生物工程设备习题及答案

复习题一
一、填空题
1.固体物料的输送方法有四种分别为：、、、。
2.体外培养的动物细胞有两种类型，它们分别是和。
3.啤酒厂糖化设备多利用四器组合完成，四器主要是指：、、、和。
4.生物工程产品研究开发必须经历的3个阶段是、和。
5.离子交换树脂单元由两部分组成分别为：和。
6. CIP清洗系统之意即：，其关键设备是，一种，另一种。
53.管式离心机分为GQ型和GF型，其中GF型主要处理________________。
54.碟式离心机的排渣方式主要有________、________、________。
55、反渗透的推动力是_________。
56、酒精蒸馏三塔式流程，其中三塔分别指的是________、________、________。
40．依据发酵液的流变，主要有拟塑型流体、涨塑型流体、牛顿型流体和宾汉型流体。其中_______的黏度不随着搅拌剪切速率和剪应力的改变而改变。
41.下面哪一种产品不能用蒸馏方法提取_______（白酒、柠檬酸、酒精、丙酮）。
42.锤式粉碎机的主要作用力为_______。
43.机械搅拌自吸式发酵罐的主要构件是_______和_______。也被称为转子和定子。
13、植物细胞的培养液大多是牛顿性流体，黏度不随着剪应力的改变而改变（）
14、饱充CO2、沉淀蛋白质和消除异味均是啤酒后发酵的目的。（）
15、拟塑型流体剪切力和剪切速率的关系满足ζ=K*γn（n〉1）。（）
16、换热夹套装置因结构简单、加工方便，往往应用于大型发酵罐中。（）
17、发酵罐的公称容积就是全体积，包括筒身体积和上、下封头体积。（）
（2）淀粉质原料蒸煮的目的是什么？
（3）在罐式连续蒸煮中，蒸煮罐的工作原理是什么？蒸煮罐和后熟器的直径为什么不能太大？
（4）在糖化之前的冷却是采用真空冷却，简要说明其原理。
2.萃取设备主要有混合气和分离器组成，（1）绘出三级逆流萃取的流程图并标明萃取相和萃余相的流向；（2）说明多级逆流和错流的区别；（3）当萃取因数E=5时，分别计算三级逆流和错流的收率。
7、在粒子交换反应中，颗粒越小交换速度越快。（）
8、冷冻干燥是指利用升华原理将物料中的水份直接干燥到产品指标要求。（）
10、应用因次分析法进行反应器放大，准数取得越多，放大效果越准确。（）
11、助滤剂颗粒越小，过滤速度越快。（）
12、植物细胞的体积比微生物大，植物细胞培养的氧传质速率大于微生物培养。（）
40、压送式气力输送的闭风机是与卸料器配合使用。（）
41、斗式提升机的牵引带为胶带时，适用于低速轻载。（）
42、吸送式气力输送的风机是安置在整个系统得前端，混合式是安置在中间。（）
43、气液分离的旋风式分离机，气体流速越大，离心力越大，分离效果越好。（）
44、冷冻干燥是将水在低温下冻结成固态，在高度真空下，直接升华成气态而除去水分。干燥过程中不需要加热。（）
18、气升式发酵罐内设导流筒，把培养液分在两大区域，即导流筒区和环间隙。其中导流筒区内的混合和溶氧较好，环间隙内易出现缺氧现象。（）
19、锥形罐可单独用于啤酒的前发酵和后发酵，但不可以将前、后发酵合并在一个罐中进行。（）
20、酶电极检测某溶液时，输出信号达到稳态值得95%所需的时间为响应时间。（）
21、麦汁煮沸锅的作用是浓缩麦汁、浸出酒花的苦味和芳香物质和分解蛋白质。（）
27、管式离心机的重液出口靠近轴线，轻液出口远离轴线。（）
28、碟式离心机设有锥形碟片，液体在碟片间呈薄层状流动而分离，减少了沉降距离和沉降面积，提高了分离效率和生产能力。（）
29、板式膜、管式膜均有膜的支撑体，中空纤维膜没有膜支撑体。（）
30、透析和反渗透均是透过小分子物质和水。（）
31、中空纤维膜的操作分为内压式和外压式，其中外压式是指料液从管外流动，透过液从纤维管内流出。（）
30、由压缩机提供发酵工业生产所用低压空气最为合理。
31、物料干燥中恒速干燥阶段主要排除。
32、冷冻干燥中水的三相点是、的重合，冷冻干燥操作的必要条件是。
33、在糖蜜为原料的酒精厂中，多采用的两塔蒸馏流程。
34、当从几个不同的地点向一个卸料点卸料时，应采取风力输送最为合适。
和管路的彻底灭菌，管道应有一定的斜度，最低取。
3.已知两级冷却、分离、加热的空气除菌流程图如上： 回答下列问题：
（1）指出1、2、3、4、5、7、8、9设备的名称。
（2）说明该流程中两个分离器选择的依据，并说明旋风分离器的直径为什么在设计的时候不应该太大？
（3）空气贮罐的作用是什么？
（4）如果我们选择流程中过滤器的通风量为10m3/min，含菌量为5000个/ m3，发酵周期为100h，要求倒罐率为0.1%（即1000次发酵周期漏进一个杂菌）过滤常数K=13.5/m，求过滤层的厚度L？
14.机械搅拌生物反应器（发酵罐）的主要构件及其作用。
15．指出板框压滤机的型号“BAS40/635-25”中各个字母和数字代表的含义。
16.简述多级离心萃取级EK10007的工作原理。
17、简述沸腾造粒干燥器的工作过程。
四、综合题
1.下图是罐式连续蒸煮和糖化的工艺流程设备，回答下列问题：
（1）分别指出设备3、4、5、6、7、10、11、12的名称。
7.在发酵生产的比拟放大的实践中证明，高耗氧微生物应用的原则进行放大，而黏度较高的非牛顿性流体或高密度细胞培养中应用的原则进行放大效果好。
8.对于弱酸性阳离子交换树脂，其交换能力受溶液PH值得影响，对羧基树脂应使溶液的PH值维持在，酚羟基树脂应使溶液的PH值维持在。
9．空气过滤除菌过程中，当气流速度处在比较大、中等时、较低时，分别是那种机理在其主要起作用：、、。
32、管式和碟式离心机主要通过提圈改变重液出口半径（rH）。rH越大，离心机的分界半径越小，重液层变厚。（）
33、吸附树脂在工业中操作，主要有搅拌罐和固定床两种方法，其中固定床是最普遍也是最重要的操作方法。（）
34、物料干燥过程中，无论哪一阶段，热量均用于水分的汽化和物料温度的升高。（）
35、长管式气流干燥，要求热空气流速大于物料颗粒的沉降速度。（）
44.酒精发酵过程中，常采用罐顶喷水淋于罐外壁表面冷却。为避免发酵车间的潮湿和积水，要求在罐底沿四周设有______。
45.动物细胞培养的操作方式主要有5种，其中灌注培养和连续培养的区别是______________________________。
46．笼式通气搅拌器中，气液交换在______进行，鼓泡通气过程中产生的泡沫在______中经钢丝破碎分成气液两部分。
14.机械搅拌通风发酵罐中轴封的作用是。
15.离心机的离心分离因数指的是：。
16．根据生物反应目的不同，总的可以把反应器分为：、、、。
17.转筒真空过滤机的圆筒内径可以分为三个区域分别为：、、。按照过滤、洗涤、吸干、吹松、卸饼等项操作顺序进行。
18.双转盘圆盘钢磨和单转盘的区别是、并产生。效果较好。
47.好氧发酵液中溶氧浓度的测定通常用溶氧电极法。厌氧发酵和亚需氧生物反应系统内，微量的溶氧浓度可用____________指示。
48.微生物传感器由载体固定的微生物细胞和相关的电化学检测器件组合构成，可以分为________________和_______________。
49.原料粉碎可以分为__________和_______，其中_________的车间内布满灰尘，需要有除尘措施。
10.常用的生物传感器是由和组成的，后者的作用是。
11．在真空式、压力式和混合式三种气流输送流程中，即使系统设备中出现漏孔也不会使粉尘外泄的输送流程是：。
12.动物细胞培养的中空纤维反应器由无数根纤维形成内外两个腔，贴壁细胞接种在，培养液进入到，代谢目标产物在，代谢废物在。
13.锤式粉碎机的矩形锤刀两端各打一轴孔，一个刀片两头反正可调换次。
50.蒸煮糖化过程中，加热器是由三层直径不同的套管组成，粉浆流过__________，高压加热蒸气从__________进入。气液接触均匀，加热比较全面。
51.过滤介质的透过性是指________________________________________。
52.工业操作中，为降低滤饼的比阻，常在悬浮液中添加絮凝剂，其机理是________________________________________。
36、气流干燥的特点有强度大、时间短、适用性广，特别适合于对晶形有要求、黏度大的物料。（）
37、三塔式酒精蒸馏流程，工厂常采用间接式，产品质量高，能生产出高纯度酒精。（）
38、空气压缩机主要有涡轮式和往复式，其中生物工业常选用往复式。（）
39、带式输送机和螺旋输送机均用于水平或带有一定倾斜角度的物料输送。（）
二、判断题
1、在气体搅拌式反应器中，加大通气量增加溶氧量对培养植物细胞是有利的。（）
2、生物反应三种不同类型的过程中，其中传递过程是生物反应器比拟放大的核心问题。（）
3、从理论上讲工业生产过程中，采用高温灭菌时，时间越长效果越好。（）
4、离心分离设备的分离因数f越大，分离效果越好。（）
6、分级粉碎保证了粉碎精度，却增加了能耗。（）
22、细菌灭死的活化能比培养基中营养成分破坏的活化能要小得多。（）
23、板框式压滤机主要由滤板和滤框组成，板式压滤机全部由滤板组成。（）
24、板框式压滤机在洗涤时，要求洗涤板和非洗涤板的滤液出口均打开。（）
25、板框式压滤机洗水分别通过两个滤布，过滤面积为过滤操作时的2倍。（）
26、转筒真空过滤机在筒轴颈端面的分配头沿径向隔离成3个室，其中一个室与真空管道相连，另外两个室与压缩空气管道相连。（）
20.固体物料中的水分分为：和；干燥过程中有两个基本过程同时进行，一是，另一个是。
21．真空式气力输送装置的闭风器应装在：_________；压送式气力输送装置的闭风器应装在：__________。