安徽农业大学生物工程设备汇总

培养基及其制备

原料的预处理：除尘、除杂、筛选、分级；

预处理的必要性、预处理的方法及意义

原料的输送以及气流输送的基本流程：沉降速度、悬浮速度、气流的输送速度

培养基及设备的灭菌

培养基灭菌的目的、要求和方法；

目的：使生化反应过程在没有杂菌污染的情况下进行

方法：化学试剂灭菌法.

电磁波、射线灭菌法.

热灭菌法(干热、湿热和火焰灭菌法).

过滤除菌法(阻留微生物，达到除菌的目的)

湿热灭菌的理论基础：芽孢或孢子的热阻要比生长期营养细胞的热阻大得多，这是由于芽孢或孢子内吡啶二羧酸含量对热阻的增加有关。另外，芽孢中蛋白质含水量较营养细胞低（特别是游离水分少），也是芽孢耐热强的一个原因。

对数死亡定律、利用阿累尼乌斯方程推导解释高温短时间的理论依据；微生物受热死亡的主要原因是高热能使蛋白质变性，这种反应可认为是单分子反应，死亡速率可视为一级反应，即反应（微生物死亡）速率与残存的微生物数量成正比：

培养基间歇灭菌过程中应注意的问题；利用反复多次的流通蒸汽加热，杀灭所有微生物，包括芽孢。方法同流通蒸汽灭菌法，但要重复3次以上，每次间歇是将要灭菌的物体放到37℃孵箱过夜，目的是使芽孢发育成繁殖体。若被灭菌物不耐100℃高温，可将温度降至75℃～80℃，加热延长为30～60分钟，并增加次数。适用于不耐高热的含糖或牛奶的培养基。

连续灭菌的基本流程；加热，保温，冷却

连续灭菌与间歇灭菌的比较；

影响灭菌的因素。

①培养基成分：培养基中脂肪、糖分和蛋白质的含量越多，微生物的热死速率越慢；

②培养基的物理状态：固体培养基和液体培养基的导热方式不同；

③培养基的pH：大多数微生物在酸性或碱性溶液中，比在中性溶液中容易受热死亡；

④泡沫：泡沫具有隔热作用，传热很差；

⑤搅拌：保持发酵罐中培养基均匀，不至于局部过热与局部温度过低。

空气除菌的工艺和设备

空气中微生物的分布:空气中微生物的含量和种类，随地区、季节和空气中灰尘粒子多少，以及人们的活动情况而异。

一般：

干燥寒冷的北方空气中的含菌量较少，而潮湿温暖的南方则含菌量较多；

人口稠密的城市比人口少的农村含菌量多；

地面又比高空的空气含菌量多。

发酵工业对空气无菌程度的要求；各种不同的发酵过程，由于所用菌种的生长能力强弱、生长速度的快慢．它的分泌物的性质、发酵周期的长短、培养物的营养成分和pH值的差异，对所用的无菌空气的无菌程度有不同的要求。一般按染菌机率为10－3来计算，即1000次发酵周期所用的无菌空气只允许1－2次染菌。

空气除菌的方法；过滤除菌、热杀菌、静电除菌、辐射杀菌等

介质过滤除菌的机理：绝对过滤介质：介质的孔隙小于微生物。利用阻留作用进行除菌

深层过滤介质：介质的孔隙大于微生物。利用拦截、颗粒的惯性冲击、布朗运动、颗粒与介质的静电引力和重力等作用进行除菌

对数穿透定律；

空气过滤除菌流程的分析：组成、设备作用：将吸入的空气先经前过滤；再进空气压缩机，从压缩机出来的空气先冷却至适当的温度，经分离除去油水，再加热至适当的温度，使其相对湿度为50%～60%（一般用相对湿度在60%的压缩空气进行过滤除菌，不会将过滤器打湿而影响过滤效果）；再通过空气过滤器除菌，达到合乎要求的无菌空气。

厌氧发酵设备

酒精发酵罐的结构及计算；

啤酒发酵设备（C.C.T）及计算：外型结构特点、主要部件。

2，发酵罐罐数的确定

对于间歇发酵，发酵罐罐数可按下式计算：

N=nt/24+1

式中N：发酵罐个数（个）

n：每24小时内进行加料的发酵罐数

t：发酵周期（小时）

3，发酵罐冷却面积的计算

发酵罐冷却面积的计算可按传热基本方程式来确定，即：

F=Q/(KΔtm)

式中F：冷却面积(米2)

Q：总的发酵热(焦耳/小时)

K：传热总系数(焦耳/米2.小时.˚C)

Δtm：对数平均温度差(˚C)

某酒精工厂，每发酵罐的进料量为24吨／小时，每4小时盛满一罐，发酵周期为72小时，冷却水的初、终温分别为20˚C和25 ˚C，若罐内采用蛇管冷却，试确定：发酵罐的结构尺寸，

罐数，

冷却水耗量，

冷却面积和冷却装置的主要结构尺寸。(糖化醪密度为1076公斤／米3)。

通风发酵设备

通风发酵罐及结构：通风发酵罐又称好气性发酵罐，如谷氨酸、柠檬酸、酶制剂、抗生素、酵母等发酵用的发酵罐。好气性发酵需要将空气不断通入发酵液中，以供微生物所消耗的氧。

机械搅拌发酵罐:机械搅拌发酵罐是发酵工厂常用类型之一。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。

气升式发酵罐的基本结构以及部件的作用；分为内循环和外

循环两种。其主

要结构包括：

罐体

上升管

空气喷嘴

通气与搅拌：搅拌器轴功率的计算；

m N D D N P K )(2530

μρρ=

P0：不通气时搅拌器输入液体的功率（瓦）

ρ：液体的密度（公斤/米3）

μ：液体的粘度（牛.秒/米2）

D ：涡轮直径（米）

N ：涡轮转数（转/秒）

K ，m ：决定于搅拌器的型式，挡板的尺寸及流体的流态

是一个无因次数，可定义为功率

m N D D N P K )(2

530μρρ=m

N D D N P

K )

(2530

μρρ=