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。在灭菌开始时，还必须注意把设备和管路中存留的空气充分排尽，否则造成假压而实际灭菌温度达不到要求。

16．工业上常用的反渗透膜组件形式主要有板式、管式、中空纤维式、螺旋卷式四种类型。

17．干燥是将物料的水分或有机溶剂除去的加工过程。

18．离子交换树脂的主要理化性能有：颗粒度、交换容量、机械强度、膨胀度、含水量、密度、孔结构等。

19．我们可以通过设计生物反应器来实现生物反应的三个目标：生产细胞、收集细胞的代谢产物、直接用酶催化得到所需产物。

20．大型发酵罐设计主要考虑因素：罐的耐压要求、罐的内部清洗、罐内的对流与热交换。21．常见的通风发酵罐类型：机械搅拌发酵罐、气升式发酵罐、自吸式发酵罐、伍式发酵罐、文氏管发酵罐。

22．按操作压强可将蒸发分为：常压蒸发、真空蒸发。

23.生物工业中常用的干燥方法有对流干燥、冷冻升华干燥、真空干燥等。

23．真空干燥设备一般由密闭干燥室、冷凝器、真空泵三个部分组成。

24．影响恒速干燥的主要因素：空气温度、湿度、流速等外部条件。

25．粉碎机械的工作原理主要有挤压、冲击、研磨、剪切、劈裂等。

26．糖蜜利用之前如何处理：稀释、酸化、灭菌、增加营养盐。

27．啤酒发酵设备发展方向：向大型、室外、联合的方向发展。

28．影响传质推动力的主要因素：温度、溶液的性质、氧分压、发酵罐内液柱的高度。29．判断生物反应器好坏的唯一标准是该装置能否适合工艺要求以取得最大的生产效率。30．微生物嫌气发酵过程总的发酵热，一般由生物合成热、蒸发损失热、罐壁向周围热损失等三部分热量所组成。

31．生物合成热是由维持微生物生命活动的呼吸热、促进微生物增殖的繁殖热、微生物形成代谢产物的发酵热所组成。

32．常用板框压滤机有BMS、BAS、BMY和BAY系列。B代表板框、M代表明流、A代表暗流、S代表手动压紧、Y代表液压压紧。型号BAS20/635-25的板框压滤机的过滤面积为20m2，滤框厚度为25mm。

33．聚砜膜的开发是膜分离技术的重大突破，它具有耐热性能好、pH范围宽、耐氯能力强、孔径范围宽等特点。

34．生物工业下游加工过程一般可分为4个阶段：发酵液的预处理和固液分离、产物提取、产物精制、成品加工。

35．萃取分离的实质是利用欲分离组分在溶剂中与原料液中溶解度的差异来实现。工业上萃取操作包括三个步骤：混合，分离，溶剂回收。

36．双水相萃取一步操作可达到固液分离和纯化的目的，常用生物分离的双水相体系是PEG －Dextran和PEG－无机盐系统，这是由于它们的多元醇或多糖结构能使生物高分子稳定。

37.升膜式蒸发器操作的关键是让液体物料在管壁上形成连续不断的液膜。

38.升膜式蒸发器产生爬膜的必要条件：足够的传热温差和传热强度。

39.降膜式蒸发器均匀成膜的关键是物料的分配，可采用不同的分配器实现。

40.多效蒸发与热泵蒸发是当前蒸发系统中节能的重要措施。

41.影响热量重复利用，增大损耗的重要原因是溶液蒸发时的沸点上升。

42.喷雾干燥的关键是料液的雾化。

43.离心喷雾设备中热风盘的作用是进塔后的热风分配均匀，否则会造成塔内局部贴壁。

44.啤酒厂糖化车间的主要任务是将原料加水糊化、糖化、糖化醪的过滤和麦汁的煮沸。

45.麦汁煮沸锅用于麦汁的煮沸和浓缩，并加入酒花，还有加热凝固蛋白质、灭菌、灭酶的作用。

46.真空糖化器兼具蒸发冷却器和糖化器的作用，简化了设备。

47.传统糖化多采用四器组合，四器为糊化锅、糖化锅、过滤槽、麦汁煮沸锅。

48.现代糖化大都采用五器组合，即糊化锅、糖化锅、过滤槽、煮沸锅、回旋沉淀槽。

49.目前用于水的过滤装置有砂滤棒过滤器、活性炭过滤器、中空纤维超滤装置等。

50.能用做制冷剂的物质有80多种，最常用的是氨、氟利昂类、水、少数碳氢化合物等。

二、名词解释：

1.自吸式发酵罐：是一种不需要空气压缩机提供压缩空气，而依靠特设的机械搅拌吸气装置或液体喷射吸气装置吸入空气并同时实现混合搅拌与溶氧传质的发酵罐。

2.联合罐：这是一种具有较浅锥底的大直径发酵罐，能在罐内进行机械搅拌，并具有冷却装置。联合罐在发酵生产上的用途与锥形罐相同，既可用于前、后发酵，也能用于多罐法及一罐法生产。

3.搅拌器输入搅拌液体的功率：即轴功率，是指搅拌器以既定的转速旋转时用以克服介质的