空罐灭菌，此时对灭菌温度和灭菌时间的要求是____________________，只有这样才既合理经济，⼜能杀灭设备中各死⾓残存的杂菌或芽孢。
A.⾼温瞬时(133℃，15秒钟)B.同实罐灭菌⼀样(115℃，8-15分钟)C.⾼温长时(121℃，30分钟)D.间歇灭菌(100℃，30分钟，连灭三次)3. 机械轴封的动环的硬度⽐静环_______。
动环的材料可⽤___________，静环最常⽤的材料是___________。
A.⼤，碳化钨钢，铸铁B.⼤，碳化钨钢，聚四氟⼄烯C.⼩，聚四氟⼄烯，不锈钢；D.⼩，聚四氟⼄烯，碳化钨钢。
4. 空⽓过滤系统中空⽓加热器的作⽤是______________。
A.对空⽓加热灭菌B.升⾼空⽓温度，以降低空⽓的相对湿度C.对空⽓加热，蒸发除去空⽓中的部分⽔份D.升⾼空⽓温度，杀灭不耐热的杂菌5. 机械搅拌发酵罐中最下⾯⼀档搅拌器离罐底距离⼀般____A______搅拌器直径的⾼度，最上⾯⼀个搅拌器要在液层以下0.5⽶(⼤罐)。
A.⼩于⼀个B.⼤于⼀个⼩于两个C.等于⼀个D.等于两个6. 安装在空⽓压缩机前的过滤器主要作⽤是______________。
A.将空⽓过滤为⽆菌空⽓B.过滤分离空⽓中的油雾C.过滤分离空⽓中的⽔滴D.减轻总空⽓过滤器的过滤负荷7. 为了减轻空⽓过滤系统的负荷空⽓压缩机最好选⽤_________空⽓压缩机。
A.往复式B.离⼼式C.⾼压D.⽆油润滑8. 培养基连续灭菌流程中选⽤管道维持器，应该使培养基在管道的流速达到______，才能保证先进先出。
生化工程习题
生化工程习题一、判断正误1、间歇培养微生物的减速生长期，微生物的比生长速率小于零。
（×）2、反混指不同物料间有混合的现象。
（×）3、PFR反应器中，沿轴向的反应速度是常数。
（×）4、单级连续培养中，如果调整成D（稀释速率）>μ（比生长速率），最终将发生“冲出”现象。
（√）5、一定温度下，微生物营养细胞的均相热死灭动力学符合化学反应的一级反应动力学。
（√）6、限制性底物指微生物的碳源。
（×）7、单级恒化器连续培养某种酵母达一稳态后，流出液中菌体浓度是培养时间的函数。
（×）8、CSTR反应器中物料的返混程度最小。
（×）9、微生物的比生长速率是指单位时间内菌体的增量。
（×）10、间歇培养好氧微生物时，菌体的对数生长期到来时，菌体的摄氧率大幅度增加。
（√）11亚硫酸盐氧化法可以用于测量真实发酵液的Kla。
（×）12、活塞流反应器中，沿径向的反应速度是常数。
（√）13、返混是指不同停留时间物料之间的混合。
（√）14、任何微生物培养过程的YATP均等于10g/mol左右。
（×）15、连续培养反应器中物料的平均停留时间和稀释速率互为倒数。
（√）16、间歇培养好氧微生物时，菌体耗氧速率是常数。
（×）17、对培养基进行热灭菌必须以霉菌的孢子为杀灭对象。
（×）18、在一定温度下，各种不同微生物的比热死亡速率常数值相等。
（×）19、在有细胞回流的单级恒化器中，总的出口处菌体浓度与恒化器中的菌体浓度完全相等。
（×）20、动态法测量Kla不能用于有菌体繁殖的发酵液。
（×）21、连续反应器中物料的平均停留时间用F/V来计算。
（×）22、在活塞流反应器中进行恒温热灭菌，沿物料流动方向菌体热死灭速率逐渐下降。
（√）23、单级恒化器的稀释速率可以任意调整大小。
（×）24、微生物营养细胞易于受热死灭，其比热死亡速率常数K值很高。
生物工程设备期末复习
⽣物⼯程设备期末复习13级⽣物⼯程设备期末总复习提纲2013级⽣物⼯程游琳娜第⼆章1.空⽓除菌有⼏种⽅法？1)热杀菌:可⽤蒸汽或电来加热空⽓，以达到杀菌的⽬的；利⽤空⽓被压缩时所产⽣的热量对空⽓进⾏加热保温杀菌，在⽣产上具有重要意义。
2)辐射杀菌：α射线、X射线、β射线、γ射线、紫外线、超声波等从理论上讲都能起到杀菌作⽤。
但紫外线杀菌效率低，时间长。
⼀般要结合甲醛蒸汽或苯酚喷雾来保证⽆菌室的⾼度⽆菌。
3)静电杀菌：利⽤静电引⼒吸附带电粒⼦以达到除菌除尘⽬的。
4)介质过滤除菌法：采⽤定期灭菌的⼲燥介质来阻截流过空⽓所含的微⽣物，从⽽获得⽆菌空⽓。
2.请具体说明介质过滤除菌的机理（空⽓介质相对过滤除菌基本原理）。
微粒随空⽓流动通过过滤层时，滤层纤维所形成的⽹格阻碍⽓流的前进，使⽓流⽆数次改变运动速度和运动⽅向⽽绕过纤维前进，这些改变引起微粒对过滤层纤维产⽣惯性冲击、重⼒沉降、拦截、布朗扩散、静电吸附等作⽤把微粒滞留在纤维表⾯。
1)惯性冲击滞留作⽤机理：（⽓流速度较⼤时）由于微粒直冲到纤维表⾯，因摩擦粘附，微粒就滞留在纤维表⾯上，这称为惯性冲击滞留作⽤。
2)拦截滞留作⽤机理：（⽓流速度较⼩时）在滞流区的微粒慢慢靠近和接触纤维⽽被粘附滞留。
这就是拦截捕集作⽤。
3)布朗扩散作⽤机理在很慢的⽓流速度和较⼩的纤维间隙中，布朗扩散作⽤⼤⼤增加了微粒与纤维的接触机会，从⽽被捕集。
（直径很⼩的微粒在很慢的⽓流中能产⽣⼀种不规则的运动，称为布朗运动）4)重⼒沉降作⽤机理当微粒所受的重⼒⼤于⽓流对它的拖带⼒时，微粒就发⽣沉降现象（⼤颗粒⽐⼩颗粒作⽤显著）。
微粒的沉降作⽤提⾼了拦截捕集作⽤。
5)静电吸附作⽤机理⼲空⽓对某些⾮导体的物质——如纤维和树脂处理过的纤维，作相对运动摩擦时，会产⽣静电现象。
悬浮在空⽓中的微⽣物⼤多带有不同的电荷。
这些带电荷的微粒会被带相反电荷的介质所吸附。
第三章1.⾃吸式发酵罐⾃吸式发酵罐概念：⾃吸式发酵罐是⼀种不需另⾏通⼊压缩空⽓，⽽依靠特殊的吸⽓装置⾃⾏吸⼊⽆菌空⽓并同时完成液体和⽓体的混合对流实现溶氧传质的发酵罐。
生物分离工程试题及答案
生物分离工程试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 生物分离工程中常用的离心分离技术不包括以下哪一项？A. 差速离心B. 密度梯度离心C. 过滤离心D. 沉降离心答案：C2. 在生物分离过程中，以下哪种方法不适用于细胞破碎？A. 高压均质机B. 超声波C. 酶解法D. 渗透压调节答案：D3. 以下哪种物质不适合作为色谱分离的固定相？A. 硅胶B. 离子交换树脂C. 活性炭D. 聚丙烯酰胺凝胶答案：C4. 在蛋白质的盐析过程中，通常使用的盐类是？A. 高浓度的氯化钠B. 高浓度的硫酸铵C. 低浓度的氯化钠D. 低浓度的硫酸铵答案：B5. 以下哪种方法不是蛋白质纯化中常用的层析技术？A. 凝胶渗透层析B. 离子交换层析C. 亲和层析D. 电泳答案：D6. 以下哪种设备不适用于大规模生物分子的分离？A. 超滤膜B. 离心机C. 色谱柱D. 微孔滤膜答案：D7. 在蛋白质的提取过程中，通常使用的缓冲液pH值范围是？A. 4-5B. 6-8C. 8-10D. 10-12答案：B8. 以下哪种物质不是生物分离过程中常用的稳定剂？A. 甘油B. 蔗糖C. 氯化钠D. 柠檬酸钠答案：C9. 在生物分离工程中，以下哪种方法不适用于蛋白质的定量分析？A. 紫外-可见光谱法B. 比色法C. 高效液相色谱法D. 电泳答案：D10. 以下哪种设备在生物分离过程中不常用于浓缩和纯化？A. 蒸发器B. 冷冻干燥机C. 超滤膜D. 蒸馏塔答案：D二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 生物分离工程中常用的过滤技术包括以下哪些？A. 微滤B. 超滤C. 纳滤D. 反渗透答案：A、B、C2. 以下哪些因素会影响蛋白质的沉淀？A. 温度B. pH值C. 离子强度D. 蛋白质浓度答案：A、B、C、D3. 在生物分离工程中，以下哪些是影响色谱分离效果的因素？A. 固定相的性质B. 流动相的流速C. 温度D. 样品的浓度答案：A、B、C4. 以下哪些是生物分离过程中常用的浓缩技术？A. 蒸发B. 冷冻干燥C. 超滤D. 离心答案：A、B、C5. 以下哪些是生物分离工程中常用的检测方法？A. 紫外-可见光谱法B. 比色法C. 高效液相色谱法D. 电泳答案：A、B、C、D三、简答题（每题10分，共30分）1. 简述生物分离工程中常用的沉淀技术有哪些？答：生物分离工程中常用的沉淀技术包括盐析法、有机溶剂沉淀法、等电点沉淀法和变性沉淀法。
最新生物反应工程考试试卷标准答案
生物反应工程考试试卷标准答案一、名词解释(10分)流加式操作：先将一定量基质加入反应器内，在适宜条件下将微生物菌种接入反应器中，反应开始，反应过程中将特定的限制性基质按照一定要求加入反应器内，以控制限制性基质浓度保持一定，当反应终止时取出反应物料的操作方式。
能量生长偶联型：当有大量合成菌体材料存在时，微生物生长取决于ATP 的供能，这种生长就是能量生长偶联型。
返混：不同停留时间的物料的混合，称为返混。
搅拌器轴功率：搅拌器输入搅拌液体的功率是指搅拌器以既定的转速回转时，用以克服介质的阻力所需用的功率，简称轴功率。
它不包括机械传动的摩擦所消耗的功率，因此它不是电动机的轴功率。
酶的固定化技术：是指将水溶性酶分子通过一定的方式如静电吸附、共价键等与载体结合，制成固相酶的技术。
二、请列出下列物理量的数学表达式 (10分)停留时间：fV =τ 呼吸商：22/O CO Q Q RQ = 稀释率：VF D =Da 准数： mmN r Da =转化率：00S S S t-=χ 三、判断题(10分)1、单罐连续培养稳态下，D=μ。
( √ )2、流加培养达到拟稳态时，D=μ。
( √ )3、单罐连续培养，在洗出稀释率下，稳态时罐内底物浓度为零。
( ⨯ )4、Da 准数是决定固定化酶外扩散效率的唯一参数，Da 准数越大，外扩散效率越高。
( ⨯ ) 5．酶经固定化后，稳定性增加，活性增大。
( ⨯ )四、图形题（15分）图1为酶促反应1/r ~1/S 曲线，指出曲线Ⅰ、Ⅱ中哪条代表竞争性抑制，哪条代表无抑制情况。
图2为流体的流变学曲线，试说出每条曲线所代表的流体类型。
图1 图2图3为连续培养的数学模型，请在图中标出临界稀释率D crit 和最大生产强度下的稀释率D m 。
图4为微生物生长模型，请图示说明如何判断限制性基质？图3 4S crit 如图所示。
若S<S crit ，此基质为限制性基质ⅠⅡ1/rSXDX五、简答题 （25分）1、莫诺方程与米氏方程的区别是什么？答：莫诺方程与米氏方程的区别如下表所示。
生物工程设备期末复习题
生物工程设备期末复习题一、填空题：1．某机械搅拌发酵罐内发酵液中的溶氧浓度为0.035mol/m3，此罐压下饱和溶氧浓度为0.315 mol/m3，此罐的k L a值为1000h-1，根据传质理论，计算此类发酵罐的供氧能力为280mol (O2)/(m3∙h)。
2．某酒精工厂，每发酵罐的进料量为22t/h，每3h装满一罐，糖化醪密度为1100Kg/m3，装料系数为0.8，计算此发酵罐的全体积为75m3。
3．啤酒发酵罐中发酵液的对流主要是依靠其中CO2的作用，另外冷却操作时啤酒温度的变化也会引起罐的内容物的对流循环。
4．CIP清洗系统是Clean In Place的简称，即内部清洗系统（在位清洗），进行大罐清洗工作的关键设备是喷射洗涤装置。
5．悬浮培养适用于非贴壁依赖型细胞，贴壁培养适用于贴壁依赖型细胞。
除此之外还有一种固定化（包埋）培养对两类细胞都适用。
6．酒精厂以玉米粮食为原料的生产中需要粗选机、除铁器等设备对原料进行预处理。
7．啤酒厂生产麦芽汁多采用四器组合，四器为糊化锅、糖化锅、过滤槽、麦汁煮沸锅。
糊化锅的作用是加热煮沸辅助原料和部分麦芽粉醪液，使淀粉液化和糊化。
8．管式离心机转鼓直径小，转速高，一般为15000r/min，分离因数大，可达50000，因此分离强度高，可用于液-液分离和微粒较小的悬浮液的澄清。
10．膜分离过程的实质是小分子物质透过膜，而大分子物质或固体粒子被阻挡。
11．液-液萃取设备应包括3个部分：混合设备、分离设备、溶剂回收设备。
12．蒸发器主要由热交换器、蒸发室两部分组成。
13．结晶设备应有搅拌装置，使结晶颗粒保持悬浮于溶液中，并同溶液有一个相对运动，以成薄晶体外部境界膜的厚度，提高溶质质点的扩散速度，加速晶体长大。
14．沸腾造粒干燥过程中，影响产品颗粒大小的因素有停留时间、摩擦作用、干燥温度。
15．在用蒸汽加热灭菌时，要保证管道彻底灭菌，管路配置应能彻底排除冷凝水，故管路应有一定的斜度和装设排污阀门。
生物分离工程计算
三、问答题1、什么是生物技术下游加工过程？从发酵液或酶反应液或动植物细胞培养液中提取、分离、纯化、富集生物产品的过程。
2、针对分离对象而言，生物分离过程有何特点（1）发酵液或培养液是产物浓度很低的水溶液：发酵液中生物产品的浓度很低，而杂质含量却很高，如发酵液 (0.1-10g/L) 或培养液(5-50mg/L)，青霉素（4.2%）、庆大霉素（0.2%）、干扰素（<50ug/ml，0.005%）胰岛素0.002%。
这使分离所需能量以及产品价格大大提高。
（2）培养液是多组分的混合物：培养液是一个复杂的多相体系，含有菌体、未消耗尽的固体培养基等固体成分和大量的液相；未消耗完的培养基成分，包括各种无机盐和有机物；除所需产物外，还含有其他副产物以及色素等杂质，有些杂质的性质与产物很接近。
很难通过单一手段将产物分离和纯化。
（3）生化产品的稳定性差：许多发酵产品具有生理活性，很容易变性失活，如原料液中常存在降解目标产物的蛋白酶、菌体也可能自溶、容易被杂菌污染：遇热、极端pH 值、有机溶剂会引起失活或分解，特别是蛋白质的生物活性与一些辅因子、金属离子的存在和分子的空间构型有关。
甚至剪切力也会影响空间构型和使分子降解，对蛋白质的活性有很大影响，因此，分离过程中的pH值、温度和搅拌等条件必须特别注意。
发酵液放罐后，应及时快速操作，要求采用快速的分离纯化方法除去影响目标产物稳定性的杂质。
（4）对最终产品的质量要求高：对产物的要求：保持生物产物的活性、纯度要求高，当生物技术产品是食品或药物时，要求无污染物、无对映体、无病毒、无热原、无致敏原等。
3、生物分离工程的一般步骤是什么？各步骤中的单元操作主要有哪些？一般包含四个步骤，如图所示。
预处理中有加热、调pH、絮凝等单元操作；细胞分离中有沉降、离心、过滤、错流过滤等操作步骤；细胞破碎中有均质化、研磨、溶胞等单元操作；细胞碎片分离中有离心、萃取、过滤、错流过滤等单元操作；初步纯化中有沉淀、吸附、萃取、超滤等单元操作；高度纯化中有层析、离子交换、亲和、疏水、吸附、电泳等单元操作；成品加工中有无菌过滤、超滤、冷冻干燥、喷雾干燥、结晶等单元操作。
生物工程题库
⽣物⼯程题库选择题1、对于⽓升环流式反应器：AA．导流筒区的混合较还隙区好和溶氧较还隙区差B．导流筒区的混合较还隙区差和溶氧较还隙区好C．导流筒区的混合和溶氧均较还隙区好D．导流筒区的混合和溶氧均较还隙区差2、在设计啤酒发酵罐时，当发酵罐的⼯作压⼒为2kg/cm2时，则设计压⼒为BA. 2 kg/cm2B．2.2 kg/cm2C. 2.5 kg/cm2D．3 kg/cm23、同样容积的啤酒发酵罐造价最便宜的是BA.锥形罐B.联合罐C.朝⽇罐D.塔式罐4、在塔式啤酒连续发酵中，酵母⽣长主要在AA.底部稳定区域B．不稳定区C.搅动区D．静⽌区5、圆筒锥底啤酒发酵罐中发酵液的对流主要依靠：DA.搅拌B.空⽓C.温度变化D. CO26、与啤酒发酵醪进⾏热交换时，圆筒锥底啤酒发酵罐的夹套内不宜采⽤的冷媒是：CA.⼄⼆醇B.⼄醇C.冷冻⽔D.氨7、下列反应器形式中，不适⽤于植物细胞培养的是：CA．机械搅拌式反应器B．⽓升式反应器C．微载体反应器D．中空纤维细胞培养反应器8、下列动物细胞反应器中，即可培养悬浮⽣长细胞，⼜可培养贴壁依赖性细胞CD．通⽓搅拌式反应器E．⽓升式反应器F．中空纤维细胞培养反应器D．微载体反应器9、还不能实现在线检测的参数是：DA.发酵尾⽓中的氧⽓B.发酵尾⽓中的⼆氧化碳C.发酵液中的氧D.发酵液中的细胞浓度10、下列关于滤饼⽐阻叙述正确的是：CA.加⼊助滤剂易使细⼩的胶体粒⼦“架桥”长⼤，形成⼤孔径的滤饼层，从⽽使滤饼⽐阻降低B. 加⼊絮凝剂，降低了滤饼层的可压缩性，使弯曲因⼦变⼩，从⽽使滤饼⽐阻降低C. 滤饼⽐阻与单位⾯积滤饼层上⽑细孔数⽬成反⽐。
D．滤饼⽐阻与滤饼层⽑细孔直径成反⽐11、下列关于过滤速率叙述不正确的是：DA. 过滤速率与过滤压差成正⽐B. 过滤速率与过滤⾯积成正⽐C. 过滤速率与滤液黏度成反⽐D. 过滤速率与滤饼⽐阻⼒成反⽐12、反映离⼼机分离的重要指标是：CA.转速B.转⿎直径C.离⼼分离因数D.操作体积13、当⼀台离⼼机转速达到10000rpm时DA .可⽤于⼤肠杆菌发酵液的澄清B. 不可⽤于⼤肠杆菌发酵液的澄清C. 可⽤于⼤肠杆菌发酵液的浓缩D. 不确定14、BMY型压滤机表⽰该设备是CA. 明流、液压厢式压滤机B. 暗流、液压厢式压滤机C. 明流、液压板框压滤机D. 暗流、液压板框压滤机15、将发酵液加⽔后，降低了发酵液中固形物的浓度及其发酵液的黏度，从⽽使发酵液的过滤速度DA. 提⾼B. 降低C. 相等D. 不确定16、对于黏度⼤、固含物⾼的料液，适合采⽤下列哪种形式的膜分离设备BA.板式膜过滤器B.管式膜过滤器C.中空纤维式膜分离器D.螺旋卷式膜分离器17、萃取浓度⾼的萃取⽅式是CA. 单级萃取B. 多级错流萃取C. 多级逆流萃取D. 先错流萃取，后逆流萃取18、下图是⼀台多级离⼼萃取机，正确的叙述是：CA. A是重液出⼝，B是重液⼊⼝，C是轻液⼊⼝，D是轻液出⼝B. A是轻液出⼝，B是轻液⼊⼝，C是重液⼊⼝，D是重液出⼝C. A是重液出⼝，B是轻液⼊⼝，C是重液⼊⼝，D是轻液出⼝D. A是重液⼊⼝，B是轻液出⼝，C是重液出⼝，D是轻液⼊⼝19、下图是⼀台ABE-216⽴式连续离⼼萃取机轻重液流向⽰意图，下列叙述正确的是：AA. A是轻液出⼝，B是重液出⼝，C是重液⼊⼝，D是轻液⼊⼝B. A是重液出⼝，B是轻液出⼝，C是轻液⼊⼝，D是重液⼊⼝C. A是重液出⼝，B是轻液⼊⼝，C是重液⼊⼝，D是轻液出⼝D. A是重液⼊⼝，B是轻液出⼝，C是重液出⼝，D是轻液⼊⼝20、反吸附离⼦交换时，其树脂的饱和度要⽐正吸附BA. ⾼B. 低C. 相等D. 不确定21、下列那个因素会导致升膜式真空蒸发浓缩设备在浓缩过程中产⽣“⼲壁”现象。
生物工程设备复习问答
1-绪论1.什么是工业生物技术？工业生物技术是利用生化反应进行工业品的生产加工技术，是人类模拟生物体系实现自身发展需求的高级自然过程。
以生物催化剂为核心内容的工业生物技术是继医药生物技术、农业生物技术之后，国际生物技术发展的“第三次浪潮”。
2.生物工程设备的作用是什么？利用生物技术手段将原料转化为产品，包含了一系列的生物反应过程、化学反应过程和物理操作过程。
这些反应过程和操作过程具有不同的生产工艺条件，需要在不同的反应设备和操作设备中进行，按照不同的方式进行排列、组合构成不同的生物技术生产流程。
因此，随着生物技术的迅猛发展，离不开生物工程设备的研究、开发；生物工程设备的发展又可以极大地促进生物技术产品的开发和生产。
可以说，生物工程设备在现代生物技术产业中具有十分重要的地位，对生物技术的发展有巨大的促进和推动作用。
3.生物工程设备的发展趋势？①开发符合要求的新型材料；②改进反应器设计，使之在流体力学及几何学等方面更接近生理状态，并根据某种细胞的培养过程或细胞的某种培养方式，开发动植物细胞专用反应器；③将反应器培养技术、现代仪器分析手段和智能专家控制系统进行集成，实现植物组织大规模培养过程的在线优化控制和自动化；④开发出适合不同产物的分离提取且可提高分离提取效率的生物工程设备。
2-生物质原料筛选与分级设备1.机械粉碎的工作原理有哪几种形式？挤压、冲击、研磨、劈碎、剪切2.为何要进行原料预处理？原料预处理的方法有哪些？①杂质会造成机械磨损。
在粉碎过程中使粉碎机的筛板磨损，运转部位磨损毁坏。
②影响反应过程和生产过程。
例如，影响产物的分离，损坏生产设备；蒸馏过程中在蒸馏塔中沉积，阻塞溢流管路。
方法主要包括：分级、除杂、粉碎、清洗。
3.原料粉碎的目的和常用的设备有哪些？在生产中，为了使原料顺利溶解、混合，加速后续的生物反应和化学反应的速度，对于使用固体的生物质原料，需要将其破碎、研磨，使大块物料破碎成小块或粉末物料。
生物医学工程导论考试试题
生物医学工程导论考试试题题一：简答题（20分）1. 什么是生物医学工程？它与医学和工程学的关系是什么？生物医学工程是将工程学原理、技术和方法应用于医学领域，旨在解决医学问题和改善人类健康的学科。
它将工程学的原理与医学科学相结合，既有工程学的创新思维和技术手段，又关注医学的临床需求和人类健康。
2. 生物医学工程的主要研究领域有哪些？请举例说明。
生物医学工程的主要研究领域包括生物传感器技术、生物成像技术、生物材料与组织工程、生物信号处理与分析等。
例如，生物传感器技术研究开发了能够检测生物体内各种生理指标的传感器，如血糖仪和心电图仪。
生物成像技术则专注于利用无创或低创的方式对人体内部进行影像学检测，如X光、MRI和超声等。
生物材料与组织工程致力于开发和应用具有生物相容性和生物活性的材料，用于修复和替代受损组织。
3. 生物医学工程在医学领域有哪些应用？举例说明。
生物医学工程在医学领域有广泛的应用。
例如，医学影像学领域，通过生物医学工程的技术，可以实现对疾病和异常情况的早期检测和诊断。
医疗器械方面，生物医学工程的发展使得手术操作更加精确、安全，例如机器人辅助手术系统。
另外，生物医学工程也在药物研发与传递、疾病治疗和康复工程等方面发挥着重要的作用。
题二：论述题（40分）从机械设计的角度分析生物医学工程中的仿生设计理念，并说明其在医学领域的应用。
生物医学工程中的仿生设计理念是指通过模仿生物体的结构、功能和运动特性，将其应用于机械设计中，以达到更好的医学效果和治疗效果。
仿生设计通过对生物体结构和功能的深入研究，将其转化为工程设计中的解决方案，并结合医学需求进行优化。
在医学领域，仿生设计理念的应用具有广泛的前景和意义。
首先，仿生设计可以解决人工器官和假肢的设计与制造问题。
通过仿生设计，可以模拟人体的器官结构和功能，并将其应用于人工器官的制造，以提高其相容性和功能性。
其次，仿生设计在医学影像学领域有重要的应用。
通过模仿生物体的特性，可以设计出更加高效和准确的医学影像学设备，如高分辨率MRI和超声成像装置。
生物分离工程期末考试题及答案
生物分离工程期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 生物分离工程中，常用的分离方法不包括以下哪一项？A. 离心分离B. 膜分离C. 蒸馏分离D. 沉淀分离2. 在层析技术中，下列哪项不是色谱法的类型？A. 凝胶渗透层析B. 离子交换层析C. 吸附层析D. 蒸馏层析3. 以下哪种物质不适合用于凝胶渗透层析？A. 蛋白质B. 核酸C. 多肽D. 离子4. 膜分离技术中，反渗透膜主要用于分离什么物质？A. 蛋白质B. 核酸C. 离子D. 细胞5. 以下哪种设备不是用于生物分离的？A. 离心机B. 层析柱C. 蒸馏塔D. 超滤装置二、填空题（每空2分，共20分）6. 生物分离工程中，_________是利用不同物质在不同介质中的溶解度差异进行分离。
7. 凝胶渗透层析通常用于分离_________大小不同的分子。
8. 反渗透膜分离技术主要利用的是_________原理。
9. 在离子交换层析中，离子交换柱中的_________可以吸附带电的分子。
10. 超滤技术通常用于分离_________和大分子。
三、简答题（每题10分，共30分）11. 简述离心分离技术的原理及其在生物分离中的应用。
12. 解释什么是超滤技术，并说明其在生物制药中的重要性。
13. 描述离子交换层析的过程，并举例说明其在生物分离中的具体应用。
四、计算题（每题15分，共30分）14. 假设有一个蛋白质溶液，其浓度为2g/L，需要通过超滤装置进行浓缩，超滤装置的截留分子量为10kDa，求浓缩后的蛋白质浓度。
15. 给定一个离子交换层析实验，柱子的体积为100mL，流速为1mL/min，样品体积为5mL，求样品通过柱子所需的时间。
答案：一、选择题1. C2. D3. D4. D5. C二、填空题6. 溶剂萃取7. 分子8. 选择性渗透9. 离子交换树脂10. 小分子三、简答题11. 离心分离技术是利用离心力将混合物中的不同组分按密度分离。
[精华]08生工生物工程装备期中试题
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[精华]08生工生物工程装备期中试题08生工生物工程设备期中试题一、选择题1、目前啤酒厂的糖化锅中利用_______B_____进行搅拌。
A.圆盘平直叶涡轮搅拌器B.螺旋浆式搅拌器C.醪液内二氧化碳的密度梯度D. 二折叶旋桨式搅拌器2、空气过滤系统中旋风分离器的作用是___________A___。
A.分离油雾和水滴 B.分离全部杂菌 C.分离二氧化碳 D.分离部分杂菌3、好气性发酵工厂，在无菌空气进入发酵罐之前_C_____，以确保安全。
A.应该安装截止阀B.应该安装安全阀C.应该安装止回阀D.不应该安任何阀门4、机械轴封的动环的硬度比静环_______。
动环的材料可用___________，静环最常用的材料是___________。
A.大，碳化钨钢，铸铁B.大，碳化钨钢，聚四氟乙烯C.小，聚四氟乙烯，不锈钢;D.小，聚四氟乙烯，碳化钨钢。
5、目前啤酒厂的圆筒锥底发酵罐内采用____________。
A.圆盘平直叶涡轮搅拌器 B.螺旋浆式搅拌器 C.无搅拌器 D.锚式搅拌器6、机械搅拌发酵罐中最下面一档搅拌器离罐底距离一般__________搅拌器直径的高度，最上面一个搅拌器要在液层以下0.5米(大罐)。
A.小于一个B.大于一个小于两个C.等于一个D.等于两个7、自吸式发酵罐的搅拌轴是从罐下方进罐的,因此________轴封。
A.应该用填料函 B.应该用单端面机械 C.应该用双端面机械 D.无需8、培养基连续灭菌流程中选用管道维持器，应该使培养基在管道的流速达到______，才能保证先进先出。
A.过渡流B.层流C.活塞流D.湍流9、把干玉米原料从多处集中送到一处，原则上应选择:( ) A (带式输送机 B (压送式气力输送装置C(斗式提升机 D (吸送式气力输送装置10、压送式气力输送装置的闭风器应装在:( )A (加料口处B (卸料口处C (中间部位D (无论哪里11、直接向空气中喷100 ?蒸汽，此过程对湿空气来说将近似是:( )A (等湿升温B (等温加湿C (加湿升温D (等温等湿12、垂直管中颗粒物料气流输送的流体力学条件是:( ). 气流速度大于悬浮速度 B. 气流速度小于悬浮速度 ,C. 气流速度等于悬浮速度D. 不能确定二、填空题:1、由于大生产中所使用的好气性发酵罐是受压容器，因此封头选用_______封头。
生物分离工程 中期练习题参考答案
生物分离工程中期测试练习题残考答案一、填充题（36分，每空1分）1. 生物产品的分离包括目标产物的提取，浓缩，纯化和成品化。
2. 常用的化学细胞破碎方法有酸碱处理，表面活性剂，有机溶剂，螯合剂（EDTA）和酶溶法；3. 发酵液常用的固液分离方法有离心和过滤等。
4. 离心设备从形式上可分为管式，套筒式，碟片式等型式。
5.膜分离过程中所使用的膜，依据其膜特性（孔径）不同可分为微滤膜，超滤膜，纳滤膜和反渗透膜等。
6. 工业上常用的膜组件有板式，管式，螺旋卷式和中空纤维式。
7. 中空纤维膜组件常用的清洗方式有反洗和循环清洗。
8. 超临界流体的特点是与气体有相似的粘度，与液体有相似的密度；9. 生物分离工程中常用的萃取方式有有机溶剂萃取，双水相萃取，液膜萃取，反胶团萃取，和超临界流体萃取。
10.盐析实验中用于关联溶质溶解度与盐浓度的Cohn方程为lgS＝β－K s I；当保持体系温度、pH值不变，仅改变溶液离子强度进行的盐析操作称为Ks盐析法；当保持离子强度不变，改变温度、pH值进行的盐析操作称为β盐析法。
11. 电渗析是利用分子的荷电性质和分子大小的差别进行分离的膜分离法。
二、讨论题（36分）（参考答案）1. 以硫酸铵为例简述蛋白质盐析沉淀的方法。
（8分）教材p37.低离子强度下的盐溶向蛋白质的纯水溶液中加入电介质后，蛋白质的活度系数降低，蛋白质将吸附盐离子，带电表层使蛋白质分子间产生相互排斥作用，蛋白质分子与水分子间相互作用加强，导致蛋白质的溶解度增大，发生盐溶；高离子强度下的盐析溶液主体中那些与扩散层反离子电荷符号相同的电解质离子将把反离子压入（排斥）到双电层中，使蛋白质表面的双电层厚度降低，静电排斥作用减弱；同时，由于盐的水化作用，特别是中性盐的亲水性大，其将争夺蛋白质水化层中的水分子，使蛋白质表面疏水区脱去水化膜而暴露，增大它们之间的疏水性作用而容易发生凝集，进而沉淀。
2. 何谓等电点沉析法。
（4分）答：蛋白质在pH值为其等电点的溶液中净电荷为零，蛋白质之间静电排斥力最小，溶解度最低。
生物工程设备
⽣物⼯程设备⽣物⼯程设备教学⼤纲⽣物科学与⼯程学院⽣物⼯程教研室编2009年9⽉第三次修改编写说明⽣物⼯程设备是⽣物⼯程专业的专业核⼼课程之⼀，在我系的专业课教学中占有特别重要的地位。
⽣物⼯程设备是专门研究⽣物⼯⼚设备的⼀门学科，是⽣物⼯程专业的专业课，在学过的⽣物⼯艺，化⼯原理，⽣物化学的基础上开设的。
⽣物技术是以基因⼯程为先导，结合发酵⼯程、酶⼯程和⽣化⼯程等技术，构成现代⽣物技术。
⽣物⼯程设备则是⽣物⼯程技术和化学⼯程与设备交叉的结合体。
具体内容包括：⽣化反应器、⽣化反应物料处理及产物分离纯化设备和辅助系统设备的原理和设计及计算。
通过本课程的学习使学⽣能够了解和掌握发酵⼯⼚常⽤的发酵设备、分离提取原理及设备。
并为学习其他⼯艺学奠定基础。
为了规范教学，提⾼我系的⽣物⼯程专业课的教学质量，特编写此⼤纲。
⽣物⼯程设备教学⼤纲，全⾯系统的介绍发酵⼯艺的内容，结合本学科的最新成果组织编写。
本⼤纲的内容有：教学⽬的与要求、教学重点与难点、教学内容、并提供了思考题、教学参考书及课时分配表等。
本⼤纲由李树⽴⽼师编写，教研室集体审定。
⽣物⼯程教研室2009年9⽉课时分配表⽬录理论教学部分：第⼀章概述第⼆章物料处理和输送设备第⼀节固体物料的处理与粉碎设备第⼆节固体物料输送设备第三节液体物料的输送设备第三章空⽓净化除菌设备第⼀节空⽓净化除菌的⽅法与原理第⼆节空⽓过滤除菌设备及计算第四章培养基的制备设备第⼀节糖蜜原料的稀释与澄清第⼆节淀粉质原料的蒸煮糖化设备第三节啤酒⽣产麦芽汁的制备第四节培养基的灭菌第五章通风发酵设备第⼀节机械搅拌通风发酵罐第⼆节⽓升式发酵罐(ALR)第三节⾃吸式发酵罐第四节通风固相发酵设备第五节其他类型的通风发酵反应器简介第六章嫌⽓发酵设备第⼀节酒精发酵设备第⼆节啤酒发酵设备第三节连续发酵第七章植物细胞(组织)和动物细胞培养反应器第⼀节植物细胞(组织)培养反应器第⼆节动物细胞培养反应器第三节微藻培养反应器第⼋章⽣物反应器的⽐拟放⼤第⼀节⽣物反应器的放⼤⽬的及⽅法第⼆节通⽓发酵罐的放⼤设计第九章过滤、离⼼与膜分离设备第⼀节过滤速度的强化第⼆节过滤设备第三节离⼼分离设备第四节膜分离设备第⼗章离⼦交换分离原理及设备第⼀节离⼦交换树脂第⼆节离⼦交换分离原理第三节离⼦交换设备第⼗⼀章蒸发与结晶设备第⼀节常压与真空蒸发设备第⼆节结晶设备第⼗⼆章⼲燥设备第⼀节固体物料⼲燥机理及⽣物⼯业产品⼲燥的特点第⼆节⾮绝热⼲燥设备第三节绝热⼲燥设备第四节冷冻⼲燥及其他⼲燥设备第⼗三章蒸馏设备第⼀节蒸馏分离提纯原理第⼆节酒精蒸馏流程第三节粗馏塔第四节精馏塔第⼗四章⽣物反应器的检测及控制⾃学第⼗五章⽣物⼯程供⽔与制冷系统及设备⾃学实验教学部分：在⽣物⼯程实验课程中做实验⼀发酵罐操作技术实验⼆体积溶氧系数的测定理论教学内容第⼀章绪论【教学⽬的与要求】了解课程的⽬的和任务，掌握⽣化反应的⽬的，掌握⽣化反应器的分类，了解⽣化反应器设计基础内容。
生物工程设备知识点
第二章物料输送过程与设备1.离心泵：①原理：驱动机通过泵轴带动叶轮旋转产生离心力，在离心力的作用下液体沿叶片流道被甩向叶轮出口，液体经蜗壳收集送入排出管。
液体从叶轮获得能量，使压力能和速度能均增加，并依靠此能量将液体送到工作地点。
同时，叶轮入口中心形成低压，在吸液罐和叶轮中心处的液体之间产生了压差。
洗液罐中的液体在这个压差的作用下不断吸入管路及泵的吸入室，进入叶轮中心。
2.气蚀：离心泵工作时，叶轮中心处产生真空形成低压而将液体吸上，在真空区发生大量汽化气泡。
含气泡的液体挤入高压区急剧凝聚破裂产生局部真空。
周围的液体以极高的速度流向气泡中心，产生巨大的冲击力。
把泵内气泡的形成和破裂而使叶轮材料受到破坏的过程，叫做气蚀。
气缚：离心泵启动时，如泵内有空气，由于空气密度很小产生离心力。
因而液体中心产生低压不足以吸入液体，这样虽然启动离心泵也不能完成输送任务的现象。
3.往复泵：①原理：活塞自左向右移动时泵缸内形成负压，液体吸入电动往复泵阀进入缸内。
当活塞自右向左移动时，缸内液体受挤压，压力增大。
由排出阀排出。
活塞往复一次则各吸入和排出一次液体，这成为一个工作循环。
②结构：泵缸、活塞、活塞杆、吸入阀、排出阀4.漩涡轮：①特点：流量小。
压强大。
②原理：叶轮旋转时，液体进入流道，受旋转叶轮的离心力作用，被甩向四周环形流道并转动，叶轮内侧液体受离心力的作用大，而在流道内受到离心力作用小，由于所受离心力大小不同，因而引起液体作纵向漩涡运动。
5.螺纹杆泵：①特点：流量稳定、压强高、作为连消塔进料泵。
②原理：利用螺杆的回转来吸排液体。
6.压缩比：P出口/P进口（绝对压强）7.涡轮式空压机：①犹如一台多级串联的离心泵压缩机。
②特点：动气量大、出口压强大③③型号：DA型和SA型“D”---单吸“S”---双吸“A”—涡轮压气机8.往复式空压机：①缺点：气量不稳、空气中夹带油。
②原理：气罐并联。
吸入阀和排气阀具有止逆作用，使缸内气体数量保持一定，活塞移动使气体的压力升高，当达到稍大于出口管的气体压力时，缸内气体便开始顶开排气阀的弹簧进入出口管，不断排出。
生物工程设备考试重点
一、名词解释1、公称容积：发酵罐大小体积通常用公称容积标示，所谓公称容积是指圆柱体体积与底封头体积之和。
2、滤饼过滤：当悬浮液通过过滤介质时，固体颗粒被介质阻拦而形成滤饼，当滤饼积至一定厚度时就起到过滤作用，此时即可获得澄清的滤液。
3、体积溶氧速率：OTR=K L(C*-CL)4、KLa体积溶氧系数，单位体积发酵液的溶氧速率。
KL表示液相总传质系数，a表示每单位体积发酵液中气液界界面。
5、过滤除菌：是目前生物技术工业生产中使用的最常用的空气除菌方法，它采用定期灭菌的干燥介质来阶截流过的空气所含的微生物，从而获得无菌空气。
6、恒速干燥:.单位时间内于单位干燥面积上所能汽化的水分量在一段时间内是恒定的。
7、单程蒸发：溶液在蒸发器中只通过加热室一次，不作循环流动即成为浓缩液排出的蒸发操作。
8、自吸式发酵罐：是一种不需要空气压缩机提供加压空气，而依靠特设的机械搅拌吸气装置或液体喷射吸气装置吸入无菌空气并同时实现混合搅拌与溶氧传质的发酵罐。
9、体积溶氧系数：就是单位体积液体所能吸收的氧气。
10、气流输送混合比：每1kg空气所能提升的物料质量，或输送的物料流量G物与空气流量G气之比—μ=G物/G气。
11、色谱分离：利用各组分物理化学性质的差异，使各组分在固定相和流动相中的分离程度有差别，导致各组分移动速度不同而被分离的过程，称为色谱分离，又叫层析分离。
12、空气过滤除菌穿透率：过滤前后空气中微粒浓度的比值，即穿透滤层的微粒浓度与原微粒浓度的比值，称为穿透率。
13、全挡板条件：是指达到消除液面漩涡的最低条件，在一定转速下面增加罐内附件而轴功率仍保持不变。
14、气升式发酵罐：底部通无菌空气，无搅拌装置的发酵罐。
15、离心分离因数：离心加速度与重力加速度之比叫离心分离因数，用K C表示。
16、精馏系数（蒸馏系数）：在酒精蒸馏中用蒸馏系数表示杂质相对乙醇的挥发能力。
17、蒸发（或称浓缩）：将稀溶液通过加热蒸发，使溶液汽化或将稀溶液通过电渗析、离子交换等方法将溶液提高浓度的过程。
生物工程 通风搅拌反应器习题参考答案
第1，2章通风搅拌反应器一、单项选择题1、好气性发酵工厂，在无菌空气进入发酵罐之前___C___，以确保安全。
A.应该安装截止阀B.应该安装安全阀C.应该安装止回阀D.不应该安任何阀门2、机械搅拌发酵罐中最下面一档搅拌器离罐底距离一般___A___反应器直径的高度，最上面一个搅拌器要在液层以下0.5米(大罐)。
A.小于一个或等于一个B.大于一个小于两个 D.等于两个C.以上答案都不对3、塔式啤酒发酵罐换热的蛇管在发酵罐外，蛇管内用 B 与罐内的啤酒发酵醪进行热交换。
A. 蒸气B. 酒精C. 冷凝水D. 热水4、目前啤酒厂的圆筒锥底发酵罐内采用_____C_____。
A.圆盘平直叶涡轮搅拌器B.螺旋浆式搅拌器C.无搅拌器D.锚式搅拌器5、气升式发酵罐的优点是无需 B 。
A. 空气过滤系统B. 搅拌器C. 空气喷嘴D. 罐外上升管6．机械搅拌通风发酵罐在装液灭菌冷却后，搅拌器的输出功率应是：( A ) A．通入无菌空气后比通入无菌空气前有所下降B．通入无菌空气后比通入无菌空气前有所上升C．与有无空气无关，输出功率在通风前后保持不变D．通入无菌空气后与通入无菌空气前相比，有时上升，有时下降7．对于大通风比发酵过程来说，发酵罐内发酵液中的空气气泡直径：( C ) A．与通风量有关，与空气喷嘴直径有关B．与通风量无关，与空气喷嘴直径有关C．与通风量有关，与空气喷嘴直径无关D．与通风量无关，与空气喷嘴直径无关8. 外循环空气带升式发酵罐的优点是无需__________。
A.空气过滤系统B.搅拌器C.空气喷嘴D.罐外上升管二、多项选择题1、由于大生产中所使用的好气性发酵罐是受压容器，因此封头选用__ABC_____封头。
A.锥形B.椭圆C.蝶形D.球形2、通用式机械搅拌发酵罐中挡板的作用是__ACD___。
A.提高醪液湍流程度，有利于传质B.增加发酵罐罐壁的机械强度C.改变液流方向，由径向流改变为轴向流D.防止醪液在罐内旋转而产生旋涡，提高罐的利用率3、气升式发酵罐的特点有BDA. 高径比(H/D)比机械搅拌通风发酵罐的小B. 无需机械搅拌C. 无需空气压缩机D. 溶氧速率较高4、圆筒锥底啤酒发酵罐的夹套内可用ABC 与啤酒发酵醪进行热交换。
生物工程设备计算题
发酵罐数的确定某氨基酸发酵产酸率12%，发酵时间为36h 。
辅助时间为24h ，每个发酵罐有效容积为100m 3.。
试设计年产率5000t 该氨基酸所需发酵罐个数。
解：由362460p b t t t h =+=+=/t p V t P C =⨯ 所以：10012%/0.2/60t p P V C t t h ⨯=⨯== 5000 2.853365240.2N ==≈⨯⨯个轴功率的计算： (w=r/s)发酵罐体积：230.154V D H D π=+ 2Re i L D ωρμ⨯⨯=、 24s Q D v π= 0.560.70.79(2.36 3.30)()10gL s L P K a n V V ω-=+⨯ n ：搅拌叶轮组数 Vs:cm/min不通气搅拌下的轴功率: 通气搅拌下的轴功率：350p i L P N D ωρ= (w=r/s) 2330.3900.082.2510()i g P D P Q ω-=⨯ (w=r/min) Di （m ） Di －涡轮直径（cm ） Q －通气量（mL/min ）例题：某酶制剂厂 10m 3机械搅拌发酵罐，发酵罐直径D=1.8m ，一只圆盘六弯叶涡轮搅拌器直径D =0.6m ，罐内装有四块标准挡板，装液量VL 为6m3，搅拌转速 ω=168rpm ，通气量Q=1.42 m3 /min ，醪液粘度μ=1.96×10-3 N ·s/ m2，醪液密度 ρ=1020 kg/ m3 ，三角皮带的效率是 0.92，滚动轴承的效率是 0.99，滑动轴承的效率是0.98，端面轴封增加的功率为 1%，求轴功率Pg 和kL α，并选择合适的电机。
（已知在充分湍流状态时，圆盘弯叶涡轮搅拌器的功率准数 NP = 4.7 ）解：1.先求出Re ：2243(168/60)0.61020Re 5.25101.9610i L D ωρμ-⨯⨯===⨯⨯ 2.因Re ≥104，所以发酵系统在充分湍流状态，即有功率系数NP = 4.7 ，故叶轮的不通气时搅拌功率P 0为：33550i 1684.710200.68.07kW 60P L P N D ωρ⎛⎫=⨯⨯⨯ ⎪⎝⎭＝＝（） 3.求通气时搅拌功率Pg ：02323i 30.3930.39g 0.080.088.07168602.2510) 2.2510() 6.55(kW)1420000P D P Q ω--⨯⨯=⨯=⨯⨯=（4.所需电动机功率为：6.5511%7.4kW 0.920.990.98⨯+=⨯⨯（）（）求kL α ：24S Q D v π=⋅ 2244142000055.8(cm /min)180S Q v D ππ⨯∴===⨯ 5.①先求空截面气速vS ：②求kL α ：()()20.560.560.70.790.70.79L g 62O k 2.36 3.3n)P / 10 2.36 3.3) 6.55/655.8168101.91110mol O /(mL min atm)()L S V v p αω---=+⋅⋅⨯=+⨯⨯⨯⨯⎡⎤=⨯⋅⋅⎣⎦（（作业：有一生产用发酵罐，内径为2m ，装液高度为3m 。
2021年武汉生物工程学院计算机应用技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B(有答案)
2021年武汉生物工程学院计算机应用技术专业《计算机组成原理》科目期末试卷B（有答案）一、选择题1、某机器的主存储器共32KB，由16片16K×l位（内部采用128×128存储阵列）的DRAM芯片字和位同时扩展构成。
若采用集中式刷新方式，且刷新周期为2ms，那么所有存储单元刷新一遍需要（）个存储周期。
A.128B.256C.1024D.163842、有如下C语言程序段：for（k=0；k<1000；k++）a[k]=a[k]+32；若数组a及变量k均为int型，int型数据占4B，数据Cache采用直接映射方式、数据区大小为1KB，块大小位16B，该程序段执行前Cache为空，则该程序段执行过程中访问数组a的Cache缺失率约为（）。
A.1.25%B.2.5%C.12.5%D.25%3、下列关于各种移位的说法中正确的是（）。
I.假设机器数采用反码表示，当机器数为负时，左移时最高数位丢0，结果出错；右移时最低数位丢0，影响精度Ⅱ在算术移位的情况下，补码左移的前提条件是其原最高有效位与原符号位要相同Ⅲ.在算术移位的情况下，双符号位的移位操作中只有低符号位需要参加移位操作（）A. Ⅲ、ⅡB.只有ⅡC.只有ⅢD.全错4、某字长为8位的计算机中，已知整型变量x、y的机器数分别为[x]补=11110100，[y] 补=l0110000。
若整型变量z=2x+y/2，则z的机器数为（）。
A.11000000B.00100100C.10101010D.溢出5、在C语言程序中，以下程序段最终的f值为（）。
Float f=2.5+1e10；f=f-1e10；A.2.5B.250C.0D.3.56、下列关于同步总线的说法中，正确的有（）。
I.同步总线一般按最慢的部件来设置公共时钟II.同步总线一般不能很长III.同步总线一般采用应答方式进行通信IV.通常，CPU内部总线、处理器总线等采用同步总线A. I，IIB. I，II，IVC.III，IVD.II，III，IV7、总线的通信控制主要解决（）问题。
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发酵罐数的确定
某氨基酸发酵产酸率12%，发酵时间为36h 。
辅助时间为24h ，每个发酵罐有效容积为100m 3.。
试设计年产率5000t 该氨基酸所需发酵罐个数。
解：由362460p b t t t h =+=+=
/t p V t P C =⨯ 所以：10012%/0.2/60
t p P V C t t h ⨯=⨯== 5000 2.853365240.2
N ==≈⨯⨯个
轴功率的计算： (w=r/s)
发酵罐体积：23
0.154V D H D π=+ 2Re i L D ωρμ⨯⨯=、 24s Q D v π= 0.560.70.79(2.36 3.30)()10g
L s L P K a n V V ω-=+⨯ n ：搅拌叶轮组数 Vs:cm/min
不通气搅拌下的轴功率: 通气搅拌下的轴功率：
350p i L P N D ωρ= (w=r/s) 233
0.3900.082.2510()i g P D P Q ω-=⨯ (w=r/min) Di （m ） Di －涡轮直径（cm ） Q －通气量（mL/min ） 例题：某酶制剂厂 10m 3机械搅拌发酵罐，发酵罐直径D=1.8m ，一只圆盘六弯叶涡轮搅拌器直径D =0.6m ，罐内装有四块标准挡板，装液量VL 为6m3，搅拌转速 ω=168rpm ，通气量Q=1.42 m3 /min ，醪液粘度μ=1.96×10-3 N ·s/ m2，醪液密度 ρ=1020 kg/ m3 ，三角皮带的效率是 0.92，滚动轴承的效率是 0.99，滑动轴承的效率是0.98，端面轴封增加的功率为 1%，求轴功率Pg 和kL α，并选择合适的电机。
（已知在充分湍流状态时，圆盘弯叶涡轮搅拌器的功率准数 NP = 4.7 ）
解：1.先求出Re ：2243(168/60)0.61020Re 5.25101.9610
i L D ωρμ-⨯⨯===⨯⨯ 2.因Re ≥104，所以发酵系统在充分湍流状态，即有功率系数NP = 4.7 ，故叶轮的不通气时
搅拌功率P 0为：33550i 1684.710200.68.07kW 60P L P N D ωρ⎛⎫=⨯⨯⨯ ⎪⎝⎭
＝＝（） 3.求通气时搅拌功率Pg ：
023
23i 30.393
0.39g 0.080.088.07168602.2510) 2.2510() 6.55(kW)1420000P D P Q ω--⨯⨯=⨯=⨯⨯=（
4.所需电动机功率为：
6.5511%
7.4kW 0.920.990.98⨯+=⨯⨯（）（）
求kL α ：24S Q D v π
=⋅ 2244142000055.8(cm /min)180S Q v D ππ⨯∴=
==⨯ 5.①先求空截面气速vS ：
②求kL α ：
()()20.560.560.70.790.70.79
L g 62O k 2.36 3.3n)P / 10 2.36 3.3) 6.55/655.8168101.91110mol O /(mL min atm)()L S V v p αω---=+⋅⋅⨯=+⨯⨯⨯⨯⎡⎤=⨯⋅⋅⎣⎦
（（
作业：有一生产用发酵罐，内径为2m ，装液高度为3m 。
安装六弯叶涡轮搅拌器（三组叶轮）。
搅拌器直径为0.67m ，转速为200r/min ，设发酵液密度为1050kg/m 3,，，粘度为1*10-3pa.s.分别计算搅拌器所需不通气时和通气速率为0.8vvm 时的搅拌功率P 0和P g 。
解：①先求Re ：22
6e 32000.67105060R 1.5710110i L D ωρμ-⨯⨯===⨯⨯ 因为Re>104,故系统处于完全湍流状态，即Np=4.7
又3535402004.7()0.671050 2.471024.760
P i L P N D w kw ωρ==⨯⨯⨯=⨯= 又该发酵罐有三组叶轮，00'3324.774.1P P kw ==⨯=
因为v=0.8vvm 且有23=
+0.154V D H D π体积 所以233=23+0.15210.62m 4V π⨯⨯⨯≈体积
36v=10.620.8=8.5m /min 8.510/min Q V mL =⨯⨯=⨯体积
又因为2330.3900.082.2510()i g P D P Q
ω-=⨯ 所以Pg kw =
对数残留定律：
试设计一台通风量为10m3/min 的棉花过滤器，空气压力为392kPa(绝对压力＝表压+大气压)，进入空气过滤器的空气含菌量是5000个／m3，要求因空气原因引起的倒罐率为0.1%（即1000次发酵周期漏进一个杂菌），发酵周期100h 。
工作温度为30℃，当地气压为98070Pa ，当地气温为20 ℃。
计算空气过滤器的尺寸(过滤介质厚度和过滤器直径)及过滤压力损失△p 。
解: 选用棉花纤维直径df =16μm ，填充系数α= 8%，空气流度vs = 0.1m/s ；过滤常数K = 13.5/m 。
（1）计算过滤层厚度:21'
lg()N N L K =- 每批发酵通风过滤前含菌总数N1为：N1 = 5000×10×60×100 ＝ 3×810（个）
过滤后含菌数为N2 = 10-3个
∴ 过滤层厚度L 为：8
3lg(10310)0.85()13.5L m -⨯==- （2）计算过滤器直径D
进口空气压强 p1 = 98070Pa
过滤工作压强 p2 = 392000Pa
通气量 V1 = 10m3/min = 0.17 m3/s 过滤器空气流量为：()()()311221227330980700.170.044/27320392000
p v T v m s T p +⨯=⋅=⨯=+
故过滤层直径为：()0.75D m =
== （3）计算过滤压力损失：
据 2m f v p cL d ραπ∆= ，而滤层中空气流速为：
()()()/10.1/10.080.109/s v v m s α=-=-=
()()()302002/ 1.2934273/27330 4.67/p T p T kg m ρρ==⨯⨯+= 618.610Pa s μ-=⨯⋅
∴以棉花为过滤介质： c =100/Re=100/0.436=229 m =1.45
211032(Pa)m
f
v p cL d ραπ∆==
436.010
6.186
7.4109.0101666=⨯⨯⨯⨯==--μρ
v D R f e。