生物工程设备期末复习_图文文库.docx
生物工程设备考试题目
生物工程设备作业（1-4章）绪论1 为提高生产效应或降低生产成本，生物工程设备发展的趋势是什么？（1）、设备材料越用越好：地缸、木桶——水泥池——碳钢、低合金钢——优质合金钢。
（2）、发酵设备容积逐渐增大：由传统的木桶200-400L逐渐发展到现在:啤酒320m3、谷氨酸 700m3、单细胞蛋白1500m3、喷雾干燥塔由蒸发能力50kg/h发展到5000kg/h。
（3）、自动化程度越来越高：由手动及人工看罐，发展到温度、搅拌、风量、风压、PH、溶氧、消泡、补料全部可以进行自控，应用微机管理。
（4）、设备趋于标准化：由自行设计、加工发展到厂家可提供标准图纸及可订购加工。
（5）、工艺流程更简单化：设备的整合使得单元操作合并，缩短了工艺流程；先进设备的应用，完全改变了原有复杂的工艺流程。
（6）、由分批生产向连续化生产过渡：连续化生产同分批生产相比较，具有优点：操作简单、生产能力大、设备利用率高（灭菌）、生产质量稳定、易实现自动化。
目前，液化、糖化、连消、发酵、浓缩、干燥、结晶等单元操作都可进行连续操作。
2 为适应现代工业化生产的要求，生物工程设备技术改进的方向是什么？3 生物工业化的生产，对生物工程设备的要求是什么？掌握生物工程生产设备结构及工作原理。
主要设备的设计计算及选型。
掌握生物反应器发酵罐的设计。
了解国内外生物工程与设备的新技术、新设备及发展动向。
初步具有独立分析和解决试验研究及工业生产上的工程设备问题的能力。
物料输送1 在进行输送物料设备的选型时，一般考虑的主要因素是什么？2 斗式提升机的料斗类型和各自输送的对象是什么？深斗：深度大、装料多，较难卸料，适用于干燥、易撒落的颗粒物料。
浅斗：深度小，斗口宽，易卸料，可用于较湿和较黏物料的输送。
尖角形斗：侧壁延伸至板外成挡板，安装无间隙，侧壁相连成导槽，不易侧滚。
3 斗式提升机的喂料和卸料方式有哪些，分别适用那种类型的物料？喂料——掏取式：干燥松散的小颗粒、粉状物料，带速较高喂入式：潮湿易结团或大颗粒物料，带速较低卸料——离心式：适用干燥松散且磨损小的物料重力式：适用黏度较大或较重不易甩出的物料4 带式输送机的基本机构和输送的对象是什么？组成：输送带、托辊、鼓轮、传动装置、张紧装置、加料装置、卸料装置水平或倾斜输送粉状、颗粒状、块状、整件物料5 螺旋输送机输送的特点？优点：构造简单，密封好，便于在若干位置进行中间装载或卸载。
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。
生物工程机械与设备重点
单位时间内单位菌体消耗底物或者形成产物(菌体)的量称为菌体的比生长速率：单位分量的菌体瞬时增量 μ= (dx/dt ) /x ；单位为 1/h ，其中 x —菌体浓度(g/L ) 底物的消耗比速:单位时间内单位菌体消耗基质的量 σ= (ds/dt ) /x ；单位为 1/h ，其中 s —底物浓度(g/L ) 产物的形成比速：单位时间内单位菌体形成产物(菌体)的量 π= (dp/dt ) /x,；单位为 1/h ，其中 p —产物浓度(g/L )当培养基中不存在抑制细胞生长的物质时，细胞的生长速率与基质浓度关系(Monod 方程 式)如下：μ=μmax · S/(Ks+S)μ：菌体的生长比速. S ：限制性基质浓度. Ks ：半饱和常数. μmax: 最大比生长速度 Monod 方程的参数求解(双倒数法)：将 Monod 方程取倒数可得： 1/μ=1/μmax+ Ks/μmax S 或者 S/μ= S/μmax+ Ks/μmax这样通过测定不同限制性基质浓度下，微生物的比生长速度，就可以通过回归分析计算出 Monod 方程的两个参数。
延迟期： dx/dt=0 指数生长期： μ=μmax 减速期： dμ/dt<0静止期： dx/dt=0 X=X max 衰亡期： dx/dt<0传统的啤酒发酵设备是由分别设在发酵间的发酵池和贮酒间内的贮酒罐组成的。
加速发酵， C.C.T 发酵和传统发酵相比，由于发酵基质(麦汁)和酵母对流获得强化，可加速发酵；厂房投资节省；冷耗节省；C.C.T 发酵可依赖CIP 自动程序清洗消毒，工艺卫生更易得到保证。
由于罐体比较高，酵母沉降层厚度大，酵母泥使用代数普通比传统低(只能使用5~6 代)；贮酒时，澄清比较艰难(特殊在使用非凝结性酵母)，过滤必须强化；若采用单酿发酵，罐壁温度和罐中心温度一致，普通要5~7d 以上，短期贮酒不能保证温度一致。
机械搅拌发酵罐：它是利用机械搅拌器的作用，使空气和发酵液充分混合，促使氧在发酵液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖、发酵所需要的氧气。
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
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。
生物工程设备概论
生物工程设备概论
生物工程设备是一种用于生物制造和研究的专业设备，它们通常用于生物制药、生物材料、生物能源等行业。
生物工程设备包括生物反应器、生物分离设备、生物传感器、生物检测设备等。
生物反应器是生物工程设备中最常见的一种，它用于培养和维持细胞、微生物或酵母等活细胞的生长环境。
通过控制温度、pH值、氧气供给等各种参数，生物反应器可以为细胞提供最
适宜的生长条件，从而促进细胞的生长和代谢物的产生。
生物反应器的种类有很多，包括批量反应器、连续反应器、循环反应器等，不同的反应器适用于不同类型的研究和生产需求。
生物分离设备则是用于提取和纯化生物制品的设备，它们通常包括离心机、超滤器、色谱柱等。
这些设备可以帮助将混合物中的生物制品分离出来，并进行纯化处理，以获取高纯度的目标产物。
生物分离设备在药物制造、酶制剂、生物染料等领域起着重要作用。
生物传感器和生物检测设备则用于监测和检测生物制品的质量和活性。
生物传感器可以通过对生物体内生物活性物质的测量，快速、高效地获取生物制品的活性信息。
生物检测设备则可以对生物制品的质量进行定量和定性的检测，确保生物产品符合质量标准。
总的来说，生物工程设备在生物制造和研究领域起着至关重要的作用，它们为生物技术的发展和生物产品的生产提供了必要
的技术支持和保障。
随着生物工程技术的不断创新和发展，生物工程设备也将不断更新和完善，以满足不断增长的生物生产需求。
11级生物工程设备复习资料
1、有一发酵罐，内装40m3培养基，在121℃温度下进行实罐灭菌，原污染程度为每ml有2×105个耐热细菌芽孢，121℃时灭菌速度常数为1.8（/min），求灭菌失败机率为0.001时所需要的灭菌时间？（假设不计升温阶段所杀灭的菌数，把培养基中所有的菌均看作是在保温阶段被杀灭）。
若对培养基采用连续灭菌，灭菌温度为131℃，此温度下灭菌速度常数为15（/min），求灭菌所需的维持时间？解：⑴ N0=40*106*2×105=8*1012Nt=0.001，k=1.8（/min）灭菌时间为：2.303 N0t= ——lg—=20.34（min）k Nt解：⑵ 2.303 C0t=————lg—k CtC0=2×105（个/ml）Ct=1/40×109（个/ml）t=2.44（min）2、某酒精工厂，每发酵罐的进料量为28t/h，每4h装满一罐，糖化液密度为1082kg/m3发酵周期72h，试确定发酵罐的结构尺寸,罐数。
解：发酵罐个数和结构尺寸的确定：发酵罐个数：N=（nt/24）+1n=24/4=6 N=6×72÷24+1=19（个）取发酵罐装料系数φ=0.9发酵罐体积 V=Vo/φ=28×4×1000÷（1082×0.9）=115（m3）发酵罐采用圆柱型，底、顶为锥型，结构比例如下H=1.2D h1=h2=0.1DV=0.785D2（H+ 1/3× h1+1/3× h2）=0.785 D2（1.2D+2/3×0.1D）=115（m3）则：D=4.87（m ）H=1.2D=5.84m h1=h2=0.1D=0.487m3、已知从汽液分离器排出的糊化醪量为1000kg/h，其比热为3.6kJ/kg·k，温度为100℃,要求冷却到65℃，试计算真空冷却器基本尺寸（直径D和高度H）。
生物工程设备习题及答案
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：、、。
4.由下图指出①②③起主要作用的除菌机理是什么？并说明为什么当气速过大时随气速的增加捕集效率又有所下降？
45、斜孔塔板的孔口与板面成一定角度，同一排孔的孔口方向、相邻两排孔的孔口方向均相同。（）
三、简答题
1.简要说明大型啤酒发酵罐设计时应该怎么考虑耐压、传质和热交换、防止真空。
2.简要说明泡罩塔板的主要结构。
3.简要说明生物传感器的结构、原理。
4.简述转筒真空过滤机的工作原理和过程。
6.简要叙述固体物料的粉碎按其受力可以分为哪几种？
（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。（）
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。
08～09生工生物工程设备答案A
08～09生工生物工程设备答案A 2008，2009学年第1学期期末考试生物工程专业《生物工程设备》课程试卷答案 A一、填空,共30空～每空1分～共30分,1、正三角形2、1/5-1/83、切向喂料式、轴向喂料式、径向喂料式4、5cm5、加热、凝聚和絮凝、加入盐类、调节PH、加入助滤剂6、聚乙烯、聚丙烯、乙羧醛7、过滤、沉降、分离8、45?9、25-50mm～100-150mm10、重力、加压、真空211、650mm/S～5%12、平衡重平衡法、双筛体平衡法13、加酸通用处理、加热加酸沉淀、絮凝剂澄清处理二、单项选择,共10小题～每小题1分～共10分,1、A2、D3、D4、B5、B6、A7、C8、B9、D 10、D三、名词解释,共5小题～每小题3分～共15分, 1、高浓度基质抑制答:基质浓度过高会使产物大量积累～抑制细胞生成和产物合成的能1力。
2、生长偶联型答:产物生成在细胞生长过程中出现。
3、分离因数答:物料受到的离心力与重力之比～也等于离心加速度与重力加速度之比。
4、公称体积答:发酵罐筒身体积与罐底体积之和。
5、Monod方程答:细胞生长为均衡生长～描述细胞生长的唯一变量是细胞浓度～培养基中只有一种基质是生长限制性基质～其它为过量不影响细胞生长～细胞生长视为简单的单一性生长～细胞得率唯一常数。
四、简答题 ,共5小题～每小题5分～共25分,1、简述升膜式、降膜式浓缩设备的工作原理及结构特点。
答:降膜式蒸发器的工作原理是:料液由加热器体顶部加入～液体在重力作用下～沿管内壁成液膜状向下流动～由于向下加速～克服加速压头比升膜式小～沸点升高也小～加热蒸汽与料液温差大～所以传热效果较好。
汽液进入蒸发分离室～进行分离～二次蒸汽由分离室顶部排出～浓缩液则由底部排出。
降膜式蒸发器的特点:,1,物料只通过一次加热面～无循环～受热时间短。
,2,二次蒸汽可以利用。
,3,可生产粘稠物料。
,4,清洗较困难～液膜难控制。
生物工程设备复习大纲
1．1生物反应器设计基础1、发酵罐数的确定。
可参考课件作业1．2通风发酵罐1、通风发酵罐的主要类型及其原理、优缺点或特点。
答：1. 机械搅拌发酵罐(TRC) 工作原理：利用机械搅拌器的作用，使空气和发酵液充分混合促使氧在发酵液中溶解，以保证供氧。
优点：高生产效率，高经济效益。
2. 气升式发酵罐(ALR) 工作原理：把无菌空气通过喷嘴或喷孔喷射进入发酵液中，通过气液混合物的湍流作用而使空气泡分割细碎，同时由于形成的气液混合物密度降低故向上运动，而气含率小的发酵液则下沉，形成循环流动，实现混合与溶氧传质。
特点： 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4）传热良好5）结构简单6）能耗小7）不易染菌8）操作和维修方便3. 自吸式发酵罐 工作原理： 不需空气压缩机提供加压空气，而依靠特设的机械吸气装置或液体喷射吸气装置吸入无菌空气，实现混合搅拌与溶氧传质的发酵罐。
优点： (1)不必配备空气压缩机及其附属设备，节约设备投资，减少厂房面积；(2)溶氧速率高，溶氧效率高，能耗较低； (3)生产效率高、经济效率高(4)设备便于自动化、连续化。
缺点： 较易产生杂菌污染，需配备低阻力损失低高效空气过滤系统，罐压较低，装料系数约为40％。
4. 通风固相发酵罐 优点：设备简单，投资省。
2、机械搅拌通风发酵罐装配图、各部件作用及原理。
1－轴封 ； 2、20－人孔；3－梯； 4－联轴；5－中间轴承； 6－温度计接口；7－搅拌叶轮； 8－进风管；9－放料口； 10－底轴承；11－热电偶接口； 12－冷却管；13－搅拌轴； 14－取样管；15－轴承座； 16－传动皮带；17－电机； 18－压力表；19－取样口； 21－进料口；22－补料口； 23－排气口；b p t t t +=24－回流口； 25－视镜；3、机械搅拌通风发酵罐轴功率的计算（非通气状态和通气状态注意参数单位）。
非通气状态： 通气状态：1．3嫌气发酵罐1、酒精发酵罐和啤酒发酵罐的结构特点。
生物工程设备重点知识
筛选法清理机的工作原理：被清理物料由进料斗1进入，通过控料闸依次到达三级振动筛的三层筛面上。
三层筛面倾斜安装在一个整体筛架上，由振动机构带动作往复振动。
当物料到达第一层筛面，由于筛孔较大，物料及粗杂通过筛孔落到第二层筛面上，第一层筛面上为大杂。
物料到达第二层筛面并通过筛孔，把粗杂清理出来。
物料到达第三层筛面，由于第三层筛孔小，细杂通过筛孔被分离出来。
筛面组合：筛余物法、筛过物法、混合法摆动筛平衡方式：平衡重块平衡（在偏心装置上加设平衡重物）、对称平衡法（双筛体）滚筒分级筛工作原理是：物料通过料斗流入到滚筒时，在其间滚转和移动，并在此过程中通过相应的孔流出，以达到分级。
粗粉碎：原料粒度在40－1500mm范围内，成品颗粒粒度约5－50mm；中粉碎：原料粒度5－50mm，成品粒度0.1－5mm；微粉碎：（细粉碎）原料粒度2－5mm，成品粒度0.1mm左右；超微粉碎：（超细粉碎）原料粒度更小，成品粒度在10－25μm以下。
粉碎的种类与形式压碎：劈碎、折断、磨碎、冲击破碎。
挤压力、冲击力和剪切力（摩擦力）离心泵的工作原理：启动前，先将泵壳内灌满被输送的液体。
启动，泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。
于是液体以较高的压力，从压出口进入压出管，输送到所需的场所。
当叶轮中心的液体被甩出后，泵壳的吸入口就形成了一定的真空，外面的大气压力迫使液体经底阀吸入管进入泵内，填补了液体排出后的空间。
这样，只要叶轮旋转不停，液体就源源不断地被吸入与排出。
离心泵的主要部件①叶轮：开式叶轮、半闭式叶轮、闭式叶轮②泵壳螺旋杆工作过程：单螺杆泵的工作原理是偏心单头螺旋的转子（螺杆）在双头螺旋的定子孔（螺腔）内绕定子轴线作行星回转时，转子－定子运动付之间形成的密闭腔就连续的、匀速的、容积不变的将介质从吸入端输送到压出端。
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。
生物工程设备题库
生物工程设备题库
以下哪种设备是生物工程中常用的离心机类型？
A. 冷冻离心机
B. 家用洗衣机
C. 打磨
D．空调
在生物工程实验室中，有哪些设备可用于精确测量和分配小体积
液体
移液器
C. 培养箱
D. 离心机
以下哪一项是PCR仪在生物工程中的主要应用？
A.培养细胞
B. 其余DNA片段
C. 过滤液体
D. 测量温度
生物工程实验中，用于观察细胞和组织结构的设备是？
A. PCR仪
B. 离心机
C. 团队
D. 摇床
在生物工程中哪种设备用于控制温度和湿度，以模拟特定的环境条件？
A. 培养箱
B. 离心机
C. 团队
D. 搅拌器
用于和均质化生物样本混合的设备是？
A. 离心机
B. 摇床
C．均质器
D. 培养箱
下列哪一项不是静电破碎仪在生物工程中的应用？
A. 细胞破碎
B. DNAC 提取。
蛋白质收缩
D. 液体过滤
在生物工程领域，哪种设备常用于分离和吸附生物大分子，如DNA和蛋白质
层分析柜
C. 团队
D. 摇床。
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。
生物工程设备试题及答案
生物工程设备试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 生物反应器中，用于测量细胞密度的传感器是：A. pH传感器B. DO传感器C. 生物量传感器D. 温度传感器答案：C2. 在生物工程中，细胞培养基的主要成分不包括：A. 碳源B. 氮源C. 无机盐D. 重金属答案：D3. 下列哪种设备不是生物工程中常用的无菌操作设备？A. 层流罩B. 无菌操作台C. 超净工作台D. 离心机答案：D4. 在动物细胞培养中，通常使用的培养基是：A. 液体培养基B. 固体培养基C. 半固体培养基D. 气体培养基答案：A5. 以下哪个参数不是生物反应器设计时需要考虑的因素？A. 搅拌速度B. 温度控制C. pH调节D. 压力调节答案：D6. 在生物工程中，用于控制细胞生长环境的参数不包括：A. 氧气浓度B. 二氧化碳浓度C. 光照强度D. 土壤湿度答案：D7. 以下哪种方法不是细胞计数的常用方法？A. 显微镜直接计数法B. 血细胞计数板法C. 流式细胞仪法D. 重量法答案：D8. 在生物工程设备中，用于维持细胞生长所需温度的设备是：A. 恒温水浴B. 恒温培养箱C. 恒温摇床D. 恒温烘箱答案：B9. 生物反应器中，用于测量和控制溶解氧的设备是：A. pH计B. DO电极C. 温度计D. 压力计答案：B10. 在生物工程中，用于细胞破碎的设备是：A. 超声波破碎仪B. 高速离心机C. 流式细胞仪D. 显微镜答案：A二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 以下哪些因素会影响细胞培养的生长环境？A. 温度B. pH值C. 光照D. 氧气供应答案：ABCD2. 生物反应器中常用的搅拌方式包括：A. 机械搅拌B. 磁力搅拌C. 气体搅拌D. 电动搅拌答案：ABC3. 在生物工程中，细胞培养的类型包括：A. 悬浮培养B. 贴壁培养C. 共培养D. 无血清培养答案：ABCD4. 以下哪些设备是生物反应器中常用的传感器？A. pH传感器B. DO传感器C. 温度传感器D. 压力传感器答案：ABCD5. 在生物工程中，细胞培养基的制备需要考虑的因素包括：A. 营养成分的平衡B. 渗透压的控制C. 无菌操作D. 培养基的pH调节答案：ABCD三、填空题（每空1分，共20分）1. 生物反应器的设计需要考虑的因素包括_______、_______、_______、_______等。
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。
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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:可川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主的热量对空气进行加热保温杀菌，在生产上具有重耍意义。
2）辐射杀菌：a射线、X射线、B射线、X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。
一般耍结合甲醛蒸汽或苯酚喷雾来保证无菌室的鬲度无菌。
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：采川定期灭菌的干燥介质來阻截流过空气所含的微牛物，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牛惯性冲击、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：（气流速度较人时）由于微粒肓冲到纤维表而，因摩擦粘附，微粒就滞留在纤维表而上，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o 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屮，布朗扩散作用人人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牛厂•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人于气流对它的拖带力时，微粒就发生沉降现象（人颗粒比小颗粒作用显著）o微粒的沉降作用提髙了拦截捕集作用。
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，作相对运动摩擦吋，会产牛静电现象。
悬浮在空气中的微牛: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•自吸式发酵罐根据吸气装置不同分类：机械搅拌自吸式、喷射自吸式、溢流喷射自吸式•口吸式发酵罐特点：优点：⑴节约设备(压缩机)投资，减少厂房面积。
⑵溶氧速率和溶氧效率高；能耗较低。
⑶生产效率高，经济效益好(酵母和醋酸的发酵)。
缺点：(1)由于罐压较低，对某些产品生产容易造成染菌。
(2)必须配备低阻力损失的高效空气过滤系统。
•口吸式发酵罐的主体结构包括：(1)罐体(2)占吸搅拌器及导轮；(3)轴封；(4)换热装置；(5)消泡器•机械搅拌白吸式发酵罐(1)构造：自吸式发酵罐的主要的构件是白吸搅拌器及导轮，简称为转子及定子。
转子由箱底向上升入的主轴带动。
当转子转动吋，其框内的液体被甩出，形成局部真空而由导气管吸入空气。
转子的形式有九叶轮、六叶轮、三叶轮、十字形叶轮等，叶轮均为空心形。
(2)原理:它的搅拌器是一个空心叶轮，叶轮快速旋转时液体被丿I!出，叶轮小形成负压，从而将罐外的空气吸到罐内，并与高速流动的液体密切接触形成细小的气泡分散在液体Z中，气液混合流体通过导轮流到发酵液主体。
•文氏管吸气口吸式发酵罐原理：用泵使发酵液通过文氏管吸气装置，由丁•液体在文氏管的收缩段流速增加，形成真空而将空气吸入，并使气泡分散与液体均匀混仑，实现溶氧传质。
•溢流喷射口吸式发酵罐原理：液体溢流吋形成抛射流，由于液体的表面层与其相邻的气体的动最传递，使边界层的气体有一定的速率，从而帯动气体的流动形成白吸作用。
2.气升式发酵罐•机械搅拌发酵罐不足：(采用气升式发酵罐可以克服以下的缺点)(1)设备构造比较复杂(2)动能消耗较太(3)轴封易泄露和染菌•工作原理⑴把无菌空气通过喷嘴或喷孔喷射进发酵液中，通过气液混合物的湍流作川而使空气泡分割细碎；⑵同时市于形成的气液混合物密度降低故向上运动，而气含量小的发酵液则下沉，形成循环流动，实现混合与溶氧传质。
⑶反应器内液体混合均匀，因不用机械搅拌器，减少了剪切作用对细胞的损伤。
•类型：常见：气升环流式反应器、气液双喷射气升环流反应器、设冇双层板的塔式气升发酵罐根据结构特点：内循环式和外循环式•特点(无需搅拌器，定向循环流动，故有许多优点)：⑴反应溶液分布均匀；⑵有较高的溶氧速率和溶氧效率；⑶剪切力小，对生物细胞损伤小；⑷传热良好;⑸结构简单，易于加工制造。
⑹操作和维修方便。
•主要结构及操作参数1)主要结构参数：(1)反应器的高径比h/D二5-9(2)导流筒径与罐径比DE/D=O. 6-0. 8(3)空气喷嘴直径与反应器直径比D1/D以及导流筒上下而到罐顶及罐底的距离均对发酵液的混合和流动、溶氧等有重要作用2)操作特性(1)平均循环时间tm发酵液必须维持一定的环流速度以不断补充氧，使发酵液保持一定的溶氧浓度，适应微牛物生命活动的需要。
循环周期：发酵液在环流管内循环一次所需要的时问。
(循环周期时间必须符合菌种发酵的需要。
). % %垢=仁=石厂式中％发酵罐内培养液量,发酵液循环流量, m3/s；D E——导流管(上升管)直径，m；如——导流管中液体平均流速，m/s。
(2)液气比R定义：发酵液环流最Vc和通风量VG之比。
V G(3)气升式反应器的溶氧传质取决于发酵液的湍流及气泡的剪切细碎状态。
计算题：一气升环流式发酵罐中发酵液体积为10m3,导流筒半径为200mm,导流筒内发酵液的平均流速为1.5m/s,若通风量为lm3/mino试计算发酵液的环流量VC (m3/min)、平均循环时间tm (s)及液气比R。
• 对气升式发酵罐的看法：对于“节能”观念很强的现今社会，再加上发酵行业的开始迅猛发展，气升式发酵罐会逐渐成为生物反应器的“罐中Z王”.由于其结构简单，易于制造，操作和维修简便，有较高的溶氧速率与溶氧效率，传热陆好，剪切力小，对生物细胞损伤小，更重要的是它与机械搅拌式发酵罐相比节电70%-80%,间，需根据培养的微生物种类及其耗氧的速率而定，且若控制不当，会严重影响微生物的活力及减少发酵产率.3.酒精发酵的原理：(1)酿酒酵母是兼性厌氧菌，利川此类微生物生产酒精、啤酒等的发酵过程，无需通入空气，所用的设备是厌氧发酵设备。
(2)在无氧情况卜•，丙酮酸经脱竣酶脱竣生成乙醛，再在乙醇脱氢醮还原下，将乙醛转化为乙醇，并产牛少量能量。
4.啤酒发酵过程：前发酵(主发酵)：酵母繁殖、大部分可发酵性糖类代谢及发酵产物形成的阶段；后发酵：残糖进一步分解，形成二氧化碳，溶于啤酒中，啤酒进一步得到成熟和澄清。
5.啤酒发酵罐的CIP清洗系统流程CIP清洗系统是在密闭坏境卜不拆动设备零部件或管件，对设备系统进行清洗及消毒的过程。
啤酒发酵罐的CIP清洗系统流程：用清水冲至无泡f用2. 0%~4. 0%碱液循环清洗30min-用水冲至pH 为屮性〜川消毒剂循环杀菌lOmin以上。
6.微藻培养反应器表2・3两类光生物反应器的主要优缺点比较类型开放式光生物反应器密闭式光生物反应器结构特点跑道池式光生物反应器；结构简单、容易放大、成本较低；面积/体积比较小(1〜10)；光能利用效率低密闭管式光生物反应器；结构复杂、放大相对较难、成本较高；面积/体积比较大(25〜125)；光能利用效率高培养特点操作简单，培养条件、生长参数难控制，培养环境很不稳定；容易被污染，很难实现无菌培养；二氧化碳利用效率较低；培养液中的水分蒸发fit较大；产率较低[10〜20g/(m2• d)]i 已大规模投产(5〜50ha)操作简单，培养条件、生长参数容易控制，培养环境非常稳定；容易控制污染，实现无菌培养；二氧化碳利用效率较高；培养液中的水分蒸发址较少，产率较高[(30〜80g/(m2• d)]j已达到数百至数千平方米规模产品特点生产成本较低，但产品质fit也较低生产成本较高，产品质扯高适用范围仅适用于少数能耐受极端环境的微藻适用于各种微漩的培养发展前途已达到最大技术极限，发展潜力较小发展潜力大，有很好的开发前景7.固态发酵生物反应器•固态发酵定义：是指没冇或儿乎没冇自由水存在下，在冇一定湿度的水不溶性固态垄质屮，用一种或多种微牛物的一个牛物反应过程，因此固态发酵是以气相为连续相的生物反应过程。
•固态发酵与深层液体发酵的区别：(1)固态发酵需要维持培养空间湿度的恒定或者补水，而液体发酵则不需要。
(2)微牛•物牛长方式不同。
(3)传质特点不同。
(5)固态发酵是非均匀相反应。
•几种固态发酵生物反应器浅盘式牛:物反应器：浅盘发酵是在无搅拌、无强制通风的状态下进行的发酵。
传统的操作，一般是将蒸煮后的物料运到一个洁净的接种室，经冷却后和菌种混匀，装入浅盘。
浅盘内物料层的厚度对发酵温度有直接影响，物料层厚度越大，微生物的浓度越低。
浅盘内物料层的厚度不宜超过5cm 填料床式工物反丿、'、Z器：采取强制通风方式,具有一定压力、温度和湿度的空气从底部通入，通过物料层，再从顶空排出。
通风的口的不仅是供氧，更重要的功能是去除代谢热。
由于强制通风，故发酵热的去除主要靠对流热和蒸发水分散热。
主要操作参数:通风量、进口空气的温度、环境温度。
底部通风、顶部排气的填充床反应器，空气入口处温度最低，随物料层高度的升高，物料温度渐增，顶部出口空气温度最高。
流化床式牛•物反应器；是通过向上流动的气流便颗粒或粉粒物料维持在悬浮状态形成流化床而培养微生物的装置。
可用于絮凝微生物、固定化酶、固定化细胞反应过程以及固体基质的发酵。
(优点、缺点P89)转鼓式牛物反应器：把固体培养基质装在一转鼓式容器内,可通风并维持恒温，随着转鼓的旋转，物料依靠白身的重力下落，从而实现翻料的装置。
由于经典的转鼓式反应器装料系数较低，且耗能较大，在此基础上开发了内筒体旋转的转鼓式反应器和弯叶式扌当板倾斜式转鼓反应器。
搅拌式依物反应器；搅拌式生物反应器的最高温度比填料床的低。
典型代表是圆盘制曲机。
圆盘制曲机或多层圆盘制曲机是在箱式发酵装置上发展起来的。
圆盘制曲机也可以设计成集杀菌(或蒸料)与制|11|培养与一体，在发酵容器内设置蒸汽加热系统对物料进行灭菌或汽蒸。
压力脉动固态发酵工物反应器；利用无菌空气对密闭怛温的低压容器的气相压力施以周期性脉动，强制实现气体扩散，然后通过瞬吋排气泄压，松动培养基固体颗粒，从而实现供氧和搅拌的装置。
•反应器(1)反应器的搅拌翻料方式：完全静止发酵、I'可歇搅拌发酵、连续搅拌发酵(2)反应器通风换气方式：白然对流通风、强制通风8.植物细胞培养特性及培养方式•植物细胞培养特性：植物细胞培养具有周期长、细胞抗剪切能力弱、易团聚等特点。
植物细胞培养反应器的设计不仅要考虑有利于细胞生长，还要考虑有利于产物的积累和分离。
总体上，适合植物细胞培养的反应器应具有适宜的氧传递、良好的流动性和较低的剪切力。