生物工程设备知识点总结
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。
生物工程大一知识点汇总
生物工程大一知识点汇总生物工程是一门涉及生物科学、工程技术和医学应用的跨学科领域。
作为一名生物工程学的大一学生,你需要掌握一些基本的知识点,以便能够更好地理解这个学科的核心内容。
以下是生物工程大一知识点的汇总:1. 生物工程概述- 定义:生物工程是将生命科学、工程学和计算机科学等多个学科的理论与方法相结合,应用于生物系统的设计、改良和控制的学科。
- 历史:生物工程的发展可以追溯到古代的农业和酿酒工艺,而现代生物工程则起源于20世纪的基因工程技术的突破。
2. 生物工程中的生物学基础知识- 细胞结构:了解细胞的基本结构,包括细胞膜、细胞质、细胞器等组成部分。
- DNA结构:掌握DNA的双螺旋结构和碱基配对规律,理解DNA在遗传信息传递中的重要作用。
- 基因表达调控:了解基因表达的过程,包括转录和翻译,以及相关的调控机制。
3. 生物工程中的工程学基础知识- 反应工程:理解反应工程在生物工程中的应用,包括反应器设计、传热与传质、反应动力学等基本概念。
- 流体力学:掌握流体力学的基本原理,包括流体的运动和流量计算。
- 反应器设计:了解不同类型的生物反应器,例如批式反应器、连续流动反应器等,以及其在生物工程中的应用。
4. 生物工程中的医学应用- 生物医学影像学:了解常见的生物医学影像技术,如X光、MRI、CT等,以及其在医学诊断中的应用。
- 细胞培养技术:掌握细胞培养的基本原理和方法,包括细胞传代、培养基配制、细胞凋亡检测等。
- 基因治疗:了解基因治疗的原理和方法,以及其在治疗遗传性疾病和癌症等方面的应用。
5. 生物工程中的伦理与法律问题- 生物伦理学:了解生物工程领域中涉及到的伦理道德问题,包括基因编辑、克隆技术等的伦理考量。
- 生物安全法律法规:了解与生物工程相关的法律法规,包括生物安全管理、生物材料的合规性检测等。
总结:以上所列仅为大一生物工程知识点的汇总,随着学习的深入,你将会接触到更多更复杂的内容。
生物技术与工程知识点总结
生物技术与工程知识点总结
生物技术与工程是通过生物学、化学、物理学、计算机科学等多个领域的交叉学科,利用生物体系的特异性和可控性来开发新的产品和技术的一门学科。
以下是生物技术与工程的知识点总结:
1. 分子生物学:包括DNA、RNA、蛋白质等生物分子的结构和功能,基因组学、转录、翻译等方面的内容。
2. 细胞生物学:包括细胞结构、功能、代谢过程、信号传导等方面的内容,以及细胞培养和分离技术等实验方法。
3. 生物化学:包括生物分子之间的相互作用、酶的催化作用、代谢通路等方面的内容。
4. 生物信息学:包括基因组测序、序列比对、结构预测、功能注释等方面的内容,以及相关软件和数据库的使用。
5. 生物反应器工程:包括生物反应器的设计、操作、优化等方面的内容,以及相关工艺流程和设备的选择和应用。
6. 遗传工程:包括基因克隆、表达、编辑等方面的内容,以及相关技术的实现和应用。
7. 细胞工程:包括细胞培养、转染、修饰等方面的内容,以及相关技术在细胞治疗和再生医学中的应用。
8. 生物传感器与检测:包括生物传感器的设计、制备、检测原理等方面的内容,以及相关技术在环境监测和医学诊断中的应用。
9. 生物制药工程:包括生物制药的开发、生产、质控等方面的内容,以及相关技术在药品研发和生产中的应用。
10. 生态工程:包括生态系统的保护、恢复、修复等方面的内容,以及相关技术在环境污染治理和资源利用中的应用。
以上是生物技术与工程的一些知识点总结,这门学科涵盖了多个领域的知识,需要学习者具备扎实的理论基础和实践技能。
生物工程常用基础知识点
生物工程常用基础知识点要说生物工程啊,这可真是个神奇又有趣的领域!它就像是一个魔法盒子,里面装满了各种让人惊叹不已的知识和技术。
咱先来说说细胞这一块儿。
细胞可是生命的基本单位,就像一个个小小的工厂,不停地运转着。
你知道吗?细胞有细胞膜、细胞质和细胞核这些重要的部分。
细胞膜就像是工厂的围墙,把里面和外面分隔开,但是它又不是完全封闭的,还能让一些有用的东西进来,没用的东西出去。
细胞质呢,就像是工厂里的车间,各种化学反应都在这儿进行。
细胞核那就厉害了,它是整个工厂的指挥中心,控制着细胞的一切活动。
比如说,我曾经在实验室里观察过洋葱表皮细胞。
那时候,我小心翼翼地把洋葱切成一小片一小片的,然后放到显微镜下面。
哇,当我看到那些细胞的时候,简直惊呆了!一个个排列得整整齐齐,就像士兵在站岗一样。
细胞壁清晰可见,就像给细胞穿上了一层坚固的铠甲。
细胞核就像个小蛋黄,安安静静地待在中间。
我当时就想,这么小的一个细胞,居然有着这么复杂又精细的结构,真的是太神奇了!再来讲讲基因。
基因就像是生命的密码,决定了我们的长相、性格还有各种特征。
比如说,为什么有的人眼睛大,有的人眼睛小?为什么有的人头发卷,有的人头发直?这都是基因在起作用。
我还记得有一次,老师给我们讲基因的复制。
他说,基因复制就像是复印文件一样,要保证一模一样,不能出错。
要是出错了,那可就麻烦了,可能会导致各种疾病。
当时我就在想,这基因也太重要了,要是它出了问题,那我们的身体不就乱套了嘛。
还有蛋白质,这也是生物工程里很重要的一部分。
蛋白质就像是建筑材料,构建了我们的身体。
肌肉、皮肤、头发,里面都有蛋白质的身影。
有一回,我看到一个关于蛋白质合成的视频。
视频里,那些小小的分子就像一群忙碌的小工人,按照一定的顺序和规则,把氨基酸一个一个地连接起来,形成长长的蛋白质链。
它们的动作又快又准,看得我眼花缭乱。
我不禁感叹,这大自然的设计真是精妙绝伦啊!生物工程里的发酵技术也很有意思。
生物工程与生物制药知识点总结
生物工程与生物制药知识点总结生物工程与生物制药是现代生物学的重要领域,在医药、农业、环境保护等方面发挥着重要作用。
本文将对生物工程与生物制药的一些基本知识点进行总结和介绍。
一、生物工程的基础知识1.1 基因工程基因工程是生物工程的核心技术之一,通过改变生物体的基因组成,实现对其性状的调控。
常用的基因工程技术包括基因克隆、转基因技术、基因敲除等。
1.2 仿真实验生物工程中的仿真实验是利用计算机模拟和模型来研究生物系统和生物过程的工程方法。
它可以帮助我们更好地理解生物系统的结构和功能,优化生物工程的设计和操作。
1.3 生物传感器生物传感器是生物工程中的重要技术之一,它利用生物体内的生物分子作为传感器来检测和测量特定的物质或参数。
生物传感器在生物医学、环境监测、食品安全等领域具有广泛的应用前景。
二、生物制药的基本概念2.1 生物制药的定义生物制药是利用生物技术生产药物的过程,包括生物发酵、生物转化、基因工程等技术。
与传统药物相比,生物制药具有高效、高选择性和较少副作用等优点。
2.2 重组蛋白药物重组蛋白药物是生物制药中的一类重要药物,它是通过基因工程技术改造生物体使其表达特定蛋白,然后通过提取、纯化和制剂等步骤得到的。
重组蛋白药物在治疗癌症、糖尿病等疾病方面有着广泛的应用。
2.3 生物制药的质量控制生物制药的质量控制是确保生物药物质量的关键环节。
它包括对原辅料的检查、生产过程的监控、产品的质量检测等。
生物制药的质量控制要求严格,能够确保产品的安全有效性。
三、生物工程与生物制药的应用领域3.1 医药领域生物工程与生物制药在医药领域的应用非常广泛,可以生产治疗癌症、糖尿病、罕见病等疾病的药物。
同时,生物工程也可以用于疾病的诊断和基因治疗等方面。
3.2 农业领域生物工程在农业领域的应用包括转基因作物、抗病虫害的育种以及生物农药等。
这些技术可以提高农作物的产量和质量,提高农业生产的效益。
3.3 环境保护领域生物工程与生物制药在环境保护领域的应用主要包括废水处理、废气处理和生物能源开发等。
生物工程学高考知识点
生物工程学高考知识点生物工程学是一门综合应用的学科,涉及生物学、工程学、化学等多个领域。
在高考中,生物工程学是一个重要的考点。
本文将介绍一些与生物工程学相关的高考知识点,以帮助考生对该领域有更深入的理解。
1. 生物工程学的概念和发展生物工程学是利用生物学和工程学的原理和方法,研究和应用生物体的种质资源、生物遗传和变异规律、生物信息载体、生物生产过程以及生物制品生产工程等问题的学科。
它是近年来发展最迅速的交叉学科之一,涉及生物技术、生物医学工程、生物制药、农业生物工程等多个领域。
2. 生物工程中的基因工程技术基因工程技术是生物工程学中的重要内容之一。
它通过改变或重组生物体的遗传物质,创造新的生物特性或生物产物。
其中包括基因克隆、基因转染、基因编辑等技术。
基因工程技术广泛应用于医药、农业、环保等领域。
3. 基因工程中的PCR技术PCR(聚合酶链式反应)是一种重要的基因工程技术,用于扩增特定DNA片段。
它利用DNA聚合酶酶活性的特点,在体外通过一系列温度变化的步骤,使DNA的两条链进行反复扩增。
PCR 技术在基因诊断、DNA指纹鉴定等方面有广泛应用。
4. "拷贝DNA技术"及其应用"拷贝DNA技术"(DNA cloning)是重组DNA技术的一种方法,可使大量特定基因序列得以扩增。
通过将目标DNA插入载体DNA中,形成重组DNA,在宿主细胞中进行复制和传递。
拷贝DNA技术被广泛应用于基因克隆、基因表达、基因测序等领域。
5. 生物工程在医学领域的应用生物工程在医学领域的应用有很多,其中包括基因治疗、生物制药、组织工程等。
基因治疗是利用基因工程技术修复或替换患者体内缺陷基因的方法,用于治疗遗传性疾病等。
生物制药指利用基因工程技术生产的药物,如重组蛋白药物、蛋白质激素等。
组织工程是一种利用生物工程技术构建人工组织或器官的方法,可用于组织修复和器官移植等。
6. 生物工程在农业领域的应用生物工程在农业领域的应用主要包括转基因作物、植物工厂等。
生物工程设备期末知识点——小字版
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。
博士生生物工程生物传感器知识点归纳总结
博士生生物工程生物传感器知识点归纳总结生物工程领域的发展为生命科学研究提供了更多工具和技术。
生物传感器作为其中的一种重要工具,被广泛应用于生物医学、环境监测、食品安全和农业生产等领域。
本文将对博士生需要了解的生物工程生物传感器知识点进行归纳总结。
一、生物传感器概述生物传感器是一种能够将生物分子与传感器相结合的装置,通过检测生物分子的特异性反应来实现对目标物质的定性和定量分析。
它的基本组成部分包括生物识别分子、转换元件和信号读取器。
生物传感器的核心原理是生物分子的识别与信号转换。
二、生物识别分子生物识别分子是生物传感器中用于与目标物质特异性相互作用的分子。
常用的生物识别分子包括抗体、酶、受体和核酸等。
抗体是一种可以识别特定抗原的蛋白质分子,通过与抗原结合形成免疫复合物进行检测。
酶是一种具有催化作用的蛋白质,通过催化底物的反应产生可测量的信号。
受体可以结合特定的配体,实现对目标物质的识别和检测。
核酸分子可以通过互补配对与目标DNA或RNA序列特异性结合。
三、转换元件转换元件是将生物识别分子与目标物质的相互作用转化为可测量信号的部分。
常用的转换元件包括电化学传感器、光学传感器和压电传感器。
电化学传感器通过测量电流或电压的变化来检测目标物质的存在。
光学传感器利用光的特性来测量物质浓度或反应速率。
压电传感器则通过物质的压电效应来转换信号。
四、信号读取器信号读取器是生物传感器中的关键部分,用于接收、放大和解码传感器产生的信号。
常见的信号读取器包括电子测量仪器、光谱仪和计算机等。
电子测量仪器可以实时地测量电化学传感器产生的电流或电压信号。
光谱仪则可以测量光学传感器产生的光强度与波长等信号。
计算机则可以对传感器产生的信号进行数据处理和分析。
五、生物传感器的应用生物传感器在生物医学、环境监测、食品安全和农业生产等领域有着广泛的应用。
在生物医学领域,生物传感器可以用于药物检测、疾病诊断和基因分析等方面。
在环境监测领域,生物传感器可以实时监测水质、大气污染和土壤污染等指标。
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。
生物工程大一知识点
生物工程大一知识点生物工程是一门综合性学科,涉及生物学、化学、工程学等多个领域的交叉学科。
作为生物工程大一学生,了解并熟悉一些基础的生物工程知识点是非常重要的。
本文将介绍一些生物工程大一知识点,以帮助您更好地理解和学习这门学科。
1. 基因工程基因工程是生物工程领域的重要分支,主要研究如何通过改变生物体的遗传信息来创造新的生物体或改造已有的生物体。
基因工程的核心技术包括DNA重组技术、基因克隆、基因转导等。
通过这些技术,可以将外源基因导入到目标生物体中,实现对其性状的改变或者增强。
2. 细胞培养技术细胞培养技术是生物工程研究中的重要手段,主要用于培养和繁殖细胞。
细胞培养技术可以应用于生物制药、组织工程、疾病模型建立等领域。
从简单的细胞培养到复杂的三维组织工程,细胞培养技术对于生物工程的发展起到了重要的推动作用。
3. 酶工程酶工程是利用酶的特殊催化性质,通过改变酶的结构和功能,开发新的酶或者改造已有的酶,以满足工业和生物医学领域对酶的需求。
酶工程可以提高酶的催化效率和特异性,拓宽了酶的应用领域。
在生物工程中,酶工程被广泛应用于生产和制造过程中。
4. 生物传感技术生物传感技术是将生物识别元件与传感器技术相结合,用于检测和测量生物系统中的特定分子、细胞或生物反应。
这些传感技术可以用于疾病的早期诊断、环境监测以及食品安全等方面。
生物传感技术的发展为生物工程学科的应用提供了更多可能性。
5. 生物信息学生物信息学是将信息技术与生物学相结合的交叉学科。
它主要研究生物学数据的获取、处理和分析方法。
生物信息学在基因组学、蛋白质组学、生物网络分析等领域发挥着重要作用。
通过生物信息学的手段,可以更好地理解和研究生物系统的结构和功能。
6. 生物安全与伦理生物工程的应用不仅带来了巨大的潜力和发展机遇,同时也引发了一系列的安全和伦理问题。
生物工程大一学生需要了解合规和规范的原则,遵守相关的生物安全标准和伦理规范,以确保生物工程的研究和应用过程安全、合法和可持续发展。
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。
生物技术和工程知识点总结
生物技术和工程知识点总结生物技术和工程是指利用生物学原理和工程技术手段进行生物材料的开发、生产和应用,是生物学、工程学和化学等多学科交叉的综合性学科。
它以生物技术和生物工程为核心,通过对生物体内生理和代谢过程的分析、研究和改造,实现对生物的有效利用,以满足人类社会日益增长的经济需求和生活要求。
生物技术和工程相关知识点如下:1. 生物技术基础知识生物技术是指利用生物学原理和技术手段,对生物体及其成分和代谢产物进行开发、利用和改造的技术。
其基础知识包括:生物体的细胞结构与功能、生物体内代谢途径、生物体的遗传特性、基因工程技术、生物物理化学等。
2. 生物工程基础知识生物工程是指利用工程学原理和技术手段,对生物体及其成分和代谢产物进行生产、加工和利用的技术。
其基础知识包括:生物反应器工程、生物材料工程、生物过程工程、生物环境工程、生物信息工程等。
3. 生物材料与生物制品生物材料是指由生物体提供的一类特殊材料,如纤维素、蛋白质、酶、细胞、基因、生物胶等。
生物制品是指利用生物材料进行开发、生产和应用的各种产品,如生物医药、生物能源、生物环境、生物工业等。
4. 生物技术与传统工艺生物技术与传统工艺的区别在于,生物技术是指利用现代生物学、生物工程和化学等学科的原理和技术手段,对生物体及其成分和代谢产物进行开发、生产和利用的技术;而传统工艺是指利用传统技术手段,对生物体及其成分和代谢产物进行加工和利用的技术。
5. 生物技术与现代科学技术生物技术与现代科学技术的关系在于,生物技术是现代科学技术的一部分,是利用生物学原理和工程技术手段进行生物材料的开发、生产和应用的学科。
其与现代科学技术的关系主要表现在:生物技术与生物科学、生物技术与化学工程、生物技术与信息技术、生物技术与环境科学等方面的交叉融合。
6. 生物技术与社会发展生物技术与社会发展之间的关系在于,生物技术的发展是为了满足人类社会日益增长的经济需求、社会需求和生活要求,是通过对生物体内生理和代谢过程的分析、研究和改造,实现对生物的有效利用。
生物工程与下游技术知识点整理
生物工程与下游技术知识点整理第十三章β内酰胺类抗生素1、(掌握青霉素的性质并分析流程,会设计提取分离纯化的流程)青霉素的理化性质(1)酸碱性:有一个酸性基团;解离常数pK值为 2.7;(2)溶解度:青霉素是有机酸,易溶于醇,酸,醚,酯;氯仿是多种青霉素游离酸的很好溶剂;在水中溶解度很小,迅速丧失抗菌能力;青霉素的金属盐易溶于水;易溶于低级醇;略溶于乙醇,丁醇,酮类,醋酸乙酯;含有少量水分时,溶解度大大增加;不溶于乙醚,氯仿,醋酸戊酯;青霉素的分离纯化工艺(工业钾盐生产工艺流程)课本277页发酵液,冷到10℃下,1/3体积中性过滤,板框压滤或鼓式过滤,10%硫酸调pH5,加PPB溶液(十五烷基溴化吡啶,絮凝剂),板框过滤或鼓式过滤,冲水量20-30%;滤洗液;加1/3BA(醋酸丁酯),加PPB,10%硫酸调pH2-2.5,逆流萃取;得一次丁酯萃取液;加0.3%活性炭搅拌10min,压滤,-10℃冷冻脱水,水分在0.9%以下,过滤得BA清液;加温到15℃,加醋酸钾-乙醇溶液适当搅拌,结晶后静置1h以下,甩滤,得湿晶体;湿晶体放洗涤罐,丁醇(4-6L/10亿)洗涤,乙酸乙酯(2L/10亿)顶洗,挖出粉子真空干燥;得青霉素G钾盐成品;2、头孢菌素C(1)头孢菌素C性质:为两性化合物,C为氨基酸,水溶性很大,稳定性差;大孔网状吸附剂从发酵液中初步分离头C,离子交换法纯化,络盐沉淀法结晶;(2)分离纯化工艺流程头C发酵液,硫酸酸化,板框过滤,得头C滤液;大孔网状吸附剂吸附,得饱和树脂;丙酮水溶液解吸,得一次头C解吸液;阴离子树脂吸附,醋酸钠解吸;加醋酸锌,得头C锌络盐结晶;板框过滤,得头C锌盐湿品;气流干燥,得头C锌盐成品;(3)头C分离纯化工艺要点A、发酵液预处理发酵液冷到15℃以下,硫酸酸化到pH2.5-3,放置一段时间;板框或真空鼓式过滤机过滤,并用水顶洗滤渣;收集,合并滤液,洗液,低温10℃保存;B、大孔网状吸附剂的吸附和解吸头C最适吸附pH2.5-3,XAD4的吸附容量为15-20g/L;2-4倍体积去离子水洗涤,除去硫酸根等阴离子,以免干扰离子交换树脂的纯化;15-25%乙醇,丙酮,或异丙醇水溶液来解吸。
生物技术和工程知识点总结
生物技术和工程知识点总结简介生物技术和工程是现代生物科学的重要分支,通过运用工程原理和技术手段,以生物系统为研究对象,开发和利用生物资源,解决生物学和医学等领域的问题。
本文将从基础概念、应用领域和前沿技术等方面,总结生物技术和工程的知识点。
1. 基础概念1.1 DNA和基因生物技术和工程的基础是对DNA(脱氧核糖核酸)和基因的研究。
DNA是生物体内存储遗传信息的分子,而基因则是DNA上的一段特定序列,携带着生物体遗传信息的基本单位。
1.2 基因工程基因工程是生物技术和工程的核心领域之一。
它通过改变生物体的基因组,实现对生物体性状的改良或特定基因的表达。
基因工程的方法包括基因克隆、基因转染、基因敲除等。
1.3 细胞培养与发酵细胞培养与发酵是生物技术和工程中常用的实验技术。
细胞培养是指将细胞在体外培养的过程,可以用于细胞生物学研究、药物筛选等。
而发酵是指利用微生物发酵产生特定产物的过程,如酒精、酸奶等。
2. 应用领域2.1 医药领域生物技术和工程在医药领域有着广泛的应用。
例如,通过基因工程技术,可以生产重组蛋白药物,如胰岛素、血小板生成素等。
此外,基因测序和基因编辑技术也为疾病的诊断和治疗提供了新的手段。
2.2 农业领域生物技术和工程在农业领域的应用也十分重要。
例如,通过转基因技术,可以使作物具有抗虫性、抗病性等优良特性,提高作物产量和质量。
此外,生物育种、组织培养等技术也广泛应用于农作物的改良和繁殖。
2.3 环境保护生物技术和工程在环境保护方面也有着重要作用。
例如,利用微生物降解有机废水和固体废物,减少环境污染。
生物控制和生物修复技术也可以用于处理土壤和水体的污染问题。
3. 前沿技术3.1 基因组学基因组学是研究生物体基因组结构和功能的学科。
近年来,随着高通量测序技术的发展,基因组学进入了一个高速发展的阶段。
通过对不同生物体的基因组进行测序和分析,可以揭示生物体的遗传特征和进化历程。
3.2 合成生物学合成生物学是一门将工程原理和生物技术相结合的新兴学科。
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。
生物工程知识点
生物工程知识点生物工程是一门交叉学科,涉及生物学、化学、工程学等多个领域。
它利用生物技术和工程技术的手段,研究和应用生物体的生理、生化和遗传特性,以解决生物医学、农业、环境保护等领域的问题。
本文将介绍生物工程的一些基本知识点。
一、基因工程基因工程是生物工程的核心内容之一。
它是指通过改变生物体的遗传物质(DNA)来改变其性状的技术。
基因工程技术包括基因克隆、基因转移、基因编辑等。
基因工程的应用广泛,可以用于生物药物的生产、农作物的改良、基因治疗等领域。
1. 基因克隆基因克隆是将感兴趣的基因从一个生物体中复制并插入到另一个生物体中的过程。
它通常包括DNA提取、DNA片段的切割、连接、转化等步骤。
基因克隆技术在生物医学研究中有着重要的应用,例如用于制备重组蛋白、合成基因库等。
2. 基因转移基因转移是将一个生物体中的基因导入到另一个生物体中的过程。
基因转移技术可以用于改良农作物,使其具有抗虫、抗病、耐旱等性状。
此外,基因转移也可以用于基因治疗,通过将正常的基因导入到患者体内来治疗一些遗传性疾病。
3. 基因编辑基因编辑是指通过直接改变生物体的基因序列来改变其性状的技术。
目前最常用的基因编辑技术是CRISPR-Cas9系统。
它可以精确地剪切DNA链,使得研究人员可以插入、删除或修改目标基因。
基因编辑技术在基础研究和疾病治疗方面具有巨大的潜力。
二、生物传感器生物传感器是一种能够检测生物体内特定分子或细胞的装置。
它通常由生物识别元件和信号转换元件组成。
生物传感器的应用广泛,可以用于疾病诊断、环境监测、食品安全等领域。
1. 生物识别元件生物识别元件是生物传感器的核心部分,它可以选择性地与目标分子或细胞结合,并产生信号。
常用的生物识别元件包括抗体、酶、核酸等。
这些生物识别元件可以通过改变颜色、发光或电信号来指示目标分子或细胞的存在。
2. 信号转换元件信号转换元件将生物识别元件产生的信号转化为可以测量的物理信号。
常用的信号转换元件包括光电传感器、电化学传感器等。
高中生物发酵工程知识点总结
高中生物发酵工程知识点总结
发酵工程是生物工程的一个分支,主要关注微生物的生长、代谢和产物分泌等过程。
以下是高中生物发酵工程的知识点总结:
1. 发酵定义和分类:发酵是指利用微生物对有机物进行代谢,产生特定的有用产物的过程。
常见的发酵分类包括酒精发酵、乳酸发酵、醋酸发酵、葡萄糖酸发酵等。
2. 微生物发酵过程:微生物发酵是指某些微生物在适宜的条件下(温度、pH、氧气浓度等)对有机底物进行代谢,产生有用的产物和能量的过程。
典型的微生物有乳酸菌、酵母菌、大肠杆菌等。
3. 发酵器:发酵器是用于进行微生物发酵的设备。
常用的发酵器有罐式发酵器、塔式发酵器、灵活床式发酵器等。
4. 发酵调控:发酵过程需要控制环境因素来促进微生物的生长和代谢,包括温度、pH、氧气浓度、碳源和氮源等。
5. 发酵产物:发酵产物是指微生物在发酵过程中产生的有用物质。
常见的发酵产物有乳酸、醋酸、酵母、酒精等。
6. 发酵应用:发酵应用广泛,包括生物制药、食品工业、化工工业等领域。
常
见的应用包括酸奶生产、啤酒酿造、酱油发酵等。
- 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。