生物工程设备期末知识点——小字版
生物工程设备各章知识点总结
第一章原料的输送和粉碎设备1.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②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。
生物工程设备考试重点内容
重点定义：1.湿式粉碎：将水和原料一起加入粉碎机，从粉碎机出来时即成粉浆（无原粉粉末飞扬，车间卫生好，但必须随产随用，不易贮藏，且耗电量较多，很少采用）2.干式粉碎：将干物料送入粉碎机中（有一定粉尘）3.粉碎力学分析：挤压粉碎；冲击粉碎；研磨粉碎；剪切粉碎；劈裂粉碎。
4.物体的粉碎度（粉碎比）：物料粉碎前后平均粒径之比x=D1/D25. 选择粉碎机的基本要求：粉碎后的颗粒均匀；已被粉碎的物料能立即从榨压部位排出；操作自动化；易磨损部件容易更换；产生粉尘少；发生故障时能自动停车；单位产品消耗的能量小。
6.淀粉质原料蒸煮糖化的目的：薯类和谷类以及野生植物原料经过加压蒸煮，淀粉糊化成为溶解状态，但是还不能直接被酵母菌利用，发酵生成酒精。
蒸煮的第一个目的：原料吸水后，借助于蒸煮时的高温高压作用，使原料的淀粉细胞膜和植物组织破裂，使内容物流出，呈溶解状态变成可溶性淀粉，以便糖化剂作用，使淀粉变成可发酵性糖，这个过程叫糊化。
蒸煮的第二个目的：借助蒸汽的高温高压作用，把存在于原料中的大量微生物进行灭菌，以保证发酵过程中原料无杂菌污染，使酒精发酵能顺利进行。
7.糊化锅的弧形锅底——形成流体传热循环8.灭菌的时间和温度（生物传热问题与SARS）微生物的受热死亡属于单分子反应，灭菌速率常数K与温度之间的关系可用阿仑尼乌兹公式表示： K=Aexp(-△E/RT)A 阿仑尼乌斯常数R 气体常数T 绝对温度△E微生物死亡活化能△E/R 微生物受热死亡时对温度敏感性的度量，值越大，表明微生物死亡速率随温度的变化月敏感，在灭菌中△E/R是很重要的常数。
大部分培养基的破坏也为一级分解反应，反应动力学方程式为：dc/dt=-k’cC—培养基内易被破坏成分的浓度；t—灭菌时间；k’—培养基内易被破坏成分的分解速率常数。
一级分解反应中，若其他条件不变，则培养基成分分解速率常数和温度的关系可用阿仑尼乌兹公式表示： K’=A’exp(-△E’/RT)（为什么要用高温短时间灭菌？）当培养基受热时温度从T1升至T2时，微生物的比死亡速率常数K和培养基成分破坏的速率常数K’的变化情况为：（1）对微生物的死亡情况：K1= Aexp(-△E/RT1)，K2= Aexp(-△E/RT2)K1、K2分别是温度T1和T2时微生物的比死亡速率常数。
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。
生物工程设备复习资料第二篇
第二篇第一章生物反应物料处理设备1、固体物料的筛选除杂设备具体包括哪些。
谷物原料粗选设备：大麦粗选机、磁力除铁器大麦精选机：利用杂粒与大麦不同的特点进行分离谷物原料的精选设备：碟片式精选机：特点：工作面积大，转速高，产量大，碟片损坏可以更换。
滚筒精选机：优点：分离出来的杂粒中含大麦较少，缺点：袋孔利用系数低，产量低，且工作面磨损后不能恢复。
大麦的分级设备：平板分级筛：特点：分离效率高；占地面积小；能耗低；造价、维修困难圆筒分级筛：优点：设备简单、电动机传动比平板分级筛方便。
缺点：筛面利用率少，仅为整个筛面的1/5。
2、原料粉碎的方式，具体设备①干式粉碎：干物料送入粉碎机中。
粉碎机包在机壳之内，有一定的粉尘涌出来，如果不采取必要的除尘措施，车间内会布满灰尘。
设备：锤式粉碎机、对堒粉碎机、多堒粉碎机②湿式粉碎：将水和原料一起加入粉碎机中，从粉碎机出来时即成粉浆。
这种方法无原粉粉末飞扬，车间卫生好，缺点是粉浆必须随产随用，不宜储藏，且耗电量较多3、物料粉碎的力学分析挤压破碎、冲击破碎、研磨粉碎、剪切破碎、劈裂粉碎。
4、锤式粉碎机的工作原理。
工作原理：物料从上方料斗加入，在悬空状态下就被锤刀冲击力所破碎；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；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。
没有撞击到的颗粒，也会遇到后排锤刀的冲击。
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。
此外物料在机内还受到挤压和研磨的作用。
5、两辊式粉碎机的工作原理。
工作原理：由两个直径相同的钢辊相向转动，把放在钢辊间的物料夹住辊啮入两辊之间，物料受到挤压力而被破碎。
第二章液体培养基的制备及杀菌设备1、罐式连续蒸煮流程及蒸煮罐和后熟罐结构特点及作用。
粉浆罐→粉浆泵→蒸煮罐→后熟器→最后一个后熟器（气液分离器）→真空冷却器→连续糖化罐→液体曲贮罐→糖化醪泵→喷淋冷却器→混合冷凝器→蒸汽喷射器→热水箱蒸煮器：下进上出特点：蒸煮温度可高可低；节省能耗；设备简单，操作容易，制造方便后熟器：上进下出特点：后熟器不再加入蒸汽，保持温度，起到维持一定时间的后熟作用；最后一个后熟器：是主要起到气液分离的作用，使经加热、后熟的蒸煮醪分离出一部分二次蒸汽并使之降温。
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。
生物工程设备期末复习
5.分批灭菌的操作要点：
凡是与培养基接触的管道都要进蒸汽（包括视镜冲洗管道）
凡是不与培养基接触的管道都要排汽
6.连续灭菌流程：将配制好的并经预热的培养基用泵连续输入由直接蒸汽加热的加热塔，使其在短时间内达到灭菌温度。然后进入维持罐（或维持管），使在灭菌温度下维持5～7分钟后再进入冷却管，使其冷却至接种温度并直接进入已事先灭菌（空罐灭菌）过的发酵罐内。
发酵罐的结构:通用式发酵罐是密闭受压设备，主要部件有罐体，搅拌装置（分涡流式搅拌器--径向流型和螺桨式搅拌器---轴向流型作用:①产生强大的总体流动，将流体均匀分布于容器各处，以达到宏观均匀②产生强烈的湍动，使液体，气体，固体微团尺寸减小。两种作用将有利于混合，传热和传质）消泡器，轴封，传动装置，传热装置，挡板（①防止搅拌过程中漩涡的产生②将液流由径向改为轴向流）人孔，视镜通气装置，进出料管，取样管等
6搅拌轴功率的计算过程及电机确定轴功率:搅拌器输入液体的功率，不是电动机的轴功率或耗用功率；搅拌器的轴功率P等于搅拌器施加于液体的力f及由此而引起的液体平均流速w之积（p39，电机确定p54～61）
7P=HQρ H:动压头Q:搅拌器对液体的翻动量ρ:液体密度
8影响氧传递的因素，如何提高通用式发酵罐供氧能力（P63）因素:①推动力（提高液相氧的平衡浓度，增加氧分压，提高反应器中的压力，增加空气中氧的相对含量）②气液比表面积α（增加单位体积通气情况下的搅拌功率，增加通气量）③体积传质系数Klα④其他因素，如表面活性剂，盐浓度
目前工业化微生物发酵企业一般都采用二级空气过滤除菌:①总过滤器粗过滤除菌②进管前分过滤器过滤除菌
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 2.
生物工程设备期末复习一.名词解释1.过滤效率：过滤效率就是滤层所滤去的微粒数与原来微粒数的比值，它是衡量过滤设备的过滤能力的指标；η=（N1-N2）/N1=1-N2/N1。
2.热泵蒸发：是指用机械泵或用蒸汽喷射泵将低压蒸汽压缩成较高压力的蒸汽，重新利用加热蒸汽的办法3.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，这叫做实罐灭菌，又称分批灭菌。
4.CIP：CIP:Clean In Place, 意即内部清洗系统，在不拆卸设备零部件的条件下，设备内部和管道的清洗方法。
5.搅拌雷诺准数ReM ：6冷冻干燥：冷冻干燥是将湿物料（或溶液）在较低温度下（-10—-50℃）冻结成固态，然后在高度真空（130～0.1Pa）下，将其中固态水分直接升华为气态而除去的干燥过程，也称升华干燥。
冷冻干燥也是真空干燥的一种特例。
7.沸腾干燥：沸腾干燥是利用流态化技术,即利用热的空气流体使孔板上的粒状物料呈流化沸腾状态，使粒子中的水分迅速汽化，达到干燥目的。
8.对数穿透定律：表示进入滤层的微粒数与穿透滤层的微粒数之比的对数是滤层厚度的函数；公式为：lg（N2/N1）=-KL9.过滤效率：过滤效率就是滤层所滤去的微粒数与原来微粒数的比值，它是衡量过滤设备的过滤能力的指标；η=（N1-N2)/N1=1-N2/N1 10.介质过滤除菌：使空气通过经高温灭菌的介质过滤层，将空气中的微生物等颗粒阻截在介质层中，而达到除菌的目的。
11.境界膜：处于晶核附近的不稳定高能质点，受到晶体质点的引力，放出能量，排列到晶核上以后，晶体周围的溶液就是一些溶质质点比较稳定的溶液，这些溶液好象一层膜一样包围着晶核，通常称这层膜为境界膜。
12.热泵蒸发：用机械泵或用蒸汽喷射泵将低压蒸汽压缩成较高压力的蒸汽，重新利用加热蒸汽的办法。
13．多效蒸发：将高能二次蒸汽用作加热介质去蒸发另外的物料而本身也被冷凝。
生物工程设备期末总结
K la:单位体积液体所能吸收的氧气,也可以说是溶氧的速率比拟放大：将实验室进行的小规模实验结果，根据相似原理在大的反应器中进行一定程度的放大，获得大规模的生产量。
带式输送机：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气蚀：指当贮槽叶面的压力一定时，如叶轮中心的压力降低到等于被输送液体当前温度下的饱和蒸汽压时，叶轮进口处的液体会出现大量的气泡，这些气泡随液体进入高压区后又迅速被压碎而凝结，致使气泡所在空间形成真空，周围的液体质点以极大的速度冲向气泡中心，造成瞬间冲击压力，从而使得叶轮部分很快损坏，同时伴有泵体震动，发出噪音，泵的流量，扬程和效率明显下降。
装料系数：发酵罐在设计时考虑到传质溶氧的效果、发酵时泡沫所占的空间，发酵罐不能装满。
发酵时，料液体积占罐总体积的比例即称为填充系数，也成装料系数。
一般情况下，据罐类型不同和操作的要求，填充系数在0.6~0.9的范围内贴壁依赖：正常的真核细胞需要吸附表面才能在培养基上生长联合罐：CIP:又称原位清洗或定位清洗。
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,对卫生级别要求较严格的生产设备的清洗、净化。
能保证一定的清洗效果，提高产品的安全性；节约操作时间，提高效率；节约劳动力，保障操作安全；节约水、蒸汽等能源，减少洗涤剂用量；生产设备可实现大型化，自动化水平高；延长生产设备的使用寿命。
CIP清洗的作用机理化学能主要是加入其中的化学试剂产生的，它是决定洗涤效果最主要的因素。
单级压缩制冷循环：制冷系统由蒸发器、单级压缩机、油分离器、冷凝器、贮氨器、氨液分离器、节流阀及其它附属设备等组单级制冷机是应用比较广泛的一类制冷机，它可以应用于制冰、空调、食品冷藏及工业生产过程等方面。
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。
生物工程设备重点(1)
第一章1生物工程设备的五个发展阶段传统经验制造技术——天然发酵阶段纯种培养技术的成熟——初级代谢产物生产阶段通气搅拌技术的成熟——好氧培养阶段代谢控制发酵技术的成熟基因重组技术的成熟——现代生物技术阶段2生物工程设备的特点①对于所有微生物或动植物细胞来讲，提供必要和足够的营养和能量，才能维持其生命代谢活动。
②培养基原料的预处理不仅影响细胞代谢生长，而且对于培养基原料成本大小和是否造成环境污染等具有决定性影响。
③如何合理的设计种子培养系统，以及各级种子培养时间和接种比例，达到种子系统与生产培养过程合理配套，获得最大的得率。
④生物反应过程中的细胞培养一般都是纯种培养过程。
⑤如何保证足够的氧气供给，又尽可能节省能量，是好氧培养过程的重要组成部分。
⑥从培养液中得到所需产品的合适、高效、低成本的分离纯化方法，是决定生产成败的关键。
3生物工程的硬件-设备系统①为顺利实现工艺流程所制定的各项工艺指标, 各种生物工程支撑设备系统必不可少。
②一套较完整的生物工程设备系统包括：生物反应器、蒸汽系统、制冷系统等。
第二章4通风发酵罐的基本要求1.结构严密，耐灭菌，耐腐蚀；2.良好的气-液-固接触和混合性能，高效的热量、质量、动量传递性能；3.易于放大4.满足生物反应要求下，尽量降低能耗5.良好的热量交换性能6.良好的检测与控制设备5. 通风发酵罐的类型类型：机械搅拌式，气升环流式，鼓泡式，自吸式6.机械通风发酵罐的基本要求①发酵罐应具有适宜的径高比。
②发酵罐能承受一定压力。
③发酵罐的搅拌通风装置能使气液充分混合保证发酵液必需的溶解氧。
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，避免染菌。
⑥搅拌器的轴封应严密，尽量减少泄漏。
7.机械通风发酵罐的结构、主要部件的类型（如搅拌叶）及其工作原理；罐体：在发酵工业中，微生物需要进行纯培养，罐体为微生物的纯培养提供了一个密闭无菌的环境。
传动与搅拌系统：通过电机驱动减速皮带轮，使搅拌叶快速的旋转，搅拌叶将通入罐底的空气充分打散，从而促进氧气在液体与微生物细胞之间的传递。
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。
生物工程设备复习资料
通风发酵设备高效生物反应器的特点：(1) 传质和传热性能好；(2) 结构密封、防杂菌污染；(3) 设备简单、维修方便，能耗低; (4) 培养基流动与 混合良好；(5) 检测控制系统完善；(6) 易放大；(7)生产安全发酵罐的基本条件：具有适宜的径高比；能够承担一定压力；保证必需的溶解氧；具有足够的冷却面积；尽量减少死角，灭菌彻底，避免染菌；轴封严密。
搅拌器：有平叶式、弯叶式、箭叶式涡轮式和推进式等；其作用是打碎气泡，使氧溶解于发酵液中，从搅拌程度来说，以平叶涡轮最为激烈，功率消耗也最大，弯叶次之，箭叶最小。
为了拆装方便，大型搅拌器可做成两半型，2 3⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧通风固相发酵设备自吸式发酵罐气升环流发酵罐机械搅拌发酵罐常用通风发酵罐1－轴封 ； 2、20－人孔； 3－梯； 4－联轴节（器）； 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； 24－回流口； 25－视镜；用螺栓联成整体。
全挡板条件：是指在一定转速下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。
要达到全挡板条件必须满足下式要求：轴封作用：使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封，防止泄露和污染杂菌。
常用的轴封有填料函轴封和端面轴封两种（又称机械轴封）。
自吸式发酵罐： 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：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；溶氧速率高，溶氧效率高，能耗较低；生产效率高、经济效率高；设备便于自动化、连续化。
缺点：较易产生杂菌污染，需配备低阻力损失的高效空气过滤系统，罐压较低，装料系数约为40％。
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。
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第二章物料输送过程与设备离心泵：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。
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。
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。
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。
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。
活塞反向移动重复上述运动。
活塞在缸内不断作往复运动来吸入和排出气体。
③型号：生产中普遍使用L型（改造：活塞用塑料，加入二硫化钼）。
通风机：①分类：离心式和轴流式。
离心式用于气体输送；轴流式用于通风换气。
真空泵：干式和湿式。
按结构可分为往复式、回转式、蒸汽喷射式和水力喷射式（水冲泵）。
管材：无缝钢管、不锈钢管、焊接钢管、螺旋电焊钢管、铸铁管、软管。
12.管道的涂色：物料---黄色空气—蓝色蒸汽—红色水—绿色真空---浅黄色酸—褐色碱---粉红色消沫剂---棕色污水---黑色常用的阀门：截止阀、闸阀（水系统、真空管道）、隔膜阀（直通式和三通式，用于移种管道、无菌物料管道）、球阀（用于不调节真空管道和物料管道）和取样阀。
第三章液体培养基的设备灭菌液体培养基灭菌的方法：化学灭菌、射线、干热、湿热、过滤、火焰灭菌等。
湿热灭菌：利用高压饱和蒸汽与培养基直接混合时，冷凝释放大量的冷凝热，且湿热对细菌细胞壁具有穿透力，可灭菌优点：无毒无害、廉价易得。
湿热灭菌：①原理：利用高压包和蒸汽可与培养基直接混合时，冷凝释放大量冷凝热，并且湿热对细胞壁具有强大的穿透力，从而达到灭菌效果。
对数残留定律lgK=（-14845/T）+36.127 K=Ae-E/RT，K值越小，此微生物越耐热，K值与加热温度、微生物种类有关，是判断微生物受热灭亡难易程度的基本依据。
②优点：无毒、无有害的残留物和廉价的特点。
灭菌：①主要矛盾：灭菌程度和营养成分的破坏。
②关键：注意温度和时间。
③原则：高温短时分批灭菌：①概念：将培养基配制在发酵罐里，用饱和蒸汽直接加热以达到预定灭菌温度并保温维持一段时间，然后在冷却发酵温度，这过程叫分批灭菌。
②优点：成本低、操作方便、不需其他辅助设备缺点：时间长、利用率低。
③流程：将配制好的培养基泵入发酵罐内，密闭后启动搅拌。
灭菌前将各排气阀门打开，将蒸汽引入夹套进行预热，待罐温升至75～90℃，将排气阀逐渐关小。
将蒸汽从进气口引入，排料口取样直接通入罐中，升温至118～120℃罐压0.09～0.1MPa维持20～25min。
保温后关闭进气阀，使罐压接近大气压，通入无菌空气，夹套冷凝降温，降低培养基的温度。
④操作要点：凡是与培养基接触的管道都要进蒸汽，凡是不与培养基接触的管道都要排蒸汽。
⑤优劣判别标准：达到无菌要求，营养成分破坏少，培养基体积与计料体积相符合，泡沫少。
连消：①把发酵罐预先灭菌，在罐外进行高效连续不断的加热，然后保温灭菌和冷却，最后连续进入已灭菌好的发酵罐中培养。
②流程：配料罐→料泵→预热罐（75～90℃）→连消泵→加热器（130～140℃，20～30s迅速升温）→维持罐和冷却器③特点：高温短时；优点：营养成分破坏少、质量好、发酵单位很高。
④设备：见流程连消塔结构：蒸汽导入管、小孔（利于蒸汽均匀从个各小孔喷出，关键）、排料管、排污口维持罐：①作用：保温灭菌。
②结构：进料口、出料口、排污口。
解：⑴求理论灭菌时间：C0=2×107个/ml C S=0.01/15×106个/ml由lgK=（-14845/T）+36.127 T=273+135可得K=0.5525s-1т理论=（2.303/0.552）lgC0/C S得т理论=1.2minт维=3×т理论=3.6min V维罐=V物×т维=15×3.6/60=0.91min⑵C S=0.001/（2×107×15×106）=3.3×10-18由Da=Kт=4.3得т=77.9s L=wт Re=dwρ/μDz/wd=0.678/Re0.0815w=V/（S横·d内）Pe=L/【（Dz/wd）d】习题：某厂原来的连续灭菌设备，每小时处理量为12m3，灭菌温度为130℃，现因生产发展，要求每小时处理量提高到15m3，院设备中加热器与冷却器都留有余地，能满足生产发展需要。
唯有维持罐容积不变，若要使用源设备适应生产发展需要，问操作控制上如何调整才能适应。
解：V维持=V处理×т停留 V处理=V维持/т停留则V处1/V初2=т停2/т停1=K1/K2 lgK=（-14845/T）+36.127T1=130+273=403K 则K1=0.195 12/15=0.195/K2得K2=0.244 可得T2=131.2℃应提高灭菌温度到132℃。
第四章空气净化除菌设备空气净化除菌的方法：a.除去：静电吸附、介质过滤 b.杀死：辐射、加热、化学药物。
工业生产过程中采用过滤的方法。
深层过滤除菌机理：惯性冲击滞留作用、拦截滞留、布朗扩散、重力沉降、静电吸附作用等.绝对过滤除菌的机理：介质的空隙小于细菌，实现过滤除菌。
无菌空气的质量指标：压缩空气的压强在0.2—0.35Mpa（表）、空气流量、空气温度较发酵温度高10℃左右、相对湿度在60—70%、洁净度达到100级。
旋风分离器的设计要点：进口气速和结构比例尺寸（初级分离水滴设备）丝网除沫器的设计要点：空塔气速、丝网的填充密度和设备的结构比例尺寸（精细除水设备）空气冷却器作用：除水减湿空气加热器作用：降低相对湿度无菌空气：通过除菌设备后压缩空气中含菌量降到最低或达到洁净度100的空气VVM：单位时间单位体积发酵液通入气体量空气过滤设备设计：过滤设备及作用：①吸风塔：吸入空气（压缩后的）②前置过滤器：降低空气中的尘埃的含量③空气压缩机：克服压缩空气输送过程的压力和发酵罐的液柱高度所需的压强。
分为往复式和螺杆式④压缩空气贮罐：稳定压强，消除空气的脉动；让高温的空气在贮罐里停留一段时间，引起空气的部分杀菌作用。
⑤空气冷却器：使压缩空气除水减湿。
⑥水滴分离设备：除水。
11.提高过滤除菌的效果方法：①尽量减少吸入空气的菌数。
②根据实际需要选择合适的设备，预处理阶段要尽量除油和除水。
③选择合适的过滤设备，采用二级过滤、预过滤和除锈。
12除水过程中x和φ的关系：⑴无相变时，即X一定。
在压缩过程中，随着T↑,PS↑,P↑, φ↓。
降温过程中，随着T↓,P S↓,P一定，φ↑。
升温过程中，随着T↑,P S↑，P一定，φ↓。
⑵有水析出时，X降低。
当T﹤T d（露点）时，有水析出，X↓。
13.除水机理：⑴相对湿度：φ=100﹪达到饱和；φ﹥100﹪有水析出；φ﹤100﹪无水析出⑵湿含量：从状态1到状态2。
X1=X2无水析出；X1﹥X2有水析出。
通风发酵设备气升式发酵罐的原理：将压缩空气由喷嘴喷出，推动培养液沿导流筒上升（富气区，液体密度小）由内向外或由外向内循环，从而实现混合传质。
该罐结构简单，易清洗。
适用于对溶氧要求低、耐剪切力性能差的细胞培养。
2.通用式发酵罐：①原理：利用机械搅拌搅拌物料产生轴向和径向流动，从而使罐内物料混合良好，液体中的圆形颗粒保持悬浮状态。
利于固体和营养物质充分接触，便于吸收营养，还有可以打碎气泡，增加气液接触面积，提高气液间的传质速率，加强氧的传递效率及消除泡沫。
并通入无菌空气维持菌体氧气需要。
②几何尺寸：H/D=1.7～3 d/D=1/2～1/3w/D=1/8～1/12 B/d=0.8～1.0 S/d=1.5～2.5S1/d=1～2（H：发酵罐筒身高m；D：发酵罐内径m；d：搅拌器直径m；w：挡板宽度m；S：两搅拌器间距m；B：下搅拌器距底间距m；S1：上搅拌器距液面的间距m）③公称容积：罐的筒身容积加上底封头容积之和。
V0=V c+V b④装料系数：η0=V/V0=0.6～0.75通用式发酵罐结构及作用：①罐体：贮装发酵液。
②搅拌装置：a作用：一是产生强大的总体流动，将流体均匀分布于容器各处,以达到宏观均匀。
二是产生强烈的湍动，使液体、气体、固体微团尺寸减小。
两种作用有利于混合、传热和传质，对氧的溶解具有决定性意义。
B形式：轴流式（螺旋式）和径流式（涡轮式）。
③挡板：改变被搅拌流体的流动方向，使之产生纵向运动，从而消除液面中央部分产生的下凹漩涡。
“全挡板条件”指达到消除液面漩涡的最低挡板条件。
④通气装置：通入无菌氧气维持菌体生长。
⑤传热装置：移去生物氧化产生的热量和机械搅拌产生的热量，保证发酵在恒温下进行。
⑥机械消沫装置：减少发酵液泡沫，防止发酵液外溢，减少染菌机会。
空气分布装置：①形式：单孔式、多孔管。
大多数采用单孔管，管开口朝下。
消沫装置形式：耙式、刮板式、涡轮式、射流式和碟片式。
轴功率计算：①轴功率P指搅拌器传入液体的功率。
②电机确定：考虑减速装置的机械效率η，电动机应介于通气与不通气之间的功率。
例题：今有一发酵罐，内径为2m，装液高度为3m，安装一个六弯叶涡轮搅拌器，搅拌器直径为0.7m，转速为150r/min，设发酵液密度为1050kg/m3，黏度为0.1Pa·s，试求搅拌器所需功率。