生物工程设备复习总结 答案不全
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。
生物工程设备复习题答案
生物工程设备复习题答案一、选择题1. 生物反应器的主要功能是什么?A. 为细胞提供适宜的生长环境B. 进行细胞培养C. 细胞分离D. 细胞计数答案:A2. 以下哪个不是生物工程中常用的检测设备?A. 显微镜B. 离心机C. 色谱仪D. 电子天平答案:D3. 细胞培养箱的主要作用是什么?A. 保持恒温B. 保持恒湿C. 保持无菌D. 所有以上答案:D4. 以下哪个是生物工程设备中常用的消毒方法?A. 紫外线消毒B. 化学消毒C. 热消毒D. 所有以上答案:D5. 微生物发酵过程中,pH值的控制对于发酵结果的影响是什么?A. 无影响B. 影响微生物的生长速率C. 影响代谢产物的产量D. 影响微生物的代谢途径答案:D二、填空题6. 生物工程设备中,________是用来进行细胞或微生物的培养的设备。
答案:生物反应器7. 细胞培养箱中通常需要控制的三个主要参数是温度、________和________。
答案:湿度、CO2浓度8. 色谱技术在生物工程中的应用主要是用于________和________。
答案:分离、纯化9. 离心机的工作原理是利用________对样品进行分离。
答案:离心力10. 在生物工程中,常用的无菌操作技术包括________和________。
答案:无菌操作台、无菌传递技术三、简答题11. 简述生物反应器在生物工程中的重要性。
答案:生物反应器在生物工程中至关重要,因为它提供了一个受控的环境,使细胞或微生物能够在最佳条件下生长和代谢。
这种控制环境有助于提高生产效率,确保产品质量,并为研究和开发提供了一个可靠的平台。
12. 描述生物工程中常用的细胞计数方法及其原理。
答案:常用的细胞计数方法包括显微镜计数法和电子计数法。
显微镜计数法是通过在显微镜下直接观察并计数细胞,而电子计数法则是通过电子传感器检测细胞通过时产生的电阻变化来计数。
这些方法可以帮助研究人员了解细胞的生长速率和密度,从而优化培养条件。
生物工程设备复习习题(答案版)
生物工程设备习题一、简答及看图题1、压缩空气的预处理流程及压缩空气预处理设备的作用p58要点:①掌握几种流程②流程的应用场合③流程中各设备起的作用(1)压缩空气的预处理流程:两级冷却、分离、加热空气预处理流程(潮湿地区);冷热空气直接混合式空气预处理流程(中等含湿地区);利用热空气加热冷空气流程;高效前置过滤空气预处理流程。
①两级冷却、分离、加热空气预处理流程:对各种气候环境条件都能适应;油、水分离效率较高,并能使空气在达到较低的相对湿度时进行过滤,提高了过滤效率。
适用于潮湿地区,其他地区可根据当地的情况,对流程中的设备做适当的增减。
特点:两次冷却、两次分离(好处:能够提高热导率,从而节约冷却水,使油水分离的较为完全)及适当加热。
(加热至50℃左右,需使其相对湿度减低至50-60%的程度)旋风分离器:经过第一冷却器冷却(30-35℃)之后,大部分的油、水物质都接近或达到露点温度,已经结成较大的颗粒,并且雾粒浓度较大。
丝网分离器:第二冷却器(20-25℃)使空气进一步冷却后析出一部分较小雾粒。
(能够发挥丝网分离较小直径的雾粒和分离效率高的能力。
②冷热空气直接混合式空气预处理流程特点:可省去第二次冷却后的分离设备和空气加热设备,流程较为简单可行,利用压缩空气来加热处理后的空气,冷却水用量较少。
适用于中等含湿地区,但不适用合于空气含湿量高的地区。
(没有经过冷却处理后的那部分压缩空气的油水怎么办?)③利用热空气加热冷空气流程利用压缩后热空气合冷却后的冷空气进行热量交换,从而使冷空气升温的过程,以达到减低相对湿度的目标。
④高效前置过滤空气预处理流程特点:在压缩机前设置一台高效过滤器,采用泡沫塑料(即静电除菌)、超细纤维纸为过滤介质,并串联使用,使空气过滤后再进入空气压缩机。
(2)压缩空气预处理设备的作用:采风设备、粗过滤器、空气压缩机、空气储罐、气液分离器等。
1)采风设备:①采风塔(吸风塔):越高越好,至少10m,设计气流速度8m/s左右。
生物工程设备期末复习题
生物工程设备期末复习题生物工程设备期末复习题一、名词解释1、菌体的率 YX/S 对基质的细胞得率Yx/s2、半连续式操作又称反复分批式培养或换液培养,是指在分批式操作的基础上,不全部取出反应系剩余部分重新补新的营养成分,再按分批式操作的方式进行培养,这是反应器内培养液的总体积保持不变的操作方式。
3、Ka酸平衡系数4、发酵稀释比D5、过滤效率被捕捉的粉尘量与原空气中粉尘量之比。
6、装料系数发酵罐存在持气与起泡问题,必须在充入培养液后留有一定的空间。
式中V —发酵罐的代表容积(m 3);V 0—进入发酵罐的发酵液量(m 3)ψ —装液系数7、实罐灭菌将培养基置于发酵罐中用蒸汽加热,达到预定灭菌温度后,维持一定时间,再冷却到发酵温度,然后接种发酵,又称分批灭菌。
8、升膜式蒸发器真空蒸发设备,主要由加热室和汽液分离器组成,在真空状态下溶液在蒸发器的加热表面形成液膜,很快受热升温、汽化、浓缩。
液膜与蒸发的二次气流方向相同称为升膜式蒸发器。
9、带式输运机利用一根封闭的环形皮带,绕在相距一定距离的2个鼓轮上,皮带由主动轮带动运行,物料在带上靠摩擦力随带前进,到另一端卸料。
由皮带、托辊、鼓轮、传动装置、张紧装置、加料装置和卸料装置组成。
适用于松散干湿物料、谷物颗粒及成件制品。
10、比拟放大即生物反应过程的放大,就是指以实验或中式反应设备所取得的数据为依据,设计制造大规模的反应系统,确定相应的工艺条件,以进行工业规模生产。
二.填空1.某机械搅拌发酵罐内发酵液中的溶氧浓度为0.025mol/m 3,此罐压下饱和溶氧浓度为0.275 mol/m 3,此罐的KL a 值为1000(1/h),根据传质理论,计算此类发酵罐的供氧能力为250 mol (O 2)/(m 3?h)2.某酒精工厂,每发酵罐的进料量为24t/h,每4h 装满一罐,糖化醪密度为1075 Kg/m 3,装料系数为0.9, 计算此发酵罐的全体积约为 100 m 33.啤酒发酵罐中发酵液的对流主要是依靠其中CO 2 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。
生物工程设备知识点总结
生物工程设备知识点总结生物工程设备是生物工程领域中所使用的各种工具和设备的总称。
这些设备涵盖了从实验室规模到工业生产规模的所有范围,用于生物制药、生物材料、基因工程等领域的研究和生产。
下面是对生物工程设备的一些常见知识点的总结。
一、发酵设备:1.发酵罐:用于培养微生物或细胞系的设备,以产生目标产品。
发酵罐通常包括搅拌装置、温控系统、pH调节系统、通气装置等。
2.培养皿:用于小规模培养细胞系或微生物的设备,可以是培养瓶、培养皿、微孔板等。
3.生物反应器:一种能够控制温度、氧气分压、pH值等参数的设备,用于工业规模的生物制药或发酵过程。
二、分离与纯化设备:1.超高速离心机:用于将混合物中的固体颗粒或细胞沉降至底部,以分离出清液。
2.过滤设备:包括膜过滤器、离心过滤器等,用于将混合物中的颗粒、细胞或溶质分离出来。
3.色谱仪:用于分离混合物中的不同成分,包括气相色谱仪、液相色谱仪等。
4.蒸馏设备:用于分离混合物中的挥发性成分,包括蒸发器、蒸馏塔等。
三、分析与检测设备:1.光谱仪:包括紫外-可见光谱仪、红外光谱仪等,用于分析样品中的化学成分或物理性质。
2.质谱仪:用于分析样品中的化学成分,并确定其分子结构。
3.核磁共振仪:用于分析样品中的原子核的化学环境和结构。
4.电化学分析仪:用于分析样品中的电化学性质,包括pH计、电位计等。
四、生物成像设备:1.激光共聚焦显微镜:用于观察生物样品的高分辨率图像。
2.荧光显微镜:通过激发生物样品中的荧光染料来观察样品的显微图像。
3.电子显微镜:利用电子束来观察生物样品的超高分辨率图像。
五、生物反应器:1.生物化学反应器:用于进行生物化学反应,如酶反应、酶促反应等。
2.细胞培养反应器:用于细胞的生长、分化和扩增,包括培养皿、生物反应器等。
3.基因工程反应器:用于进行基因工程研究和生产,包括DNA合成反应器、基因转染设备等。
六、其他设备:1.冻干机:用于将液体样品冻结并在低真空下去除溶剂,以得到干燥的样品。
生物工程设备期末复习总结
一.填空选择,1.灭菌的方法:化学灭菌,射线灭菌,干热灭菌,湿热灭菌,过滤灭菌2.培养基灭菌的要求:达到要求的无菌程度——10-3个/罐。
尽量减少营养成分的破坏3.发酵生产中,往往需要对培养基及其发酵设备进行灭菌,一般工业上常采用蒸汽湿热灭菌4.灭菌程度和营养成分的破坏是灭菌工作中的主要矛盾,恰当掌握加热温度和时间是灭菌工作的关键。
5. 实罐灭菌罐:与培养基接触的是进蒸汽:进气,排料,取样管未与培养基接触的是出蒸汽:进料口,排气,消泡管为什么三路排气:设备存在灭菌死角,容易污染6.空气含菌量:南方大于北方,城市大于农村,地平面大于高空7.除菌方法:除去方法:静电吸附、介质过滤。
杀灭方法:辐射、热杀菌、化学药物杀菌8.过滤除菌机理:惯性冲击滞留作用,拦截滞留作用,重力沉降,静电吸附作用机理,扩散机制9.无菌空气制备的整个过程包括两部分内容:A对进入空气过滤器的空气进行预处理,达到合适的空气状态(温度、湿度、压强);B对空气进行过滤处理,以除去微生物颗粒,满足生物细胞培养需要。
10.粗过滤器作用 :捕集较大的灰尘颗粒,防止压缩机受损,同时也可减轻总过滤器负荷11.通风发酵罐:类型:机械搅拌式、自吸式、气升式、伍式、文氏管、塔式12.细胞培养的操作方式:分批式,流加式,半连续式,连续式,灌注式13.液固分离设备:A沉降设备(按推动力不同):重力沉降、离心沉降.B过滤设备(按推动力不同):常压过滤机、加压过滤机、真空过滤机和离心过滤机C膜分离设备:微滤器、超滤器和反渗透器14.过滤的操作基本方式有两种:滤饼过滤和深层过滤15,碟式分离机可以完成两种操作:液-固分离(即底浓度悬浮液的分离),称澄清操作;液-液分离(或液-液-固)分离(即乳浊液的分离),称分离操作16按照阻留微粒的尺寸大小,液体分离膜技术有反渗透(亚纳米级)、纳滤(纳米级)、超滤(10纳米级)和微滤(微米和亚微米级)、另外还有气体分离、渗透蒸发、电渗析、液膜技术、膜萃取、膜催化、膜蒸馏等膜分离过程。
生物工程设备复习总结
一、名词解释1、离心分离因数:是指离心力与重力的比值,或离心加速度与重力加速度的比值。
即f=FP/mg=rn2/900或f=vT2/gr2、CIP清洗:就地清洗简称CIP,又称清洗定位或定位清洗。
就地清洗是指不用拆开或移动装置,即采用高温、高浓度的洗净液,对设备装置加以强力作用,把与食品的接触面洗净的方法。
3、对数穿透定律:表示进入滤层的空气微粒浓度与穿透滤层的微粒浓度之比的对数是滤层厚度的函数。
lg(N2/N1)=-K'L4、对数残留公式:2.303lgNo/Ns=kt lnNo/Ns=kt5、全挡板条件:是指在一定的转速下,再增加罐内附件,轴功率仍保持不变。
要达到全挡板条件必须满足下式要求:(b/D)n=(0.1-0.12)D/Dn=0.56、通气强度:每立方米发酵液每分钟通入的空气量7、溶氧传递速率:是指单位体积发酵液单位时间溶氧量。
OTR=Kla(c*-c) mol/(m3.h)8、浓差极化:当溶液从膜一侧流过时,溶剂及小分子溶质透过膜,大分子的溶质在靠近膜面处被截留。
并不断返回于溶液中,当这一返回速度低于大分子溶质在膜表面聚集的速度时,则会在膜的一侧形成高浓度的溶质层,这就是浓差极化。
9、溶氧传递系数(Kla):10、贴壁培养:是一种让细胞贴附在某种基质上进行增殖的培养方式,主要适用于贴壁细胞,也适用于兼性贴壁细胞。
11、公称体积:是指罐的筒身(圆柱)体积和底封头体积之和。
12、连续发酵:连续不断地流加培养液,同时又连续不断地排除发酵液,使发酵罐中的微生物一直维持在生长加速期,(或静止期),从而缩短发酵周期。
二、填空题1、目前植物细胞培养主要采用悬浮培养和固定化细胞系统2、悬浮培养生物反应器主要包括机械搅拌式反应器和非机械搅拌式反应器3、固定化细胞生物反应器主要包括填充床反应器、流化床反应器和膜反应器4、生物反应器放大的目标是在大规模培养中能获得小规模条件下的研究结果5、植物组织培养反应器主要包括发状根大规模培养和小规模的大规模快速繁殖6、动物细胞培养方法有贴壁培养、悬浮培养和固定化培养7、深层培养可分为分批式、流加式、半连续式、连续式和灌注式8、分批培养过程中,细胞的生长可分为延迟期、对数生长期、减速期、平稳期和衰退期9、动物细胞大规模培养反应器包括机械搅拌式生物反应器、气升式生物反应器、中空纤维生物反应器、一次性生物反应器、空间生物反应器、大载体系统以及波浪反应器10、目前膜分离设备主要有4种形式:板式、管式、中空纤维式和螺旋卷式11、谷物原料粗选设备有大麦粗选机和磁力除铁器12、谷物原料精选设备有碟片式精选机和滚筒精选机13、谷物原料的分级设备有平板分级筛和圆筒分级筛14、谷物原料的粉碎方法有干式粉碎和湿式粉碎,其中,干式粉碎设备有锤式粉碎机和辊式粉碎机以及圆盘钢磨15、生物反应器的放大方法有理论方法、尝试法、半理论方法、因次分析法及经验规则16、机械搅拌通气发酵罐的经验放大法包括以体积溶氧系数Kla相等为基准的放大法、以Po/Vl相等的准则进行反应器放大、以搅拌叶尖线速度相等的准则进行放大和以混合时间相等的准则进行放大17、空气除菌方法主要包括热杀菌、辐射杀菌、静电除菌和过滤除菌法18、常用的干燥方法有对流干燥(固定床干燥、流化床干燥、气流干燥和喷雾干燥)、冷冻升华干燥、真空干燥等19、发酵罐的类型有机械搅拌通气发酵罐、气升式发酵罐、自吸式发酵罐,其中,自吸式发酵罐又包括机械搅拌自吸式发酵罐、喷射自吸式发酵罐和溢流喷射自吸式发酵罐20、通气发酵罐分为:机械搅拌式、气升环流式、鼓泡式、自吸式、喷射式、溢流式三、问答题1、机械搅拌自吸式发酵罐工作原理:转子启动前将液体浸没,转子启动后,流体被甩向边缘,中心处形成负压。
生物工程设备总结
生物工程设备重点总结1、生物反应器(Bioreactor)——为适应生物反应的特点而设计的反应装置2、生物反应器与化学反应器在使用中的主要不同点是:书本上答案:(1)生物(酶除外)反应都以“自催化”方式进行,即在目的产物生成的过程中生物自身生长繁育。
(2)生物反应速率较慢,生物反应器的体积反应速率不高,与其他相当生产规模的加工过程相比,所需反应器体积大。
PPT上答案:①生物反应中存在活细胞,在反应中可将他们视为催化剂②由于细胞是生长着的,它对营养有一定的要求,使参与反应的成分很多③生物反应的途径通常不是单一的,反应过程往往也伴随着生成代谢产物的反应,它受许多环境因素的影响3、生物反应器的作用:为生物体代谢提供一个优化的物理及化学环境,是生物体能更好地生长,得到更多所需的生物量或代谢产物。
4、生物反应器的目的可归纳为:①生产细胞②收集细胞的代谢产物③直接用酶催化得到所要的产物5、生物反应器的种类①厌气生物的反应器②通气生物的反应器③光照生物的反应器④膜生物反应器6、生物反应器设计的主要目的:(1)最大限度地降低成本(2)用最少的投资最大限度地增加单位体积产率7、生物反应器的设计原理是基于:(1)强化传质、传热等操作(2)将生物体活性控制在最佳状态(3)降低总的操作费用(4)稳定生物反应器内部状态(原文是生物反应器内部状态也是不可忽视的影响因素)8、厌氧生物反应器中加入惰性气体的原因:(1)保持罐内的正压(2)防止染菌(3)以及提高厌氧控制水平9、一个优良的培养装置应具有:PPT(1)严密的结构(2)良好的液体混合性能(3)高的传质和传热速率(4)灵敏的检测和控制仪表书本(1)结构严密,经得起蒸汽的反复灭菌,内壁光滑,耐蚀性好,以利于灭菌彻底和减小金属离子对生物反应的影响(2)有良好的气—液—固接触和混合性能以及高效的热量、质量、动量传递性能(3)在保持生物反应要求的前提下,降低能耗(4)有良好的热量交换性能,以维持生物反应最适温度(5)有可行的管道比例和仪表控制,适用于灭菌操作和自动化控制10、剪切力——是单位面积流体上的切向力,剪切力的单位为N/m2或Pa。
生物工程与设备复习总结
17、计算题:如何计算机械搅拌式发酵罐的搅拌功率? 嫌气发酵设备 1、 大型的圆筒锥底发酵罐安装真空安全阀的目的是什么? 答:真空安全阀的作用是允许空气进入罐内,以建立罐内外压力的平衡。 2、 新型啤酒发酵设备主要有哪些?其基本结构是怎样的? 答:圆筒体锥底罐、联合罐、朝日罐 3、 什么是 CIP 清洗系统? 答:所谓 CIP (Clean In Place)清洗系统,是指设备(罐体、管道、泵、过滤器等)及整个生产线在无需人工 拆开或打开的前提下,在一个预定时间内,将一定温度的清洁液通过密闭的管道流速对设备进行喷淋循环而达到清 洗目的设备装置。特别适合卫生要求较高的生物制药、乳品饮料、啤酒等行业系统清洗。 第四章 动植物细胞发酵设备 1、 植物细胞培养常用哪些方式?其中固定化细胞培养反应器有哪几种?固定化反应器的优势是什么? (1)植物细胞培养反应器:悬浮培养生物反应器(机械搅拌式生物反应器和非机械搅拌式生物反应器) 固定化细胞生物反应器(填充床反应器、流化床反应器和膜反应器) (2)优势:有助于克服植物细胞的遗传和生理不稳定;细胞包埋于支持物内,使其免受剪切力的影响;利于连续 发酵。 2、 动物细胞的大规模培养主要有哪些方式? 贴壁培养、悬浮培养、固定化培养 3、 采用机械搅拌式反应器培养植物细胞的优缺点分别是什么?主要问题是什么? (1)优点:容易满足植物培养的好氧需求; (2)缺点:植物细胞对剪切力耐受差,需合理设计搅拌叶轮形状(桨形板搅拌器) ,减小剪切力;由于大多数 植物细胞并不需要太高的溶氧系数, 而在较低的 kLa 值时机械搅拌式反应器单位体积的消耗功率比非机械搅拌反应 器高;机械搅拌器的搅拌轴给无菌密封带来困难 主要问题是:植物细胞的细胞壁对剪切的耐受力差。 4、 气升式反应器用于动物细胞的悬浮培养,其特点是什么? 罐内液体流动温和均匀,产生剪切力小,对细胞损伤较小;可直接喷射空气供氧,因而氧传递率较高;液体循 环量大,细胞和养分都能均匀分布于培养液中;结构简单,利于密封并降低了造价。 5、 中空纤维细胞培养反应器用于动物细胞培养,其特点是什么? 占地空间少;细胞产量高,细胞密度可达 109 数量级;生产成本低,且细胞培养维持时间长,适用于长期分泌 的细胞。用途较广,既可用于悬浮细胞的培养,又可用于贴壁细胞的培养。 6、 微载体培养系统用于动物细胞培养,其特点是什么? 表面积/体积(S/V)大,因此单位体积培养液的细胞产率高;把悬浮培养和贴壁培养融合在一起,兼有两者的 优点; 可用简单的显微镜观察细胞在微珠表面的生长情况; 简化了细胞生长各种环境因素的检测和控制, 重现性好; 培养基利用率较高;放大容易;细胞收获过程不复杂;培养系统占地面积和空间小 7、 动物细胞培养的操作方式有哪些?其主要特点是什么? 分批式:操作简单,培养周期短,染菌和细胞突变的风险小;直观反映细胞生长代谢的过程;可直接放大 流加式:避免某种营养成分的初始浓度过高而出现底物抑制现象;能防止某些限制性营养成分在培养过程中被 耗尽而影响细胞的生长和产物的形成;整个过程中反应体积是变化的 半连续式:在细胞增长和产物形成过程中,每间隔一段时间,从中取出部分培养物,再用新的培养液补足到原
生物工程设备各章知识点总结.doc
生物工程设备各章知识点总结1第一章第一章原料的输送和粉碎设备原料的输送和粉碎设备1.原料粉碎的目的、方法原料粉碎的目的、方法1)目的:a.增加淀粉粒、酶与水的接触面,加速酶促反应与可溶性物质的溶出,提高淀粉的利用率;b.缩短蒸煮时间,使原料中的还原糖少遭破坏,节约蒸汽用量;c.使原料颗粒度变小,增加在设备和管道中的流动性,易于实现连续化。
2)方法:a.湿式粉碎:将水和原料一起加入粉碎机中,以粉浆状出来特点:无粉尘飞扬,排料方便,不需粉尘通风等;不易贮藏,耗电量大b.干式粉碎:原料直接进入粉碎机进行粉碎特点:需配通风除尘设备(通风管道装在粉碎室)c.回潮干法粉碎:原料喷少量水后在进行粉碎(啤酒厂粉碎)d.连续调湿粉碎:粉碎过程连续喷水2.选择粉碎设备的原则、粉碎度及粉碎程度,对原料粉碎设备的要求选择粉碎设备的原则、粉碎度及粉碎程度,对原料粉碎设备的要求1)原则:①根据物料的性质和所要求的粉碎度等而定②坚硬物料、脆性物料:挤压、冲击③韧性、粘性物料:剪切、研磨、挤压④方向性物料:劈裂2)粉碎度:物料粉碎程度前后平均粒径之比x=D1/D2D1粉碎前物料的平均粒径D2粉碎后物料的平均粒径3)粉碎程度:按粉碎物料和成品的粒度大小分类:粗碎、中细碎、磨碎或研磨、胶体磨;筛析法:以物料通过不同筛目标准筛的百分数来表示4)设备要求:①粉碎后物料颗粒大小均匀②不重复粉碎,已粉碎物料需立即从压榨部分排除③操作自动化④容易更换磨碎的部位,在操作发生障碍时有保险装置,能自动停车。
3.锤式粉碎机的结构、特点锤式粉碎机的结构、特点1)锤式粉碎机的结构(酒精厂)①锤刀:高碳钢或锰钢,40*125-180*6-7mm。
末端V=25-55m/s,V越大,产品粒度越小,锤刀重量小,易产生自转;重量大,功率大。
②筛板:用以控制粉碎物料的粒度,圆形或长条形。
锤刀与筛孔间隙为5-10mm.一般6+2mm③锯齿形冲击板:与锤刀一起挤压,磨碎物料2)特点:①可做粗碎和细碎2②体积紧凑,构造简单,生产能力高③适用于不同性质的物料,物料含水量≤15%④锤刀磨损快,筛网易损坏⑤运转时震动较大,应安装在底层⑥粉碎机底部可采用吸引式气流输送,防止粉尘飞扬,提高产量。
第二篇 生物工程设备总结
第二篇总结第一章过滤离心膜分离设备一、发酵液预处理的方法1、加热:最常用,可使蛋白质变性,粘度低2、凝聚和絮凝:加凝/絮剂破坏胶体稳定性.凝聚用于细小菌体且较高粘度发酵液,在中性盐作用下双电层排斥,电位降低,使胶体不稳定;絮凝用高分子聚合物,通过静电引力、分子间力或氢键作用,吸附在胶粒表面,形成架桥,常用聚丙烯酰胺,用量由试验确定。
聚合铝盐、聚合铁盐或天然有机高分子海藻酸钠、明胶、骨胶、壳聚糖。
3、加入盐类:用某些盐可除去高价无机离子.除Ca2+可用草酸钠;三聚磷酸钠除Mg2+、Ca2+、黄血盐可除Fe3+;4、调节发酵液的pH值:Pr属两性物质,pH等电点Pr析出。
5、加入助滤剂:活性炭、纤维素改变滤饼结构,有利于过滤二、固液分离的方法。
过滤:依靠介质进行过滤;离心:分离心沉降、离心过滤;重力沉降:在沉降槽中利用重力作用沉降固体颗粒;浮选:在浮选罐中鼓入气泡,颗粒附于气泡表面而除去;悬液分离:悬浮液以高速切线进入悬液分离器,因离心力大小不同而离固体颗粒。
三、过滤设备类型及选择按推动力分:常压~、加压~、真空~。
常压(重力式):啤酒生产的过滤槽;加压式~:硅藻土过滤机、板框压滤机等真空式~:真空带式~、转鼓~、水平翻盘式~、圆盘式~、叶片式的~等。
1、按滤饼形成特性、固形物含量及沉淀特性将过滤液分五类:A】固形物含量>20%,数秒内可形成50mm滤饼,且搅拌器也不能使其保持悬浮,可用内部给料式真空转鼓过滤机、带式过滤机、水平翻斗式~;B】固形物10~20%:能在30s形成50mm滤饼,可用真空转鼓~、水平翻盘式、圆盘式、叶片式过滤机.C】固形物1 ~10%:在5min内形成3mm滤饼,可用转鼓~、叶片机、板框~ D】固形物0.1 ~1%:不能连续排除滤渣,可用预涂助滤剂的间歇过滤设备eg硅藻土过滤机E】固形物<0.1%:属于澄清过滤(添加固体作过滤层或截留、吸附固体颗粒)。
2、生产规模:规模大用连续式,规模小用间歇3、操作条件、要求以及设备材质要求。
【精品】生物工程设备课件复习点总结
生物工程设备复习点总结生化反应器的设计是以生物体的代谢为核心,除考虑传质、传热的因素外,还需要考虑对环境条件的要求,同时为提高传质和传热的效率需配置搅拌装置的要考虑剪切力对菌体生长的影响。
发酵过程纯种培养,要求无菌条件。
生化反应的目的可分为三类:1.生产细胞:菌体细胞,单细胞蛋白、活菌制剂等;2.细胞的代谢产物:酒精、氨基酸、抗生素等;3.直接用酶催化的产物:淀粉糖(果葡糖浆、葡萄糖、饴糖等);大豆蛋白低分子肽等。
机械搅拌通风发酵罐:它是通过外加压力(空气压缩机)将空气通入发酵罐,并利用机械搅拌器的作用,使空气和醪液充分混合促使氧在醪液中溶解,以保证供给微生物生长繁殖、发酵所需要的氧气。
自吸式发酵罐:利用特殊的机械搅拌装置或液体喷射吸气装置或溢流喷射器吸入无菌空气并同时实现混合搅拌与溶氧传质的发酵罐。
毋须另外提供压缩空气。
气升式发酵罐:气升式生物反应器是利用气体的喷射动能和液体的重度差引起气液循环流动,从而实现发酵液的搅拌、混合和溶氧。
通用罐的基本条件(1)发酵罐应具有适宜的径高比。
罐身越高,氧的利用率较高。
常Ho/D=2。
(2)发酵罐能承受一定的压力。
(3)要保证发酵液必须的溶解氧。
(4)发酵罐应具有足够的冷却面积。
(5)发酵罐内应尽量减少死角,避免藏垢积污,能灭菌彻底,避免染菌(6)搅拌器的轴封应严密,防杂菌污染和泄漏。
热交换装置夹套式换热装置:多用于容积较小的发酵罐、种子罐;夹套的高度比静止液面高度稍高即可,无须进行冷却面积的设计。
优点是:结构简单;加工容易,罐内无冷却设备,死角少,容易进行清洁灭菌工作,有利于发酵。
其缺点是:传热壁较厚,冷却水流速低,发酵时降温效果差。
竖式蛇管换热装置:安装于发酵罐内,有四组、六组或八组不等,容积5m3以上的发酵罐多用这种换热装置。
优点:冷却水在管内的流速大;传热系数高。
这种冷却装置适用于冷却用水温度较低的地区,水的用量较少。
不足:气温高的地区,冷却用水温度较高,则发酵时降温困难,发酵温度经常超过40˚C,影响发酵产率,应采用冷冻盐水或冷冻水冷却,增加了投资及生产成本。
生物工程设备复习总结问答.doc
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‘: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。
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。
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。
%1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;蒸馆过程中在蒸馆塔中沉积,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。
这样可以提高下一工序和发酵等的效果和效率,例如增加受热面积,增加糖化速度。
生物工程设备-总结
第一章生物质原料预处理设备1.固体物料的粉碎有可能受那些力作用引起的?挤压粉碎、冲击粉碎、磨碎、剪碎、劈碎2.锤式粉碎机有哪些部件构成?它是如何粉碎物料的?工作原理:物料从上方料斗加入,在悬空状态下就被锤的冲击力所破碎。
然后物料被抛至冲击板上,再次被击碎。
此外物料在机内还受到挤压和研磨的作用。
(1)锤片是粉碎机的主要工作部件。
基本形状有8种,其中以矩形最多。
锤片的形状由被粉碎物料而定,锤片菱角多,粉碎力强,耐磨性差,尖角适合粉碎纤维性物料,环形锤片磨损均匀。
锤片长度一般不超过200mm。
(2)筛板筛板是锤式粉碎机的排料装置,一般用1-1.5mm厚的优质刚板冲孔制成。
通常设在转子的下半周的位置,为了提高粉碎机的排料能力,可使筛板占整个粉碎室内周面积的3/4以上,或者是将筛板置于粉碎室侧面。
筛孔的形状和尺寸是决定粉料粒度的主要因素,对机器的排料能力也有很大的影响。
筛孔的形状一般是圆孔或长孔。
直径分四个等级:小孔1-2mm,中孔3-4mm,粗孔5-6mm,大孔8mm以上。
3.辊式粉碎机是如何粉碎物料?它有几类?原理:主要工作机构为两个相对旋转的平行装置的圆柱形辊筒,装在两辊之间的物料通过辊筒对其的摩擦作用而被拖入两辊的间隙中被粉碎。
两辊式、四辊式、五辊式、六辊式4.简述湿法粉碎的优点.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。
5.按筛面的运动规律不同,摇动筛可分为哪三种?直线摇动筛、平面摇晃筛和差动筛6.影响筛分效率的因素有哪些?(1)筛面上物料层厚度(2)筛下颗粒百分含量、颗粒级配和形状(3)物料含水量此外,筛孔形状、筛面种类、筛分机械的运动方式、加料量的多少及均匀程度也直接影响筛分效率。
7.球磨机粉碎时,粒度,研磨体的尺寸,装填量之间有什么样的关系?在粒度较大物料研磨时,研磨体的尺寸要大些,装填量少些,使冲力作用加强;反之,研磨体尺寸小些,装填量多些,则有利于小粒物料的研磨。
生物工程设备复习总结【答案不全
1. 灭菌过程间接升温后关搅拌再直接通蒸汽进罐是否正确?为什么?不准确。
大罐混合不好,测pH,温度的点均在搅拌桨邻近2. 为什么灭菌后先开空气再开冷却?突然冷却会形成负压,导致罐体吸瘪3. 生物发酵用净化空气的质量指标如何控制?4. 空气净化过滤如何考虑节能?5. 空气分水,干燥设备如何选用?6. 通用式机械搅拌微生物反应器的搅拌桨如何组合选用?上部轴向,功率小;下部径向,空气分散。
7. 通用式机械搅拌反应器的结构,比例尺寸,基础部件。
(PPT)8. 根据发酵热计算冷却水流量。
9. 生物反响器换热面积设计盘算的根据。
发酵热,传热系数,冷却面积……10. 功率计算公式,气体条件,单位。
PPT上书上都有例题11. 如何提高生物反应器的供氧能力?提高K La,提高传值推能源(提高氧分压,改变培养基性质),增加转速和直径12. 离心分离因素:评估离心力的大小。
定义是什么?(书P89)13. 列举7个离心分离设备。
(书P91)重力沉降槽,增稠器,管式离心机,板框压滤机,真空鼓式过滤机,叶滤机,超滤器,反浸透器,碟片式离心机……14. 哪些工艺过程须要液固分离?PPT15. 碟片式离心机是利用沉降中的什么原理设计的?16. 真空干燥和冷冻干燥有什么差别?都是使物料处于真空状态下进行干燥。
真空干燥是使物料中水分由液态变成气态而除去。
冷冻干燥是将湿物料冷到冰点以下,其中水分先变成固态冰,再置于较高真空下,将冰直接升华除去17. 超滤膜的结构?板式、框式、卷式、中空纤维问题解答湿热灭菌1.为什么发酵培养基灭菌采用湿热灭菌法?湿热灭菌是利用高饥寒和蒸汽将物料的温度升高使微生物体内的蛋白量变性进行灭菌的一种方法。
工业发酵培养基灭菌的特点是数目多;含有良多固体物质;灭菌后要有利生产菌的成长;便利易行及价格廉价。
由于蒸汽冷凝时会放出大量潜热,并具有很强的穿透力,灭菌效果好;蒸汽来源及控制操作条件方便,适用于工业发酵培养基的灭菌。
生物工程设备期末总结
生物工程设备期末总结引言生物工程是一门涉及生物科学、生物技术和工程技术的学科,旨在利用生物学原理和方法开展工程设计与制造,解决工程和生物学中的问题。
生物工程设备是生物工程学科的重要组成部分,它们在生物工程领域起着至关重要的作用。
本文将对生物工程设备进行总结与归纳,以期对生物工程设备的运用和改进有所启发和提升。
一、生物发酵设备生物发酵是利用微生物或其他细胞生产某种物质的过程,它对于制药、食品、饲料等行业具有重要意义。
生物发酵设备的设计和制造对发酵过程的控制和优化至关重要。
在发酵过程中,控制温度、pH值、氧气供应和搅拌等参数是非常重要的,因此生物发酵设备应具备良好的温度控制、pH控制、氧气供应和搅拌效果。
二、生物反应器设备生物反应器是在控制条件下进行生物反应的设备。
生物反应器设备的设计和制造对于生物反应过程的控制和提高反应效率具有重要意义。
生物反应器设备的主要参数包括反应温度、pH值、气体供应和搅拌效果等。
此外,生物反应器设备还应具备可靠的控制系统和自动化功能,以提高生物反应的稳定性和可控性。
三、细胞培养设备细胞培养是利用细胞的自我复制能力进行细胞繁殖和生产的过程。
细胞培养设备的设计和制造对于细胞培养的成功与否起着决定性的作用。
细胞培养设备应提供适宜的环境条件,包括适宜的温度、CO2浓度、湿度和搅拌效果等。
同时,细胞培养设备还应具备良好的控制系统和自动化功能,以提高细胞培养的稳定性和可控性。
四、分离纯化设备分离纯化是生物工程过程中的关键环节之一,它的目的是将目标物质从混合物中分离出来并纯化。
分离纯化设备的设计和制造对于分离纯化的效率和质量起着重要的影响。
分离纯化设备的种类繁多,包括离心机、过滤器、吸附剂、色谱柱等。
分离纯化设备应具备高效、可靠和可控的特点,以满足不同物质的分离纯化需求。
五、检测分析设备检测分析是生物工程中必不可少的环节,它的目的是对生物过程中的各种参数和产物进行监测和分析。
检测分析设备的设计和制造对于检测分析的准确性和灵敏度具有重要意义。
生物工程设备总结
生物工程设备期末总结一、名词解释1.离子交换法:主要是基于一种合成的离子交换剂作为吸附剂,以吸附溶液中需要分离的离子。
2.吸附法:利用合适的吸附剂,在一定的操作条件下,是发酵液中的产物北吸附在固定吸附剂的内表面上,再以适当的解吸附剂将产物从吸附剂上解吸下来,从而达到分离浓缩的目的。
3.溶剂萃取操作:是将一种溶剂加入到料液中,使溶剂与料液充分混合,则欲分离的物质能够较多的溶解在溶剂中,并与剩余的料液分层,从而达到分离的目的。
4.干燥:是利用热能除去固体物料中湿分的单元操作。
5.气流干燥:是利用热气流将物料在流态下进行干燥的过程。
6.蒸馏分离提纯操作:主要是将某些液相和固相,液相和液相的混合物分离开,或将某组分在进行提纯的化工。
7.结晶:溶液中的溶质含量超过它饱和溶液中溶质含量时,溶质质点间的引力起着主导作用,它们彼此靠拢碰撞聚集放出能量,并按一定规律排列而析出,这就是结晶的过程。
8.无菌空气:指通过除菌处理使空气中含菌量降低到零或极低,从而使污染的可能性降至极小。
9.糊化:原料吸水后,借助于蒸煮时的高温高压作用,是原料的淀粉细胞膜和植物组织破裂,使其内容物流出,呈溶解状态变成可溶性淀粉,以便糖化剂作用,使淀粉变成可溶性唐。
10.糖化:是淀粉加水分解成甜味产物的过程。
是淀粉糖品制造过程的主要过程。
也是食品发酵过程中许多中间产物的主要过程。
11.制冷剂:制冷系统中借以吸取被冷却介质热量的介质。
12.载冷剂:采用间接冷却方法进行制冷所用的低温介质。
二、问答题1.常用通风发酵罐的类型,其中机械搅拌通风发酵罐的主要部件名称。
(1)类型:①机械搅拌式②气升环流式③鼓泡式④自吸式(2)主要部件:罐体、搅拌器、挡板、封轴、空气分布器、传动装置、冷却管、消泡器、人孔、视镜等。
2.提高发酵液过滤速度的预处理方法,过滤设备的类型和常用过滤介质类型。
(1)预处理方法:①加热②凝聚和絮凝③加入盐类④调节pH ⑤加入助滤剂;(2)过滤设备的类型:①板框式压滤机②板式压滤机③自动板框压滤机④转筒真空过滤机;(3)过滤介质类型:①织物介质②粒状介质③多空固体介质。
生物工程设备知识点考点整理
生物工程设备知识考点整理●一、物料粉碎和液体培养基制备●1. 简述锤式粉碎机工作原理及优点。
●工作原理:●1、作用力主要为冲击力●2 、物料从料斗进入机内,受到高速旋转锤刀的强大冲击力而被击碎●3、小于弧形筛面筛孔直径的微粒,逐步被筛面筛分,落入出料口●4、大于筛孔直径的颗粒,在受到锤刀冲击后,由于惯性力的作用而高速四散、散落,有的撞击到棘板上被撞成碎块,小的逐渐被筛分,稍大颗粒再次弹起,又被高速旋转的下排锤刀所冲击,逐步使大颗粒变小●5、没有撞击到棘板上的颗粒,也会遇到后排锤刀的冲击●6、如此反复,直至将大块物料撞碎成细小颗粒后从筛孔落下进入出料口●优点:●构造简单、紧凑,物料适应性强,粉碎度大(粗、细粉碎皆可),生产能力高,运转可靠●2. 简述辊式粉碎机的工作原理、工作过程及适应何种性质物料的粉碎?●原理:●1、挤压、剪切(当两辊速不同时)●2、由2个直径相同的钢辊相向转动,把放在钢辊间的物料夹住啮入两辊之间,物料受到挤压力而被压碎●工作过程:●1、两辊的圆周速度一般在2.5~6m/s之间●2、许多粉碎机,将两个辊子的转速安排成有一定的转速差,一般可达2.5:1,或者是两只辊子的表面线速度具有5%~30%的速差,提高对物料的剪切力,增加破碎度●3、两个辊子中,一个是固定的,一个是可以前后移动的,用以调节两辊筒的间距,控制粉碎粒度●适用范围:●脆性、硬度较小物料的粉碎,如:麦芽、大米等●3.简述酒精厂淀粉质原料蒸煮糖化过程及目的。
●目的:●1、原料吸水后,借助于蒸煮时的高温高压作用,将原料的淀粉细胞膜和植物组织破裂,使其内容物流出,呈溶解状态变成可溶性淀粉●2、借助蒸汽的高温高压作用,把存在于原料中的大量微生物杀死,以保证发酵过程中原料无杂菌污染●3、部分糖化(组织破裂、糊化、灭菌、部分糖化)●流程:罐式、柱式、管道式●蒸煮(加热)、后熟(保温、最后一罐气液分离出二次蒸汽并使之降温)、冷却、糊化、冷却●4.以淀粉质原料为培养基时,多采用罐式连续蒸煮糖化流程来处理这些原料,该糖化流程中的蒸煮设备有那些,简述它们各自的作用及特征?●蒸煮罐●作用:●1、原料吸水后,借助于蒸煮时的高温高压作用,将淀粉细胞膜和植物组织破裂,使其内容物流出,呈溶解状态变成可溶性淀粉●2、借助蒸汽的高温高压作用,把存在于原料中的大量微生物杀死,以保证发酵过程中原料无杂菌污染●特征●1、长圆筒与球形或蝶形封头焊接而成●2、罐顶装有安全阀和压力表,顶部中心的加热醪出口管应伸入罐内300~400 mm,使罐顶部留有一定的自由空间●3、罐下侧有人孔,用于焊接罐体内部焊缝(该罐应采用双面焊接)和检修内部零件●4、在靠近加热位置的上方有温度计插口,以测试醪液加热温度●5、为避免过多的热量散失,蒸煮罐须包有保温层●6、直径不宜太大,直径过大,醪液从罐底中心进入后会发生返混,不能保证进罐醪液的先进先出,致使受热时间不均而造成部分醪液蒸煮不透就过早排出,而另有局部醪液过热而焦化●加热器:●作用:●器汽液接触均匀,加热比较全面,在很短的时间内可使粉浆达到规定的蒸煮温度●特征:●1、由三层直径不同的套管组成●2、内层和中层管壁上都钻有许多小孔,各层套管用法兰连接●3、粉浆流经中层管,高压加热蒸汽从内、外两层进入,穿过小孔向粉浆液流中喷射●后熟罐:●作用:●增加蒸煮时间,使过程连续。
生物工程设备作业题总结
1.在工业化生产中,发现溶氧速率偏低,造成产品质量降低,试问有哪些方法可以提升溶氧速率,进而提升产品的质量?答1 增加搅拌转速;2 增加通气量;3 通入纯氧;4 增加罐压力;5 加入促进氧气溶解的试剂6 减少装液量或减少发酵罐体积2.试解释为什么生物反应器体积增加,传质效率降低?答:生物反应器的传质效率主要用T f对流传递时间常数,值等于L/V;T d 为扩散传递时间常数L/k2;T C 等于基质消耗时间常数。
随着生物反应器的增加,T f 和T d急剧增加,因为L 增加。
T C值不随体积增加而改变,这就造成营养物质供应速率随体积增加而急剧减小,营养物质消耗速率不变,结果是物质供应相对于营养需求不足,总的表象就是传质性能差,所以要求大幅度提升传质性能,强化传质。
3.气升式生物反应器是如何强化传质的?答 1 高茎比较大,增加气体溶解效率,同时减少对径向传质的需求。
2 底部较大的通气量,强化轴向传质4.气升式生物反应器的优缺点是什么?答:优点:1 反应溶液分布均匀;2 较高的溶氧速率和溶氧效率 3 剪切力小,对生物细胞的损伤小4 传热良好;5 结构简单,易于加工制造;6 操作和维修方便。
缺点:1空气吞吐量大2有机体、营养物质、溶氧混合控制难度高3 不适于颗粒和粘度大的培养基1 某个企业从高校研究室购买一株亚油酸高产菌株,在20 L发酵罐内验收的指标都达到企业购买合同中对菌株实验室的性能要求,企业在合同中没有涉及工业化生产的要求,企业在工业化生产时发现,在20 m3发酵罐中的产量远低于实验室水平,企业以菌株不合格为由,把高校诉讼到法院,你认为谁会胜诉,说明原因。
答企业败诉,因为合同仅仅要求实验室规模的产品质量,对工业化生产产品的质量没有要求。
实验室规模产品质量与工业化生产产品质量有很大的可能性存在巨大差异。
因为,随着发酵体积增加,对流传递时间常数和扩散传递时间急剧增加,而基质消耗时间不变,所以工业化生产往往存在溶氧工业不足或营养物质供应不足,温度或酸度控制不均匀或不灵敏的问题,这就造成产品质量或产量急剧下降。
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1. 灭菌过程间接升温后关搅拌再直接通蒸汽进罐是否正确?为什么?不准确。
大罐混合不好,测pH,温度的点均在搅拌桨邻近2. 为什么灭菌后先开空气再开冷却?突然冷却会形成负压,导致罐体吸瘪3. 生物发酵用净化空气的质量指标如何控制?4. 空气净化过滤如何考虑节能?5. 空气分水,干燥设备如何选用?6. 通用式机械搅拌微生物反应器的搅拌桨如何组合选用?上部轴向,功率小;下部径向,空气分散。
7. 通用式机械搅拌反应器的结构,比例尺寸,基础部件。
(PPT)8. 根据发酵热计算冷却水流量。
9. 生物反响器换热面积设计盘算的根据。
发酵热,传热系数,冷却面积……10. 功率计算公式,气体条件,单位。
PPT上书上都有例题11. 如何提高生物反应器的供氧能力?提高K La,提高传值推能源(提高氧分压,改变培养基性质),增加转速和直径12. 离心分离因素:评估离心力的大小。
定义是什么?(书P89)13. 列举7个离心分离设备。
(书P91)重力沉降槽,增稠器,管式离心机,板框压滤机,真空鼓式过滤机,叶滤机,超滤器,反浸透器,碟片式离心机……14. 哪些工艺过程须要液固分离?PPT15. 碟片式离心机是利用沉降中的什么原理设计的?16. 真空干燥和冷冻干燥有什么差别?都是使物料处于真空状态下进行干燥。
真空干燥是使物料中水分由液态变成气态而除去。
冷冻干燥是将湿物料冷到冰点以下,其中水分先变成固态冰,再置于较高真空下,将冰直接升华除去17. 超滤膜的结构?板式、框式、卷式、中空纤维问题解答湿热灭菌1.为什么发酵培养基灭菌采用湿热灭菌法?湿热灭菌是利用高饥寒和蒸汽将物料的温度升高使微生物体内的蛋白量变性进行灭菌的一种方法。
工业发酵培养基灭菌的特点是数目多;含有良多固体物质;灭菌后要有利生产菌的成长;便利易行及价格廉价。
由于蒸汽冷凝时会放出大量潜热,并具有很强的穿透力,灭菌效果好;蒸汽来源及控制操作条件方便,适用于工业发酵培养基的灭菌。
2.从工程上剖析影响培养基湿热灭菌的因素有哪些?培养基成分、起泡水平、造就基颗粒大小、罐内空气消除、搅拌混合匀称等。
实罐消毒灭菌1. 实罐消毒灭菌过程中的温度与压力不对应产生的原因是什么?在实罐消毒过程中,热传递的对流进行得不迅速、不充分,即升温的时间很短,物料没有达到均匀的灭菌温度;罐内及物料内的低温气体又没有充分排出,并且还在继续产生;2. 实罐消毒灭菌操作过程的要点?(1) 发酵罐及从属阀门无泄漏,无死角,无堵塞;(2) 灭菌时罐内蛇管和夹层冷却部位的冷水彻底排除干净;(3) 液面以下与培养基接触的管道都要进蒸汽;(4) 液面以上不与培养基接触的管道都要排汽。
3. 实罐灭菌如要缩短冷却时间,采用何种方式比较经济合理?降低冷却水温度、增加冷却面积、增加冷却水流量连续消毒灭菌1. 在连续灭菌系统流程设计中,加热塔的蒸汽进口压力与料泵的输送压力为何不能相差太大?保证加热塔处于稳定工作状况,确保连续灭菌牢靠性2. 连续消毒灭菌操作的要害是什么?(1) 连消设备无泄露,无梗塞,无死角,保障在管路消毒进程中总管,支管灭菌彻底;(2) 打料过程中严格控制打料流速及打料温度,严格控制开冷却水时间;(3) 打料结束后避免物料长时间在管路中滞留,要及时压出或及时接种;3. 什么是连续消毒灭菌法?当时将筹备好的空罐消好,而后把配制好的培育基经由专用的消毒装备,用泵连续进前进料消毒,冷却的灭菌方式叫持续消毒灭菌法。
4. 连续消毒灭菌特色是什么?连续性强,倏地灭菌消毒,培养基养分成分损坏少,适用于大容积发酵罐物料的连续灭菌消毒。
但由于附加设备多,操作环节多,因而染菌机遇增长,染菌面波及普遍。
5. 连消塔的工作原理是什么?如何保证连消过程中温度安稳?流速平匀?(1) 连消塔只起到给物料加热升温的作用;(2) 总蒸汽压力要稳固在0.4Mpa,并减少稳定;(3) 打料泵无泄漏,泵的出口压力应稳定在0.5-0.6Mpa;(4) 打料泵前的过滤器网无拥塞;(5) 连消塔,维持罐应按期清算焦化物,防止阻塞。
6. 连续消毒灭菌操作的症结是什么?(1) 连消设备无泄漏,无堵塞,无死角,保证在管路消毒过程中总管,支管灭菌彻底;(2) 打料过程中严格控制打料流速及打料温度,严格控制开冷却水时间;(3) 打料结束后防止物料长时间在管路中滞留,要及时压出或及时接种。
维持罐1. 维持罐的工作原理是什么?由连消塔打入维持罐的高温物料,在维持罐内自下而上的层流,排出落后入冷却器。
这个层流的过程就是物料保温灭菌的维持过程。
2. 如何操作避免维持罐存在的死角?因为物料流速和设备容积决定了维持时间,所以保持罐在打料过程中要严格控制打料速度,以防止维持时间短达不到灭菌时间要求而造成染菌。
另外,在消毒塔打料的开端,维持罐内是空罐,所以要严格控制开泵后五分钟内的打料速度,避免低温物料进入维持罐而造成染菌。
12. 影响配后培养基质量的操作因素有哪些?(1) 原资料质量不及格;(2) 称料重量不准确;(3) 加水量不正确;(4) 配料时没有依照工艺次序投料,造成物料本身化学反应;(5) 配料时没有充分搅拌均匀;(6) 配后取样放置时间过长发酵用无菌空气1. 发酵用的无菌空气的质量指标是什么?温度、压力、流量、空气相对湿度、空气无菌度2. 发酵车间的无菌空气为什么要经过三级除滤?空气除菌过滤器为高效膜过滤器,通常采用三级过滤,即总过滤、预过滤、精过滤,其目标就是维护高效膜过滤滤芯,延伸各级滤芯的使用寿命。
3. 发酵用无菌空气的制备对空气相对湿度有一定要求,绝对湿度是否越低越好?为什么?不是;相对湿度控制在≤60%是保证空气过滤器的过滤效率及过滤器的使用寿命,相对湿度过低空气预处理能耗大,并且在发酵培养过程中蒸发带出的水分也越多,而过高会影响过滤效力,减短使用寿命。
空气灭菌1. 空气除菌采用热灭菌是否可行?对设备有何要求?可行;要求设备耐更高的温度、压力,冷却量增加2. 在空气污染系统流程设计时,应如何考虑节俭能量?根据不同地域的气象特点设计不同的流程;沿程冷却;冷热空气热交换18. 压缩空气分水设备选用的依据?根据所制备无菌空气的质量要求、产品的要求、投资、生产规模及运用场合19. 空气膜过滤器消毒灭菌操作时应注意什么?空气膜过滤器滤芯材质为聚四氟乙烯膜,它的耐热能力差,在消毒灭菌时应注意以下操作:(1) 进蒸汽前,需排放蒸汽管道内的凝水;(2) 灭菌用工业蒸汽要经过蒸汽过滤器过滤后能力通入;(3) 进蒸汽要缓慢,切忌迅速升压;(4) 消毒时控制灭菌蒸汽压力(灭菌温度)、灭菌时间。
灭菌温度、灭菌时间与过滤介质及过滤器结构材质有关。
(5) 灭菌结束时,要缓慢通入空气,防止膜变形。
20. 通用式机械搅拌发酵罐采用变速搅拌有何优点?变速搅拌更能适应发酵过程中不同生长期对搅拌转速的不同要求,这样不仅可勤俭搅拌所消费的电能,并使一个发酵罐能适用于多种产品的生产。
同时在培养基采用实罐灭菌工艺时,低转速搅拌,可避免电机因无通气下,搅拌电流超标,导致电机烧掉。
21. 生物反应器换热面积设计计算设计的依据是什么?为什么?发酵罐传热面积的确定一般按某个生产品种的发酵过程中某个时刻的最大发酵热作为设计计算的依据。
但对一些发酵热并不大的生产品种,应根据反应的发酵热及培养基灭菌时的冷却方法、冷却条件要求来综合考虑确定。
22. 从工程水平考虑,怎样提高供氧速率?提高空气流量;改变搅拌桨情势;提高搅拌转速和桨径;提高氧分压;改革培养基性质23. 产业上通气式发酵罐为何通常应用园盘涡轮式搅拌器?避免气泡在阻力较小的搅拌器核心部门沿着搅拌轴上升。
24. 从工程角度斟酌,怎么避免染菌?培养基灭菌要彻底……;发酵罐无死角、无渗漏且灭菌彻底……;无菌空气制备应达到要求……;补料系统无死角、无渗漏且灭菌彻底……;种子制备严格按无菌要求操作,确保生产种子没有杂菌;生产区域保持清洁卫生;严格按规范进行操作:灭菌、接种、取样……;25. 离心分离操作强度的特性指标是什么?离心分离因素26. 为什么高速离神思往往都采用小直径高转速?离心分离因素f值越大,即离心力越大,越有利于分离,提高转速n比增大D对f有利得多27. 离心机的用处有哪些?其分离原理是什么?萃取液液分离、液固分离,或工程菌收集、结晶与母液分离等。
液液或液固间密度的不同。
28. 生物产品生产中,哪些设备常用于收集菌体(细胞)?有何特点?管式离心机,台式离心机,立式离心机或生物体分离离心机。
菌体个体渺小,沉降速度低,这些设备离心分离因素高,有的还有冷冻安装,能保持生物活性。
29. 膜分离技术有哪些优点?干净、效率高、投资小、易验证、连续操作、易于放大;膜分离正常在常温下操作,整个过程完全是物理变化,这对处理热敏物质,特别如基因工程所表达的蛋白质药物等热敏产品尤其具备优势30. 生物制药工业,溶媒萃取单元操作,对设备有哪些要求?混合充分、混合分离要迅速31. 生物制药工业中分段式萃取设备有哪两部分组成?各有哪些设备?混合设备及分离设备:(1) 混合设备:混合罐、混合管、混合泵、喷射器(2) 分离设备:管式离心机、碟片式离心机、螺旋式离心机32. 使用管式离心机进行液-液分离操作,如果要求的产品在有机溶媒相,则操作时应注意什么?增添轻液厚度,用大内径堤圈33. 层析设备由哪几个部分组成?阀系统(上样阀、缓冲液选择阀和分流/旁通阀)、层析柱、泵、收集器、检测仪器34. 层析柱的作用是什么?常见有哪些层析柱?充填层析介质(填料),实现分离过程。
玻璃柱、护套柱、径向柱等、不锈钢柱。
35. 层析设备的功效作用是什么?泵:推进溶液,它是层析系统的心脏。
阀系统:控制溶液的流向,提供自动控制层析过程的可能性。
层析柱:填装不同的层析介质,使混合物在通过它时,因不同蛋白分子与层析介质作用强度不同,因而迁移速度不同,从而分开混合物。
检测器:断定混杂物中各物资的地位和浓度,以及缓冲液的各种参数。
收集器:用来收集样品。
36. 离子交换罐的设计主要确定哪些参数?一是离子交换罐的结构尺寸,二是离子交换树脂的装量。
37. 离子交换罐的设计放大的原则是什么?离子交换罐放大设计应在实验数据上进行,固定床设计放大方法,通常是根据单位树脂床体积中所通过溶液的体积流量即体积流量法(交换负荷相同放大法);单位树脂床截面积上所通过溶液的体积流量相同的原则进行即线速度相同放大法38. 反吸附离子交换罐中液体的流速是如何考虑的?液体的流速应使树脂沸腾但不能被带出39. 强化簿膜蒸发浓缩操作的要点是什么?(1) 料液靠近于沸点温度进料;(2) 蒸发器中的温差不能太大;(3) 汽液分离后果好;(4) 足够的冷凝能力;(5) 足够和合适的真空度;40. 生物产品蒸发浓缩为何采用膜式蒸发器?生物产品大多是热敏性物质,要求蒸发浓缩操作低温疾速,要快捷达到较高浓缩比,必需使料液在操作中有较大的比名义积,膜式蒸发器合乎。