(完整版)生物工程设备知识点总结
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。
第一篇 生物工程设备总结
上篇小结第一章物料输送设备1、生物工业生产常用物料类型及主要输送设备特点A、物料类型：固体物料、液体物料、气体物料三类B、固体物料输送有机械输送：带式输送、螺旋输送均为水平或倾斜方向，斗式提升机为垂直方向；气力输送：真空~、压力~、压力真空~。
风机是气力输送的唯一动力设备，真空输送风机在物料的后面，压力输送风机在物料的前面。
液体、酱体物料输送多用离心泵、往复泵以及螺杆泵，使用最多的是离心泵和往复泵。
气体输送：气体加压后在圆形或方形管道中实现输送。
2、三种机械输送的原理A、带式输送机[皮带运输机]：水平或倾斜方向结构原理：利用一根封闭的环形带，绕在相距一定距离的滚轮上，由滚轮带动运行，物料放在带上，靠摩擦力随带前进，到带的另一端靠自重卸下B\斗式提升机:垂直方向提升结构原理：胶带或链条作牵引件，将若干料斗固定在牵引件上，牵引件由上下转鼓张紧并运行，料从下部装入料斗提升至上部绕过转鼓从斗内卸出。
C、螺旋输送机(绞龙)：水平或倾斜方向用于粉状、小颗粒状输送、加料及料水混合等。
原理：由外壳和一个旋转的螺旋料槽和传动装置构成，当轴旋转时，物料因受重力和摩擦力作用，螺旋将物料沿轴向推进，一般用于水平或少倾斜方向物料输送。
3、气流输送：气流输送是指在输送管道中，空气以高速流动，借助空气的动能，使物料在气流中被悬浮输送到指定地点的输送方式。
4、混合比：是指气流输送系统中，单位时间输送的物料质量G物与单位时间所需的空气质量G气的比值，即每1kg空气所能提升的物料质量。
μ＝ G物/ G气5、输料管布置原则•2个以上时，料量大的靠近风机；•尽量缩短水平段；•先沿垂直管提升至所需高度，再水平运至卸料点；•物料易停滞或易堵塞处，预设吹气口或易拆件；•弯头：曲率半径应取输料管的5~10倍,减少90度弯•弯头外壁易磨损，可采用加厚或做更换管件。
6、重力式卸料器气-固分离的原理：带物料气流进入一个较大空间，速度降低，物料因自身重力而沉降，气体经过滤后排出。
生物工程设备知识点总结
体积溶氧系数kLa：单位时间单位体积溶液所吸收的气体。
影响kLa的因素：物系的性质——粘度，扩散系数，表面张力操作条件——温度，压力，通气量，搅拌转数反应器的结构——反应器的结构型式，搅拌器结构，搅拌方式剪切力的作用1、增加质量与热量传递速率2、对微生物，动植物细胞的培养造成影响机械搅拌通风发酵罐的搅拌与流变特性1、搅拌叶轮尺寸与类型●叶轮尺寸与罐直径比Di/D=0.33~0.45选用较大的叶轮或Di/D：多糖发酵，动物细胞培养；●叶轮类型的选择功率准数、混合特性，产生的液流作用力的大小2、搅拌叶尖速度与剪应力●细胞与剪切作用损害程度：细胞特性、搅拌力的性质、强度、作用时间；定性关系：球状和杆状细胞：耐受力强，丝状、动物细胞：耐受力弱；●关于搅拌剪切的反应器设计准则以搅拌叶尖线速度v为基准：v≤7.5m/s3、发酵液的流变特性液体流变特性的影响：传质、传热、混合；发酵罐设计与运转；●发酵液流变特性的类型：（1）牛顿型流体黏度不随搅拌剪切速率和剪应力而改变（粘性定律）；剪应力与剪切速率的关系：τ=F/A=μ(du/dy)=μγτ为剪应力，Pa或N/m2；F为切向力，A 为流体面积；μ为流体黏度Pa·s，γ为剪切速率（速度梯度，s－1 )；非牛顿型流体（2）宾汉塑性流体τ=τ0+μsγτ0为屈服应力，Pa;μs为表观黏度,Pa·s;如黑曲霉发酵液；（3）拟塑性和涨塑性流体τ=KγnK：均匀系数，稠度系数，Pa·sn；n：流体状态特性指数，拟塑性：0﹤n﹤1涨塑性：n﹥1如丝状菌（青霉素）、液体曲、多糖；机械搅拌通风发酵罐的的热量传递1、发酵过程的热量计算●生物反应热的计算Q发酵=Q生物+Q搅拌－Q散Q搅拌：与搅拌功率Pg有关，η功热转化率，取η=0.92；Q散发：Q蒸发、Q显、Q辐射，Q散发=0.2 Q生物；●冷却水带出的热量计算发酵过程的最大放热：Q发酵=[Wc(T2－T1)]/ VL [kJ/(m3·℃)]W:冷却水流量，kg/h；c：水的比热容，kJ/(kg·℃)；T1、T2:冷却水进出口温度，℃；VL：发酵液体积，m3;●发酵液温升测量计算旺盛期，先使罐温恒定，关闭冷却水，30min后测定发酵液的温度：Q发酵=[ (w1c1+w2c2) △T]/VL [kJ/(m3·℃)]w1、w2：发酵液和发酵罐的质量，kg；c1、c2：发酵液和发酵罐的比热容，kJ/(kg·℃)；△T：30min内发酵液的温升，℃；2、发酵罐的换热装置●换热夹套换热系数低：400~600 kJ/(m3·h·℃)；适应：5m3发酵罐；●竖式蛇管4~6组换热系数高：1200~4000 kJ/(m3·h·℃)；要求水温较低；●竖式列（排）管传热推动力大，用水量大；机械搅拌通风发酵罐的几何尺寸及体积标准发酵罐的几何尺寸H/D=1.7~4d/D=1/2~1/3W/D=1/8~1/12B/D=0.8~1.0(s/d)2=1~5H0/D=2●公称体积指罐的筒身（圆柱）体积与底封头体积之和。
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。
生物工程设备重点
生物工程设备重点一、名词解释公称容积：是指罐的圆柱部分和底封头容积之和。
膜蒸发：让溶液在蒸发器加热表面以很薄的液层流过，溶液很快受热升温、汽化、浓缩，浓缩液迅速离开加热表面。
间歇发酵：微生物在一个罐内完成4个阶段的培养过程。
连续发酵：在发酵罐内不断流加培养液，又不断排出发酵液，使发酵罐中的微生物一直维持在生长加速期。
同时又降低代谢产物的积累，这样就缩短了发酵周期，提高了设备利用率。
贴壁培养：是指必须贴附在固体介质表成上生长的细胞培养。
一罐法：主发酵和后发酵阶段在一个发酵罐内完成两罐法：两罐法发酵又分两种，一种是主发酵在发酵罐中进行，而后发酵和贮酒阶段在贮酒罐中完成，另一种是主发酵和后发酵在一个发酵罐中进行，而在贮酒罐中完成。
二、填空题非机械搅拌的形式：气升式、自吸式、鼓泡式气升环流式发酵罐的几种类型：1）外循环2）内循环3）内外循环机械搅拌罐的优缺点优点：物料混合均匀、传质速度高、溶氧量高缺点：驱动功率较高管式薄膜蒸发器:（液体流动方式）升膜式、降膜式、升降膜式煮出糖化的四个过程：糊化、糖化、煮沸、过滤粉碎方法：1）湿粉碎2）干粉碎干粉碎分为：a、挤压b、冲击c、磨碎d、剪切e、劈碎常用离心机：碟片式、管式、螺旋式三、问答题1、机械搅拌通风发酵罐的基本条件发酵罐应具有适宜的径高比。
罐身越高，氧的利用率较高。
发酵罐能承受一定的压力。
要保证发酵液必须的溶解氧。
发酵罐应具有足够的冷却面积。
发酵罐内应尽量减少死角，避免藏垢积污，灭菌能彻底，避免染菌。
搅拌器的轴封应严密，防染菌和减少泄漏。
2、轴封的定义，机械轴封和填料轴封的比较。
安装在旋转轴与设备之间的部件，它的作用是阻止工作介质（液体、气体）沿转动轴伸出设备之处泄露。
机械轴封的密封效果好，泄漏量很小，寿命长，但价格贵，加工安装维修保养比一般密封要求高。
适用于输送石油及化工介质，可用于各种不同粘度、强腐蚀性和含颗粒的介质。
填料轴封结构简单、价格便宜、维修方便。
生物工程设备考点总结
九1常压蒸发设备类型及结构特点。
夹套加热式和内置加热式(加热器位于锅体内)2循环式蒸发设备类型及结构特点●中央循环管式：结构紧凑、制造方便、传热较好及操作可靠等，应用十分广泛。
循环速度较低溶液粘度大、沸点高，有效温度差小。
设备的清洗和维修也不够方便。
●悬框式：加热室可由顶部取出进行清洗、检修或更换，而且热损失也较小。
结构复杂，单位传热面积的金属消耗较。
●列文式（外循环）：循环速度快，总传热系数亦较大。
液柱静压头效应引起的温度差损失较大，要求加热蒸汽有较高的压力。
设备庞大，消耗的材料多，需要高大的厂房。
●外热式：采用了长加热管，且液体下降管不再受热●强制循环式：循环速度大可用于蒸发粘度大，易结晶结垢的物料；传热系数较大。
能耗大。
3非循环式发设备类型及结构特点真空蒸发主要设备由于减压，沸点降低，有利于溶液汽化。
蒸发器的热损失较少。
适用于热敏性溶液和不耐高温的溶液；可利用二次蒸汽作为加热热源；需要有抽真空装置，保持真空度，消耗额外能量。
4升膜式蒸发设备的工作原理物料从加热器下部进入，在加热管内被加热蒸发拉成液膜，浓度液在二次蒸汽带动下一起上升，从加热器上端沿汽液分离器筒体的切线方向进入分离器，浓缩液从分离器底部排出，二次蒸汽进入冷凝器。
5常用结晶设备类型及结构特点按操作方式①间歇结晶设备：简单、方便②连续结晶设备：复杂、晶体小、不采用改变溶液浓度方法分①冷却结晶设备结晶箱②浓缩结晶设备煮晶锅③其他结晶设备等电点结晶设备十1.列举生物工业常用干燥方法空气干燥真空干燥冷冻干燥微波干燥2.常压干燥设备有哪些类型？麦芽干燥塔箱式干燥箱烘房滚筒干燥器（双滚筒干燥器）红外线干燥器转筒干燥器洞道式干燥器3.真空干燥设备有哪些类型？真空箱式干燥器带式真空干燥器耙式真空干燥器4.绝热干燥设备有哪些类型？气流干燥设备喷雾干燥设备流化床干燥设备5.长管气流干燥的关键设备是什么？脉冲式干燥管6.喷雾干燥的原理与特点利用不同的喷雾器，将悬浮液或黏滞的液体喷成雾状，与热空气之间发生热量和质量传递而进行干燥的过程。
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。
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。
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：PPT1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;11、剪切作用的影响1剪切力对微生物的影响①细菌通常认为剪切力对细菌的影响较小,因为它的大小比发酵罐中常见的漩涡要小,而且有坚硬的细胞壁;②酵母酵母比细菌大,但仍比常见的湍流漩涡小;酵母的细胞壁也较厚,具有一定抵抗剪切力的能力,但其细胞壁上的芽痕和蒂痕对剪切力的抗性较弱;③丝状微生物包括霉菌和放线菌a、自由丝状颗粒自由丝状颗粒导致传质困难;为增强混合和传质,需要强烈的搅拌,但高速的搅拌产生的剪切力会打断菌丝,造成机械损伤;b、球状颗粒如果是球状颗粒,则发酵液中黏度较低,混合和传质比较容易,但菌球中心的菌可能因为供氧困难而缺氧死亡;搅拌会对菌球产生两种物理效果：一种是搅拌消去菌球外围的菌膜,减小粒径,另一种是使菌球破碎;这些效果主要是由于湍流漩涡剪切造成的;c、自由菌丝体由于剪切力会使菌丝断裂,所以需要控制搅拌强度;搅拌强度会对菌丝形态、生长和产物生成造成影响,还可能导致胞内物质的释放;2剪切力对动物细胞的影响动物细胞无细胞壁且尺寸较大,故对剪切力非常敏感;动物细胞可分为两类：①贴壁依赖性剪切力对其的破坏机制是：由点到面的湍流漩涡作用及载体与载体间、载体与浆及反应器壁的碰撞造成的②非贴壁依赖性的剪切力对其的破坏机制是：主要是因为气泡的破碎造成的3剪切力对植物细胞的影响植物细胞因有细胞壁,所以其对剪切力的抗性比动物细胞大,但因其细胞个体相对较大,细胞壁较脆,柔韧性差,所以与微生物相比它对剪切力仍然很敏感,在高剪切力的作用下会受到损伤甚至死亡或解体;植物细胞在培养的过程中一般会结团,结团会影响产物的释放,细胞结团的大小受到剪切力的影响;剪切力的大小对细胞的生长也有影响,在同样的剪切力下,细胞在高浓度状态下具有较高的成活率,在细胞浓度较低时,如在反应器操作的起始阶段,剪切力应控制在低水平,以有利于培养;剪切对次级代谢产物的生产也有影响,同时在高剪切应力下,细胞延迟期缩短,指数生长时间段也缩短;4剪切对酶反应的影响酶是一种活性蛋白,剪切力会在一定程度上破坏酶蛋白分子精巧的三维结构,影响酶的活性;一般认为酶活性随剪切强度的增加和时间的延长而减小;在同样的搅拌时间下,酶活力的损失与叶轮尖速度呈线性关系;不同类型的叶轮对酶活性的影响有差异;12、发酵过程中,始终保持氧从气相到液相的传递连续原因：1发酵过程为好氧2氧在水溶液中的溶解度很低13、氧从气相到微生物细胞内部的传递可分为七个步骤：1从气泡中的气相扩散通过气膜到气液界面2通过气液界面3从气液界面扩散通过气泡的液膜到液相主流4液相溶解氧的传递5从液相主流扩散通过包围细胞的液膜到达细胞表面6氧通过细胞壁7微生物细胞内氧的传递14、氧传递的三种模型：1双膜理论①气液两相存在一个界面,界面两侧分别为呈层流状态的气膜和液膜②在气膜界面上两相浓度相互平衡,界面上不存在传递阻力③气液两相的主流中不存在氧的浓度差④氧在两膜间的传递在定态下进行,氧在气膜和液膜间的传递速率是相等的2渗透扩散理论对双膜理论进行了修正,认为层流或静止液体中气体的吸收是非定态过程;3表面更新理论对渗透扩散理论进行修正,认为液相各微元中气液接触时间也是不等的,而液面上的各微元被其他微元置换的概率是相等的;15、体积质量传质系数kLa（1）定义：在单位浓度差下,单位时间、单位界面面积所吸收的气体;kL：质量传递系数a：气液比表面积它取决于系统的物理特性和流体力学,kLa越大,好氧生物反应器的传质性能越好; （2）影响kLa的因素：①操作条件：通气量大,搅拌功率大,kLa大并非通气量越大kLa就一定越大,通气量的影响有一定的限度,如果超过这一限度,搅拌器就不能有效地将空气泡分散到液体中,而在大量气泡中空转,发生“过载”现象;搅拌功率也不是越大越好,因为过于激烈的搅拌产生很大的剪切作用,可能对所培养的细胞造成伤害;搅拌器对物质传递的作用：a、将通入培养液的空气分散成细小的气泡,防止小气泡的聚集,从而增大气液相的接触面积b、搅拌作用是培养液产生涡流,延长气泡在液体中的停留时间c、搅拌造成液体的团湍动,减小气泡外滞流液膜的厚度,从而减小传递过程的阻力d、搅拌作用使培养液中的成分均匀分布,使细胞均匀的悬浮在液体培养液中,有利于营养物质的吸收和代谢物的分散②液体性质的影响液体的性质,如密度、粘度、表面张力、扩散系数等的变化,都会读kLa带来影响;液体的粘度增大时,由于滞留液膜厚度增加,传质阻力增加,kLa减小;③表面活性剂培养液中,消沫用的油脂等是具有亲水端和疏水端的表面活性物质,它们分布在气液界面,增大传递阻力,使kLa下降;④离子强度⑤细胞16、kLa的测量3种,但是PPT上亚硫酸盐一种1亚硫酸盐法——冷态测定法原理：利用亚硫酸钠在铜离子或钴离子的催化下与氧发生快速反应进行测定;2动态法——热态测定原理：氧的物料衡算3定态法原理：同上17、混合机理1总体流动：将两种不同的液体置于搅拌釜中,启动搅拌器,斧中形成一个循环流动;2大尺度混合机理：在总体流动的作用下,其中一种流体被分散成一定尺寸的液团并由总体流动带至容器各处,造成大尺度上的均匀混合;3小尺度混合机理①互溶液体的混合机理总体流动中高速旋转的漩涡与液体微团之间会产生很大的相对运动和剪切力,液团在这种剪切力的作用下被破碎得更小;②不互溶液体的混合机理两种不互溶液体搅拌时,其中必有一种液体被破碎成液滴,为分散相,另一种液体成为连续相;当总体流动处于高度湍流状态时,存在着方向迅速变换的湍流脉动,液滴不能跟随这种脉动而产生相对速度很大的绕流运动;产生的不均匀压强分布和表面剪应力将液滴压扁并扯碎;18、1宏观流体：即流体中分子聚集成团块流体,这些流体粒子之间不发生任何物质交换,各个粒子都是孤立的、各不相干的,他们之间不产生混合;特征：完全离析（2）微观流体即流体中的分子不与邻近的分子附着而独立运动,此时物料粒子之间所发生的混合是在分子尺度上进行的;特征：部分离析19、机械搅拌发酵罐是发酵工厂常用类型之一原因：历史悠久,资料齐全,在比例放大方面积累了丰富的成功的经验,成功率高20、原理：利用搅拌器的作用,使空气和醪液充分混合,以提供微生物繁殖、发酵所需的氧气;21、通气搅拌罐的优缺点：优点：1pH和温度容易控制2尺寸放大的方法大致已确定3适用于连续搅拌反应器系统CSTR等;缺点：1搅拌功率消耗大2因罐内结构复杂,不易清洗干净,易被杂菌污染;此外,虽装有无菌密封装置,但在轴承处还会发生杂菌污染;3培养丝状菌时,常因搅拌桨叶的剪切力致使菌丝易被切断,细胞易受损伤;22、发酵罐的基本条件：1发酵罐应具有适宜的径高比H/D为1.7~4 罐身越长,氧利用率较高2发酵罐能承受一定的压力3能使气液充分混合,保证必须的溶解氧4应具备足够的冷却面积5应尽量减少死伤6搅拌器的轴封要严密,尽量减少泄漏23、搅拌器和挡板搅拌器作用：混合和传质挡板作用：防止液面中央形成漩涡流动24、发酵罐为什么要采用涡轮式搅拌器发酵罐中气体的分散是属小尺度的混合,在高速旋转的旋涡与气泡之间会产生很大的相对运动和剪切力,气泡正是在这种剪切力的作用下而被破碎得更加细小;但旋桨式搅拌器产生的总体流动只能将气泡破碎成较大的气泡但不能将气泡破碎到很小尺寸;在涡轮式搅拌器中,液体作切向和径向运动,出口液体的径向分速度使液体流向壁面,然后分上下两路回流入搅拌器;它的出口的绝对速度很大,桨叶外缘附近造成激烈的旋涡运动和很大的剪切力,可将通入气泡分散得更细,更利于提高溶氧传质系数;所以,在通气发酵罐中都采用涡轮式搅拌器;26、在发酵罐中为什么要选用带圆盘的涡轮式搅拌器带圆盘和未带圆盘的涡轮搅拌器在搅拌特性上差异甚微;但在通气发酵中,无菌空气往往采用单口朝下通至搅拌器下方,大的气泡因受到圆盘阻挡,避免了从轴部的叶片空隙逃逸,保证了气泡更好的分散而被利用;26、如何选择涡轮搅拌器的叶型在相同转速和桨叶直径等情况下比较,箭叶圆盘式涡轮搅拌器所产生的剪切应力小于弯叶、平叶,但混合效果大于后两种型式,输出功率也低于后两种；平叶涡轮搅拌器所产生的剪切应力大于箭叶和弯叶,但混合效果却小于箭叶和弯叶,输出功率为最大；弯叶涡轮搅拌器所产生剪切应力、混合效果及输出功率介乎两者之间;27、为什么采用下伸搅拌轴比上悬轴为好下伸搅拌轴：重心低、噪音小、罐顶负荷小,轴的长度缩短,罐稳定性好;但对轴封要求更严格,一般采用双端面轴封,同时料液中的固含物易掉入轴封引起磨损渗漏;27、挡板1作用：防止液面中央产生漩涡,促使液体激烈翻动,提高溶解氧;改变液流的方向,由径向流改为轴向流,促使液体激烈翻动,增加溶解氧;2全挡板条件——在一定转速下,再在搅拌罐内增加挡板或其他附件,搅拌功率仍保持不变而漩涡基本消失;能达到消除液面漩涡的最低条件即全挡板条件;3挡板为什么不能紧贴焊在壁面挡板不能紧贴焊在壁面,否则会造成发酵培养基的残渣堆积于挡板背侧形成死角,应留有空隙;28、轴封作用：使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封,防止泄漏和污染杂菌;（1）填料函式轴封缺点：①死角多,很难彻底灭菌,容易泄漏及染菌②轴的磨损情况较严重③填料压紧的摩擦功率消耗大④寿命短,经常维修,耗工时多（2）端面式轴封优点：①清洁②密封可靠,在一个较长使用期中,不会泄漏或很少泄漏③无死角④寿命长⑤磨擦功率耗损小,一般为填料轴封的10-50％⑥轴或轴套不会磨损⑦对轴的精度和光洁度没有填料函轴封严格,对轴的震动敏感性小3对动静环材料的要求：具耐磨性,磨擦系数小,导热性能好,结构紧密,孔隙率小,且动环硬度比静环大;动环用硬质合金制成,一般为高硅铸铁、不锈钢、青铜、金属碳化钨;静环用软质耐磨性材料制成,不透性石墨,聚四氟乙烯;29、空气分布器的安装要注意些什么单孔管分布器：管口对正罐底,管口与罐底距离约为40--50mm;罐底要设有加强板,以防压缩空气长期吹射下穿孔;但要注意加强板底下藏料多孔环形分布器：直径一般为搅拌桨叶直径的0.8倍,分布器中心应正对搅拌轴中心,并应水平设置;空气喷孔应在搅拌叶轮叶片内边之下,同时喷气孔应向下以尽可能减少培养液在环形分布管上滞留;环形管式喷孔直径一般取2－5mm,喷孔总面积等于空气分布管截面积;对机械搅拌通风发酵罐,分布管内空气流速为20m/s;30、消泡器的作用是将泡沫打破;最常用的形式有锯齿式、梳状式及孔板式;31、联轴器大型发酵罐搅拌轴较长,为了加工和安装的方便,常分为二至三段,用联轴器使上下搅拌轴成牢固的刚性联接;常用的联轴器有鼓形及夹壳形两种;33、影响溶氧的因素PPT上的没法写,这个我不知道怎么弄（1）持气率Gas Holdup是气液传质的重要参数;（2）通气速率33、“溢流”气泛1定义：当通气速率较高时,而搅拌叶轮直径较小且转速较低时,会出现搅拌器对流体流动和气体分散均基本无影响的情况;2产生的原因：空气气泡包围了搅拌桨叶,大量的大气泡不能被搅拌叶粉碎并与发酵液混合,大气泡迅速走短路,逸出发酵液;34、在发酵上采用低搅拌功率消耗、高通气量还是高搅拌功率消耗、低通气量更为合理高搅拌功率消耗、低通气量法是加强搅拌过程中的剪切应力和翻动量,来提高氧的传递和料液混合;同时避免了高通气量引起搅拌功率下降、泡沫大,装料系数小,培养基蒸发量大等缺点;另外,每得到1m³空气/min的电力消耗为5KW,所以采用高搅拌功率消耗、低通气量法总功率并没增加,反而略有下降;因而更合理;35、发酵罐采用夹套传热时,应如何接管冷却水：下进上出蒸汽：上进下出接反,则造成冷凝水积留在夹套中,降低热源温度,而且蒸汽冲入冷凝水形成很大冲击噪声36、立式蛇管在使用上有什么优点大于5m3发酵罐一般采用蛇管传热,它的形式有盘式和立式两种;盘式蛇管的安装和更换不便,要割开传热管才能从人孔中进出,如整体安装和更换,就要割开发酵罐发酵罐;而立式蛇管可以用灌顶的人孔口将其吊进和吊出,便于维修和更换;并在发酵罐内能起一定的挡板作用但立式蛇管的管间空隙较大,难以完全消除液体的圆周运动和液面下凹现象37、为什么发酵罐中各组立式蛇管要采用罐外围管并联连接由于发酵罐的立式蛇管根据罐的体积大小,传热面积量,一般分设4-8组,为了便于操作,减少接管和阀门,采用各组立式蛇管的进口与出口分别并联接于罐外围管;进口管接于下围管,出口接于上围管;38、立式蛇管在发酵罐内如何安装在安装立式蛇管时,它的底部与发酵罐的下封头线平,顶部必须浸没于发酵液中,每组蛇管一般由4-5圈冷却管组成,蛇管离罐璧约10mm,用夹板把各圈管子夹紧,固定放在罐璧的托架上;为防止蛇管的腐蚀穿孔造成染菌需经常检漏,并延长蛇管使用寿命,立式蛇管可采用不锈钢管,管径通常为Dg25—80;气升式发酵罐1.气升式发酵罐：利用空气的喷射功能和流体重度差造成反应液循环流动,来实现液体的搅拌、混合和传递氧;2.气升式发酵罐工作原理：把无菌空气通过喷嘴式喷孔射进发酵罐中,通过气液混和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和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;5.气升环式反应器特点：反应溶液分布均匀；错误!较高的溶氧速率和溶氧效率； 错误!剪切力小；错误!传热良好,还可在外循环管路上加换热器； 错误!结构简单,易于加工制造； 错误!操作和维修方便;6.反应器高径比H/D5—9,放大设计以溶氧为主;7.气含率：气含率太低,氧传递不够,反之,太高则反应器的利用率太低;8.9.体积氧传递速率系数：K L a10.通常液体在循环管内的流速可取1.2-1.4m/s;流速太大：溶氧剧烈,但操作成本增大；流速过小：溶氧微元无法保证;11.空气自通气管2进入发酵罐1底部后,经导向筒导向,推动发酵液沿上升管上升,由于发酵罐上部升管的空间不足以为完全气液分离提供条件停留时间短,因此高流速的循环发酵液凭借自身的重度沿降管下降,当到达拉力筒3底部时,又受到来自罐底部压缩空气的推动,重新沿升管上升,开始下一个气液混合循环过程;在循环过程中,气液达到必要的混合、搅拌并取得充分溶氧;夹套冷却器的作用是在不同发酵阶段对发酵液的温度实施合乎工艺要求的调节与控制,多孔板使布气均匀一致;图6-5 内循环气升式发酵罐结构布置示意图1-发酵罐罐体 2-通气管 3-拉力筒 4-导向筒 5-夹套冷却器 6-多孔板 7-检测器接口512.一般来说相同条件下,通气功率越大,供氧速率越大,供氧功率因数越小;自吸式发酵罐1.自吸式发酵罐：不需空压机提供加压空气,而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搅拌与溶氧传质的发酵罐;2.自吸式发酵罐的特点：错误!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; 错误!溶氧速率高,溶氧效率高,能耗较低;L G GV V V +=ε平均体积气含率：错误!用于酵母和醋酸发酵具生产效率高,经济效益高;错误!但由于负压吸入空气,发酵系统不能保持正压,用吸气与鼓风相结合,以维持无菌空气的正压;嫌气发酵设备1.酒精发酵设备：用于酵母将糖转化为酒精,将其放出热量排出,便于清洗;2.清洗用CIPClean in place 内部清洁系统采用电磁阀进行自控可减少操作失误,增加安全性;3.在酒精发酸过程中,为了回收二氧化碳气体及其所带出的部分酒精,发酵罐宜采用密闭式;5.酒精发酵设备洗涤装置：水力喷射洗涤装置;6.发酵罐罐数确定：124+=nt N n ：24h 内进行加料的发酵罐数目 t ：一次发酵所需时间h 7.啤酒前、后酵设备及计算: ①注意CO2浓度过高； ②通风口应设在墙角;8.新型啤酒发酵设备：圆筒体锥底发酵罐锥形罐C.C.T 9.冷却套分为2—4段：一般分为三段,冷媒用乙二醇或酒精、氨蒸发温度-3~-4℃：错误!罐底CO 2上升； P 错误!底部糖降快,酒精多,ρ低； ρ 错误!下部温差高于上部差1-2℃;T13.支撑方式：1梁支座；2裙边支座；3支承式支座; 14.ClP 清洁系统： 错误!预清洁30s,10次 错误!碱预洗； 错误!中间清洁；错误!从汽动器的空气流入罐顶； 错误!碱喷冲； 错误!清水冲洗；错误!用酸性水冲洗循环;关键设备是喷嘴;15.连续发酵罐数越多,发酵时间越短,可提高生产能力；但太多,则没有了连续发酵的优点;6部分：原料与处理、种子培养、空气除菌、发酵、提炼、成品检验固体物料的筛选、分级固体杂物分三类：纤维性较长的物质、颗粒状物质、铁磁性物质;一、大麦粗选机振动筛：泥块、草杆、泥沙、杂草种子1.一般结构：进料机构、筛体、振动与传动机构、减振或限振机构、筛体平衡机构、筛体支承或悬吊装置支架、风选装置或吸风系统吸风除尘装置等;2.初筛主要靠筛选和风选;3.主要工作部件筛体由：筛框、筛子、筛面清理装置、吊杆、限振机构等组成;4.振动筛三层筛面筛孔由大到小：一、接料/初清筛面；二、大杂/分级筛面；三、精选筛面;振动筛是一种平面晒：一种由金属丝或其他丝线编织；另一种是冲孔的金属板;开孔率大,筛选效率高,筛子强度小;Ps：圆筒分级筛大麦精选后分级二、磁力除铁器：铁磁性物质1.核心构件是磁体,分永久性磁体磁钢：如锶钙铁氧体和暂时性磁体电磁铁;2.磁选设备：永磁溜管、永磁滚筒;三、精选机：伤麦、草子1.分类：碟片式精选机、滚筒式精选机;比较见书;2.工作原理：利用利用杂粒和大麦长度不同,重力稳定性不同,带有带孔的工作面带升高度不同而分离;四、分级设备1.分类：平板分级筛、圆筒分级筛2.大麦分三级,三级是饲料;生物质原料的粉碎1.粉碎的工作原理：挤压、冲击、研磨、剪切、劈裂2.干式粉碎：优点——易贮藏、效率高,粉粹后可不马上处理；缺点——车间布满灰尘、卫生差3.湿式粉碎：优点：无粉尘飞扬,卫生好；缺点——随产随用,不易贮藏,耗电较多;4.粉碎度/比：物料粉碎前后平均粒径之比;5.每一次粉碎步骤叫一级;6.选用粉碎机的基本要求：1颗粒均匀2已粉碎的物料应及时排除3操作自动化4易磨损部件易更换5少粉尘少污染保证工人身心健康6有保险装置7单位产品能耗小一、锤式粉碎机干：中等硬度脆性物料1.作用力：冲击、研磨、挤压2.锤刀：可摆动,三种形状,两头开孔,耐磨的高碳钢和锰钢材。
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。
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。
生物工程设备总结
生物工程设备总结1. PCR仪器（Polymerase Chain Reaction）：PCR是一种重要的分子生物学技术，用于扩增DNA片段。
PCR仪器是用于控制温度和实现PCR反应循环的设备。
它由加热和冷却系统组成，可以通过加热DNA模板，让DNA解旋，然后通过引入引物和DNA聚合酶来进行复制。
2.转基因仪器：转基因仪器用于将外源基因导入目标生物体，使其表达新的特性。
常见的转基因仪器包括生物粒子加速器和生物背电击仪。
它们通过物理力学方法将外源基因导入植物或动物细胞中，改变其遗传特性。
3.DNA测序仪：DNA测序仪用于测定DNA序列。
它通过测量DNA中不同碱基的发光强度来确定DNA的序列。
DNA测序仪在基因组学、遗传学和医学研究中起着重要作用，可以帮助科学家识别病毒、细菌和其他生物体中的突变，并进行个体基因组的全面测序。
4.生物反应器：生物反应器用于进行细胞培养和微生物发酵等生物过程。
它们为细胞、组织和微生物提供适宜的生长环境，并控制反应条件如温度、氧气和营养物质等。
生物反应器广泛应用于生物制药、生物燃料和酿酒等领域。
5.蛋白质纯化设备：蛋白质纯化设备用于从复杂的生物体中提取和纯化蛋白质。
它们通过利用蛋白质的物理化学性质，如大小、电荷和亲和力，将其与其他细胞成分分离。
常见的蛋白质纯化设备包括柱层析系统、离心机和膜过滤器。
6.显微镜：显微镜是生物学研究中常见且重要的工具。
它们用于观察细胞、细菌、组织和其他生物制样品的微观结构。
不同类型的显微镜包括光学显微镜、电子显微镜和共聚焦显微镜等。
显微镜在细胞生物学、病理学和基础研究中扮演着关键的角色。
7.电泳设备：电泳设备用于分离和分析各种生物大分子，如DNA、RNA和蛋白质等。
电泳将根据这些分子的电荷、大小或结构将它们分离开来。
常见的电泳设备包括凝胶电泳和毛细管电泳等。
电泳在遗传学、分子生物学和临床研究中被广泛应用。
以上是对生物工程设备的概述。
这些设备在生物科技领域中起着重要的作用，推动着生物学研究和生物工程的发展，为人类健康和生活质量的提高做出了重要贡献。
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。
生物工程设备重点
1.含湿量：单位质量干空气中所含水汽的质量，称为空气的湿含量或绝对湿度，简称湿度2.结晶：热的饱和溶液冷却后，溶质以晶体的形式析出这一过程叫结晶3.干燥：在化学工业中，常指借热能使物料中水分(或溶剂)气化，并由惰性气体带走所生成的蒸气的过程4.色谱：是一种利用混合物中诸组分在两相间的分配原理以获得分离的方法5.焓湿图：将一定大气压力P下的t、H、ψ、I、PW等湿空气的状态参数之间关系用线算图表示出来6.粉碎比：物料粉碎前后的颗粒粒径之比。
7.死角：微生物隐藏而蒸汽难于消毒的地方。
1.在空气过滤除菌过程中，过滤效率与空气流速有关，当空气流速比较低时，过滤效率随空气流速增加而降低，此时，扩散起主要作用；当空气流速比较高时，过滤效率随空气流速增加而增加，此时，惯性冲击起主要作用。
2.蒸发器主要由加热器和分离器两部分组成3.结晶操作时，起晶的方法有自燃起晶、刺激起晶、晶种起晶，其中自燃起晶蒸发时间长，已很少采用4.沸腾干燥过程中，影响产品颗粒大小的因素有停留时间、摩擦和干燥过程温度。
5.为了保证蒸发过程的顺利进行，必须做到充足的加热热源、保证溶剂蒸汽、一定的热交换面积6.柱色谱装置主要有进样系统、色谱柱、收集器和检测系统四部分组成。
1.气力输送原理？又称气流输送，利用气流的能量，在密闭管道内沿气流方向输送颗粒状物料，是流态化技术的一种具体应用。
气力输送装置的结构简单，操作方便，可作水平的、垂直的或倾斜方向的输送，在输送过程中还可同时进行物料的加热、冷却、干燥和气流分级等物理操作或某些化学操作。
与机械输送相比，此法能量消耗较大，颗粒易受破损，设备也易受磨蚀。
含水量多、有粘附性或在高速运动时易产生静电的物料，不宜于进行气力输送。
2.kla？影响kla的因素有哪些？体积传质系数kLa：定义为质量传递的比速率，指在单位浓度差下，单位时间、单位界面面积所吸收的气体。
A.操作条件，如搅拌转速，通气量等；B.发酵罐的结构及几何参数，如体积、通气方法、搅拌叶轮结构和尺寸等；C.物料的物化性能，如扩散系数、表面张力、密度、黏度、培养基成分及特性等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
体积溶氧系数kLa：单位时间单位体积溶液所吸收的气体。
影响kLa的因素：物系的性质——粘度，扩散系数，表面张力操作条件——温度，压力，通气量，搅拌转数反应器的结构——反应器的结构型式，搅拌器结构，搅拌方式剪切力的作用1、增加质量与热量传递速率2、对微生物，动植物细胞的培养造成影响机械搅拌通风发酵罐的搅拌与流变特性1、搅拌叶轮尺寸与类型●叶轮尺寸与罐直径比Di/D=0.33~0.45选用较大的叶轮或Di/D：多糖发酵，动物细胞培养；●叶轮类型的选择功率准数、混合特性，产生的液流作用力的大小2、搅拌叶尖速度与剪应力●细胞与剪切作用损害程度：细胞特性、搅拌力的性质、强度、作用时间；定性关系：球状和杆状细胞：耐受力强，丝状、动物细胞：耐受力弱；●关于搅拌剪切的反应器设计准则以搅拌叶尖线速度v为基准：v≤7.5m/s3、发酵液的流变特性液体流变特性的影响：传质、传热、混合；发酵罐设计与运转；●发酵液流变特性的类型：（1）牛顿型流体黏度不随搅拌剪切速率和剪应力而改变（粘性定律）；剪应力与剪切速率的关系：τ=F/A=μ(du/dy)=μγτ为剪应力，Pa或N/m2；F为切向力，A 为流体面积；μ为流体黏度Pa·s，γ为剪切速率（速度梯度，s－1 )；非牛顿型流体（2）宾汉塑性流体τ=τ0+μsγτ0为屈服应力，Pa;μs为表观黏度,Pa·s;如黑曲霉发酵液；（3）拟塑性和涨塑性流体τ=KγnK：均匀系数，稠度系数，Pa·sn；n：流体状态特性指数，拟塑性：0﹤n﹤1涨塑性：n﹥1如丝状菌（青霉素）、液体曲、多糖；机械搅拌通风发酵罐的的热量传递1、发酵过程的热量计算●生物反应热的计算Q发酵=Q生物+Q搅拌－Q散Q搅拌：与搅拌功率Pg有关，η功热转化率，取η=0.92；Q散发：Q蒸发、Q显、Q辐射，Q散发=0.2 Q生物；●冷却水带出的热量计算发酵过程的最大放热：Q发酵=[Wc(T2－T1)]/ VL [kJ/(m3·℃)]W:冷却水流量，kg/h；c：水的比热容，kJ/(kg·℃)；T1、T2:冷却水进出口温度，℃；VL：发酵液体积，m3;●发酵液温升测量计算旺盛期，先使罐温恒定，关闭冷却水，30min后测定发酵液的温度：Q发酵=[ (w1c1+w2c2) △T]/VL [kJ/(m3·℃)]w1、w2：发酵液和发酵罐的质量，kg；c1、c2：发酵液和发酵罐的比热容，kJ/(kg·℃)；△T：30min内发酵液的温升，℃；2、发酵罐的换热装置●换热夹套换热系数低：400~600 kJ/(m3·h·℃)；适应：5m3发酵罐；●竖式蛇管4~6组换热系数高：1200~4000 kJ/(m3·h·℃)；要求水温较低；●竖式列（排）管传热推动力大，用水量大；机械搅拌通风发酵罐的几何尺寸及体积标准发酵罐的几何尺寸H/D=1.7~4d/D=1/2~1/3W/D=1/8~1/12B/D=0.8~1.0(s/d)2=1~5H0/D=2●公称体积指罐的筒身（圆柱）体积与底封头体积之和。
椭圆形封头体积：V1=πD2hb/4+πD2ha/6ha：椭圆封头的直边高度，m；hb：椭圆短半轴长度，标准椭圆hb=D/4；罐的全体积：V0=πD2[(H0+2(hb+D/6)]/4≈πD2 /4+0.15D3 （m3）气升式发酵罐(ALR)●工作原理：把无菌空气通过喷嘴或喷孔以250～300m/s的速度喷射进发酵液中，通过气液混合物的湍流作用使气泡碎裂，同时形成的气液混合物由于密度较低向上运动，而气含率小的发酵液则向下运动，形成循环流动，实现混合与传质。
●优缺点：结构简单，冷却面积小；无搅拌传动设备，节约动了约50％，节约钢材；操作无噪音；料液可充满达80～90％，而不需加消泡剂；维修、操作及清洗简便，减少杂菌感染。
不能代替好气量较小的发酵罐，对于粘度大的发酵液溶氧系数较低；●类型：气升环流式、鼓泡式、空气喷射式；气升环流式反应器的特点●发酵液分布均匀：基质均匀分散；避免液面形成稳定的泡沫层；使淀粉类易沉降的物料悬浮分散；●较高的溶氧速率和溶氧效率●剪切力小，对细胞损伤小：适合植物细胞和组织培养；●传热良好：液体综合循环速率高；便于在外循环管路上进行换热；●结果简单，易于加工制造：无搅拌器，不需安装结构复杂的搅拌系统；容易保证密封；加工制造方便，设备投资较低；易于放大制造大型反应器；●操作维修方便自吸式发酵罐●原理：不需要空气压缩机提供压缩空气，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，同时实现混合搅拌与氧传质的发酵罐。
●特点：①节约空压机及其附属设备冷却器、油水分离器、空气贮罐、过滤器等，减少占地面积，减少设备投资约30％左右；②溶氧效率高，能耗低；③设备便于自动化、连续化，用于酵母和醋酸生产具有生产效率高优点；缺点：由于罐压较低，对某些产品生产容易造成染菌。
●自吸式发酵罐的构件主要是自吸搅拌器和导轮，又称转子及定子；喷射自吸式发酵罐●原理：发酵液通过文氏管或液体喷射装置时，在收缩段流速增加，形成真空将空气吸入，并使气泡分散与液体均匀混合，实现氧传质。
●类型：（1）文氏管自吸式发酵罐；（2）液体喷射自吸式发酵罐。
主要用于酵母培养溢流喷射自吸式发酵罐●原理：液体溢流通过溢流喷射器形成抛射流，液体表面层与相邻的气体进行动量传递，使边界层的气体具有一定的速率，从而带动气体进入发酵罐；●溢流喷射自吸式发酵罐类型：单层、双层。
主要用于酵母培养其他类型的通风发酵设备：固定床生物反应器，卧式转盘反应器，中空纤维生物反应器，机械搅拌光照发酵罐嫌气发酵设备传统酒精发酵罐●采用圆柱形筒体，蝶形或锥形封头●温度控制：中小型罐采用罐外喷淋冷却；大型罐采用罐内蛇管或与罐外喷淋相结合的冷却方式●清洗方式：人工清洗、机械清洗●水力清洗装置：喷水管两头弯成一定的弧度并装有喷嘴，管上开有小孔，当喷嘴以一定的速度喷出水时，反作用力使喷水管旋转，从而达到对罐内各个部位水力洗涤的目的。
缺点是水压不大时，水力喷射强度和均匀度都不理想。
可在原有水力喷射装置的基础上，安装一根直立的喷水管，管上钻有小孔洗涤效果可大大提高。
新型大容量酒精发酵罐●采用斜底或锥底，顶部为锥顶，夹套冷却●由于罐太大，中心部位降温和底部循环困难。
可采用两种不同的措施：1、采用中心降温水柱对罐中心醪液进行降温，或采用罐外螺旋板换热器循环来降温；2、侧搅拌或连通器加泵循环来改善混合和滞留问题；酒精发酵罐的计算（一）发酵罐结构尺寸的确定容积：V=V0/φV0—进入发酵罐的发酵液量（m3）φ—装液系数，取0.85-0.9若采用锥形封头，则：V=πD2（H+h1/3+h2/3）/4 （m3）H—圆柱部分高度（m）D—罐的直径（m）h1 —封底高度（m）h2 —封顶高度（m）尺寸关系：H =1.1-1.5D h1 =0.1-0.14Dh2 =0.05-0.1D(二) 罐数的确定N=nt/24+1 (个)n —每24小时内进行加料的发酵罐个数t —一次发酵周期所需时间（h）(三) 发酵罐冷却面积计算F=Q / K Δtm (m2)1、总的发酵热Q = Q1 -（Q2 + Q3 ）Q1：生物合成热、Q2：蒸发热损失、Q3：罐壁向周围的散热。
（1）Q1计算有两种计算方法a、按发酵旺盛期糖度下降的百分值计算：Q1=GSq q=418600J/kgb、根据冷却水来计算：Q1= WCp（t2-t1）（2）蒸发热Q2Q2=5%-6% Q1（3）罐壁向周围散热Q3Q3 =Fαc(tW-tB)tW—罐壁最高温度tB—所在地区夏季平均温度2、对数平均温度差Δtm 的计算Δtm=t1、t2—分别为冷却水进出口温度tF —主发酵时的发酵温度（四）、冷却水耗量的计算W= QB / Cp (t2-t1) (kg/h)Cp —冷却水的比热[J/(kg ℃)] t2、t1—分别为冷却水进出口温度QB—冷却水带走的热量(J/h)代谢终产物抑制消除方法：真空发酵、萃取发酵、吸附法发酵、二氧化碳气提发酵等1、真空发酵：原理：发酵过程中保持一定的真空度，发酵液处于沸腾状态，酒精被蒸馏出来。
主要设备有发酵罐、发酵蒸发器、总凝器、分凝器、收集器、真空泵。
优点：糖浓度提高3倍，发酵时间缩短1/3；酒糟、水、蒸汽都有减少；生产能力、设备利用率提高；酒精浓度可达33%。
缺点：能耗大、费用高、真空操作负荷大、容易引起杂菌污染。
2、萃取发酵：具有能耗低、操作简便易行的优点。
发酵和萃取在同一反应器中进行：采用固定化细胞技术，选择合适的萃取剂。
发酵和萃取分开进行：（1）膜萃取：将发酵液取出，三聚磷酸丁酯为萃取相，在中空纤维膜反应器中萃取。
（2）二氧化碳超临界萃取：发酵液逆向通过超临界二氧化碳萃取柱，富含酒精的超临界流体通过活性炭柱吸附分离酒精。
3、吸附法将吸附剂直接加到发酵液中或让发酵液循环通过一个疏水性的分子筛吸附柱来吸附酒精。
一般可采用疏水性硅沸石作为吸附剂，采用这种方法发酵时间可缩短30%。
4、透析膜法采用对酒精有选择性透过的多孔性膜，分离发酵液中的酒精来降低发酵液中的酒精浓度。
5、二氧化碳气提法利用发酵过程中产生的二氧化碳，通过循环压缩机加压后，送回发酵罐气提发酵产生的酒精，在0℃冷却饱和了酒精和水蒸气的二氧化碳，再由活性炭填充柱吸附酒精，纤维素填充柱吸附水。
生产能力提高27%。
啤酒发酵设备：趋于向大型化、露天化、联合的方向发展。
（一）前发酵设备前发酵槽为方形开口式或密闭式设备，均置于室内，材料内涂保护层。
冷却方式：蛇管或排管冷却，冷却面积0.2m2/m3发酵液，0-2℃冰水冷却。
密闭式: 具有回收二氧化碳、减少前发酵室内耗冷量及减少杂菌污染机会的优点。
室内采用空调制冷，实施冷风再循环。
开口式：室内装二氧化碳排除装置，排管冷却，补充10%新鲜空气的再循环方式。
发酵室：四周墙壁和顶棚采用较好的绝热材料，地面有一定的坡度，顶棚应建成倾斜或光滑弧面，空间不应太高。
（三）后发酵设备贮酒罐主要完成嫩啤酒的继续发酵，并饱和二氧化碳，促进啤酒稳定、澄清和成熟。
后发酵温和，产生热量少，无须装冷却装置，热量借室内低温带走。
金属的圆筒形密闭容器，有卧式和立式两种。
由于罐内需饱和二氧化碳，故应制成耐压容器。
新型啤酒发酵设备（一）圆筒体锥底发酵罐用于上面及下面啤酒发酵，前后酵可合并在该罐内进行。
室外放置，节省投资。
优点：能缩短发酵时间，生产灵活。
长圆筒形，H/D=4，上部是碟形封头，下部是锥形底。
封头上有：压力安全阀、真空安全阀、二氧化碳回收，排气、CIP共用一个进口，由一根管道通到操作间再分支。
锥底有：取样管、啤酒出口、二氧化碳通气管。