生物工程设备
生物工程设备
教学大纲
生物科学与工程学院
生物工程教研室编2009年9月第三次修改
编写说明
生物工程设备是生物工程专业的专业核心课程之一，在我系的专业课教学中占有特别重要的地位。生物工程设备是专门研究生物工厂设备的一门学科，是生物工程专业的专业课，在学过的生物工艺，化工原理，生物化学的基础上开设的。生物技术是以基因工程为先导，结合发酵工程、酶工程和生化工程等技术，构成现代生物技术。生物工程设备则是生物工程技术和化学工程与设备交叉的结合体。具体内容包括：生化反应器、生化反应物料处理及产物分离纯化设备和辅助系统设备的原理和设计及计算。通过本课程的学习使学生能够了解和掌握发酵工厂常用的发酵设备、分离提取原理及设备。并为学习其他工艺学奠定基础。
为了规范教学，提高我系的生物工程专业课的教学质量，特编写此大纲。
生物工程设备教学大纲，全面系统的介绍发酵工艺的内容，结合本学科的最新成果组织编写。本大纲的内容有：教学目的与要求、教学重点与难点、教学内容、并提供了思考题、教学参考书及课时分配表等。
本大纲由李树立老师编写，教研室集体审定。
生物工程教研室
2009年9月
课时分配表
目录理论教学部分：
第一章概述
第二章物料处理和输送设备
第一节固体物料的处理与粉碎设备
第二节固体物料输送设备
第三节液体物料的输送设备
第三章空气净化除菌设备
第一节空气净化除菌的方法与原理
第二节空气过滤除菌设备及计算
第四章培养基的制备设备
第一节糖蜜原料的稀释与澄清
第二节淀粉质原料的蒸煮糖化设备
第三节啤酒生产麦芽汁的制备
第四节培养基的灭菌
第五章通风发酵设备
第一节机械搅拌通风发酵罐
第二节气升式发酵罐(ALR)
第三节自吸式发酵罐
第四节通风固相发酵设备
第五节其他类型的通风发酵反应器简介第六章嫌气发酵设备
第一节酒精发酵设备
第二节啤酒发酵设备
第三节连续发酵
第七章植物细胞(组织)和动物细胞培养反应器第一节植物细胞(组织)培养反应器
第二节动物细胞培养反应器
第三节微藻培养反应器
第八章生物反应器的比拟放大
第一节生物反应器的放大目的及方法
第二节通气发酵罐的放大设计
第九章过滤、离心与膜分离设备
第一节过滤速度的强化
第二节过滤设备
第三节离心分离设备
第四节膜分离设备
第十章离子交换分离原理及设备
第一节离子交换树脂
第二节离子交换分离原理
第三节离子交换设备
第十一章蒸发与结晶设备
第一节常压与真空蒸发设备
第二节结晶设备
第十二章干燥设备
第一节固体物料干燥机理及生物工业产品干燥的特点第二节非绝热干燥设备
第三节绝热干燥设备
第四节冷冻干燥及其他干燥设备
第十三章蒸馏设备
第一节蒸馏分离提纯原理
第二节酒精蒸馏流程
第三节粗馏塔
第四节精馏塔
第十四章生物反应器的检测及控制自学
第十五章生物工程供水与制冷系统及设备自学
实验教学部分：在生物工程实验课程中做
实验一发酵罐操作技术
实验二体积溶氧系数的测定
理论教学内容
第一章绪论
【教学目的与要求】了解课程的目的和任务，掌握生化反应的目的，掌握生化反应器的分类，了解生化反应器设计基础内容。
【教学重点与难点】生化反应的目的，生化反应器的分类。
【教学方法】讲授为主。
【教学内容】
一、课程介绍
二、生化反应的目的
三、生化反应器的分类
四、生化反应器设计基础内容：
【思考题】
1、生化反应的目的？
2、生物反应器的分类？
【参考书目】
《生物工程设备》梁世中主编，中国轻工业出版社2002年
第二章物料处理和输送设备
【教学目的与要求】了解发酵工厂物料处理和输送的方法，掌握机械输送设备的特点及选型；掌握气力输送的原理和流程及简单管道的计算。
【教学重点与难点】掌握机械输送设备和气力输送设备的特点及选型，气力输送流程的比较和管道计算。
【教学方法】讲授、自学与多媒体等直观教学手段相结合。
【教学内容】
第一节固体物料的处理与粉碎设备
一、固体物料的筛选除杂设备
1.谷物原料的粗选设备
⑴大麦粗选机（平摇振动筛）结构图
⑵磁力除铁器
2.大麦的精选及分级设备
⑴大麦精选机
⑵大麦分级设备
二、固体物料的粉碎设备
1.物料粉碎的力学分析
2.物料的粉碎度
3.粉碎机械
⑴锤式粉碎机
⑵对辊粉碎机
⑶圆盘钢磨
⑷MF—260型钢片式磨粉机
三、固体物料的加水粉碎（湿法粉碎）
1.湿法粉碎设备
2.砂轮磨
四、微细粉碎和超微细粉碎
第二节固体物料输送设备
一、机械输送设备
㈠、斗式提升机斗式运输机
1、适用物料：最常用的是以橡胶带牵引的D型斗式提升机。
2、构造和原理
3. 斗式提升机的计算
㈡、带式输送机皮带输送机
1.适用物料
2.结构原理
㈢、螺旋输送机螺旋运输机搅龙
1.适用物料
2.结构和原理：如结构图略
3.螺旋输送机计算
㈣、可弯曲螺旋输送机
二、气力输送系统及设备
㈠、气流输送原理
1.颗粒在垂直管中的悬浮：
2.颗粒在水平管的悬浮
3.颗粒在输送管中的运动状态
㈡、气流输送的流程
1.真空输送流程
2.压送式气流输送流程
3.混合式气流输送流程
㈢、气流输送系统的组成设备
1、进料装置：吸嘴和加料器
2、分离装置
3、空气除尘装置：
㈣、气流输送系统设计
1、流程的选择和确定
2、工艺流程图和设备流程图
3、气流输送系统的计算
第三节液体物料的输送设备
一、泵的选型计算
1、离心泵：
2、往复泵（属于容积泵）
3、旋转泵
二、输送管路、管件
1、管径的计算与选择
2、管道介质流速的选择
3、管件：根据管道直径对应选择
【思考题】
1、解释概念：粉碎比、混合比、压头、冲程、
2、磁力除铁器有哪几种？大麦的精选和分级设备有哪些？
3、粉碎机的类型及其主要作用力？
4、固体物料的单台输送设备有哪些？其适用输送物料和条件？
5、气流输送的流程有几种？特点？比较各流程。
6、气流输送的设备组成？
7、生物工业常用的泵及适用物料范围
8、某啤酒厂真空输送麦芽。每天输送量20吨，操作4h，输送的水平距离50m，垂直距离25m，90°大弯管(r/D=6)2个，沉降式卸料器排料，后接旋风分离器、袋滤器再由真空泵排空，空气管长20m， 90°弯管(r/D=2) 4个。要求⑴画出工艺流程草图⑵计算风机风量⑶计算输料管管径。
【参考书目】
《生物工程设备》梁世中主编，中国轻工业出版社2002年
《发酵工程设备》中国轻工业出版社
《生物工艺学》中国轻工业出版社
第三章空气净化除菌设备
【教学目的与要求】掌握空气净化原理和介质过滤除菌设备的计算
【教学重点与难点】空气净化原理和介质过滤除菌设备的计算
【教学方法】结合实例教学
【教学内容】
第一节空气净化除菌的方法与原理
一、生物工业生产对空气质量的要求
1空气中微生物的分布
2生物工业生产对空气质量的要求
3空气含菌量的测定
二、空气净化除菌的方法与原理
（一）空气除菌的方法
1热杀菌
2辐射杀菌
3静电除菌
4过滤除菌
（二）过滤除菌的机理
1惯性冲击滞留作用机理
2拦截滞留作用机理
3布朗扩散作用机理
4 重力沉降作用机理
5静电吸附作用机理
第二节空气介质过滤除菌设备及计算
一、空气介质过滤除菌流程
（一）空气除菌流程的要求
（二）空气除菌流程
1两级冷却、分离、加热的空气除菌流程
2空气压缩冷却过滤流程
3前置高效过滤器除菌流程
二、空气介质过滤除菌设备及设计计算
空气过滤器
1空气过滤除菌的对数穿透定律
2对数穿透定律的校正
3空气过滤压力降的计算
4过滤介质
a棉花
b玻璃纤维
c活性炭
d 超细玻璃纤维纸
e 石棉滤板
f 烧结材料过滤介质
g 新型过滤介质和过滤器简介
5过滤器结构及计算
a纤维介质深层过滤器：结构尺寸包括直径和高度
b平板纤维纸过滤器
6过滤器的计算举例
【思考题】
1、空气除菌的方法？
2、生物工业“无菌空气”的要求？
3、什么是穿透率？
【参考书目】
1.《生物工程设备》梁世中主编，中国轻工业出版社2002年
2.《发酵设备》高孔荣主编，中国轻工业出版社1991年
3.《发酵工程与设备》，中国轻工业出版社1981年
4.《生物工艺原理》贺小贤主编，化学工业出版社 2003年
第四章培养基的制备设备
【教学目的与要求】了解常用培养基制备的流程，掌握常用的灭菌的机理和采用流程。
【教学重点与难点】高温短时间灭菌的基础、常用的灭菌流程。
【教学方法】讲授、自学与多媒体等直观教学手段相结合。
【教学内容】
第一节糖蜜原料的稀释与澄清
一、间歇式稀释设备：
二、糖蜜连续稀释器如图
三、糖液的酸化澄清设备
第二节淀粉质原料的蒸煮糖化设备
一、淀粉质原料蒸煮糖化的目的
二、蒸煮设备
1、蒸煮罐
2、套管加热器：
3、真空冷却器
4.糖化设备
第三节啤酒生产麦芽汁的制备
一、啤酒厂糖化设备的组合方式
四器组合：
六器组合：
八器组合：
二器组合：
1、糊化锅
2.糖化锅
3.麦汁煮沸锅
4.糖化醪过滤槽
第四节培养基的灭菌
一、培养基热灭菌动力学
1、对数残留公式与理论灭菌时间
2、灭菌温度与菌体死亡反应速度常数的关系
3、活化能：
二、连续灭菌流程：
喷射连续灭菌流程图
喷射加热器
【思考题】
1.概念:粉碎比,活化能
2.啤酒糖化设备的组合方式？
3.灭菌时间与活化能的关系
4.计算题：某啤酒厂一次糖化操作糖化锅投料量麦芽粉1160kg，每百kg 加水420kg，糊化锅投料麦芽粉254kg，大米762kg每百kg混合料加水430kg，混合后糖化醪的密度为1070kg/m3，计算糖化锅的体积及几何尺寸?
【参考书目】
《生物工程设备》梁世中主编，中国轻工业出版社2002年
《发酵工程设备》中国轻工业出版社
《生物工艺学》中国轻工业出版社
第五章通风发酵设备
【教学目的与要求】了解各种通风发酵设备结构及其设备特点，掌握机械搅拌通风发酵罐的容量尺寸计算，掌握通风发酵罐搅拌轴功率的计算。掌握自吸发酵罐的吸气原理，了解通风固相发酵设备和其他类型的发酵设备。
【教学重点与难点】机械搅拌通风发酵罐的容量尺寸计算，通风发酵罐搅拌轴功率的计算，自吸发酵罐的吸气原理。
【教学方法】讲授、自学与录像等直观教学手段相结合。
【教学内容】
第一节机械搅拌通风发酵罐
一、机械搅拌通风发酵罐的结构
主要有罐体、搅拌器挡板、轴封、空气分布器、消泡器组成。
二、机械搅拌通风发酵罐几何尺寸和体积
重点径高比和公称体积
三、机械搅拌通风发酵罐的通风和溶氧传质
传统的双膜理论、通风比、通气强度。
四、发酵液的流变特性和机械搅拌通风发酵罐搅拌功率
发酵液的流体的流变特性分为：牛顿性流体和非牛顿性流体
五、机械搅拌通风发酵罐的热量传递
机械搅拌通风发酵罐的热量计算方法有三种：通过生物合成热；冷却水带出的热量和发酵液的温升。
六、机械通风发酵罐的通气功耗补充
第二节气升式发酵罐(ALR)
一、气升式反应器的特点
发酵液分布均匀，容氧速率和效率较高；
二、气升环流式发酵罐的主要结构及操作参数
结构包括径高比5~9较好，导流筒径与罐径比等。操作参数有平均循环
时间和气液比
第三节自吸式发酵罐
一、自吸式发酵罐的特点
二、机械搅拌自吸式发酵罐
机械搅拌自吸式发酵罐原理和设计要点
三、喷射自吸式发酵罐
第四节通风固相发酵设备
第五节其他类型的通风发酵反应器简介
【思考题】
1.概念：平均循环时间、全挡板条件、持气率、气液比R
2.自吸发酵罐吸气原理
3.双膜理论的前提,氧由气泡传递到溶液中生物细胞的步骤？
4.机械通风发酵罐空截面气速的上限？
5.计算题.已知：某细菌发酵罐，直径2.17m，叶轮直径0.72m，采用两只六平叶蜗轮，搅拌转速109r/s，通风量Vg=5.55m3/min（已换为罐内状态），醪液黏度为2.25×10-3 Pa.s，密度1020kg/m3，发酵液为牛顿型流体，求Pg？
【参考书目】
《生物工程设备》梁世中主编，中国轻工业出版社2002年
《发酵工程设备》中国轻工业出版社
《生物工艺学》中国轻工业出版社
第六章嫌气发酵设备
【教学目的与要求】掌握酒精发酵灌和啤酒发酵罐结构和计算；了解连续发酵设备、新型啤酒发酵设备。
【教学重点与难点】酒精发酵灌和啤酒设备的结构和计算。
【教学方法】讲授为主
【教学内容】
第一节酒精发酵设备
一、酒精发酵罐
结构有罐体、冷却盘管和水力洗涤装置
二、酒精发酵的计算
包括结构尺寸的确定、罐数的确定和冷却面积的计算
第二节啤酒发酵设备
一、啤酒前、后发酵设备及计算
前发酵设备及计算；后发酵设备及计算。
二、新型啤酒发酵设备
有三种：锥形罐、联合罐和朝日罐
第三节连续发酵
一、连续发酵时间的确定
二、连续发酵理论罐数的确定
三、连续发酵流程
主要有酒精发酵和啤酒发酵。啤酒发酵我国一般不采用。
【思考题】
1.酒精发酵罐如何设计计算？
2.啤酒发酵罐的形式？
3.连续发酵设备的适用范围？
4.计算题：某酒精工厂，每发酵罐的进料量为28t/h，每4h装满一罐，糖化液密度为1082kg/m3发酵周期72h，冷却水初、终温为20℃，25℃，若罐内采用蛇管冷却，发酵罐的总传热系数为2000kJ/m2.h.℃,试确定发酵罐的结构尺寸,罐数,冷却水耗量(假设发酵液热损包括蒸发热和向周围的散热为生物合成热的10%即Q2+ Q3=10% Q1)。
【参考书目】
《生物工程设备》梁世中主编，中国轻工业出版社2002年
《发酵工程设备》中国轻工业出版社
《生物工艺学》中国轻工业出版社
第七章植物细胞(组织)和动物细胞培养反应器
【教学目的与要求】了解植物细胞培养的方法和反应器,掌握动物细胞培养的方法和动物细胞培养系统。
【教学重点与难点】动物细胞培养的方法和动物细胞培养系统
【教学方法】讲授和自学结合。
【教学内容】
第一节植物细胞(组织)培养反应器
一、植物细胞培养过程的特点反应器
二、植物细胞培养反应器
三、植物组织培养及反应器
第二节动物细胞培养反应器
一、动物细胞培养的方法
有三种：贴壁培养、悬浮培养和固定化培养。
二、细胞培养的操作方式
三、动物细胞大规模培养反应器
四、动物细胞大规模培养的应用
第三节微藻培养反应器（自学）
一、微藻生物技术的优越性
二、微藻大规模培养的特点
三、微藻大规模培养反应器
【思考题】
1.动物细胞培养操作方式及动物细胞反应器类型？
2.常用动物细胞反应器的培养系统及特点？
3.微囊系统的制作过程？
【参考书目】
《生物工程设备》梁世中主编，中国轻工业出版社2002年
《发酵工程设备》中国轻工业出版社
《生物工艺学》中国轻工业出版社
第八章生物反应器的比拟放大
【教学目的与要求】了解生物反应器的放大目的及方法，掌握Po/V相等准则和体积容氧系数相等准则放大的方法
【教学重点与难点】生物反应器的放大目的及方法，Po/V相等准则和体积容氧系数相等准则放大的方法
【教学方法】教师主讲结合实例教学
【教学内容】
第一节生物反应器的放大目的及方法
一、生物反应器的放大目的
二、生物反应器的放大的方法
生物反应器的放大的方法有理论放大法、半理论放大法、因次分析法和经验放大法。
第二节通气发酵罐的放大设计
一、机械搅拌通气发酵罐的经验放大法
机械搅拌通气发酵罐的经验放大法：以体积容氧系数相等的原则放大；以单位发酵液搅拌功率相等的原则放大；这两种应用最多。
二、气升式反应器的放大
【思考题】
1.机械通风反应器放大方法？
2.几何体积的放大过程？
3.体积溶氧系数相等原则的放大方法？
4.单位体积搅拌功率相等的原则放大转速的计算？
5.计算题：某通风发酵罐体积100L，拟放大到20m3生产罐，发酵液为牛顿型流体，黏度μ=2.25×10－3Pa.s ，密度ρ=1020kg/ m3，实验罐尺寸为直径375mm，
搅拌叶轮直径125mm，高径比H/D=2.4，液深H L=1.5D，装液量60L，通风量1.0VVm，使用两挡六弯叶蜗轮搅拌器，转速350r/min，请按Po/V相等的准则放大，(放大罐空气流量为5.55 m3/min) 求放大罐的几何尺寸和Pg
【参考书目】
《生物工程设备》梁世中主编，中国轻工业出版社2002年
《发酵工程设备》中国轻工业出版社
《生物工艺学》中国轻工业出版社
第九章过滤、离心与膜分离设备
【教学目的与要求】了解常用的加压过滤、真空过滤和离心沉降有关设备及计算
【教学重点与难点】加压过滤、真空过滤和离心沉降有关设备的选型
【教学方法】教师主讲
【教学内容】
第一节过滤速度的强化
一、过滤介质和过滤介质的特性
过滤介质的特性和常用的过滤介质
二、过滤操作条件的优化
1改变发酵液的物理特性：加热、凝聚和絮凝、加入盐类、调节PH、加入助滤剂。
2操作条件的优化：提高过滤压力，降低滤饼比阻优化操作时间
第二节过滤设备
一、板框式及板式压滤机
（一）压滤机：结构和型号。
（二）板式压滤机
（三）自动板框压滤机
（四）板框压滤机的工艺计算
1物料恒算
2板框式压滤机的选择和台数
3过滤面积及生产能力的计算
二、真空过滤机
（一）转筒真空过滤机的结构和操作
（二）转筒真空过滤机的生产能力
第三节离心分离设备
一、离心分离原理和离心分离因数
（一）碟式离心机的分离原理
（二）离心分离因数
二、常用离心机结构及选型
（一）管式离心机结构及操作
（二）常用离心机的生产能力
悬浮液中的颗粒在离心机中能够分离并沉降在转鼓壁上的条件
四、.膜分离设备
【思考题】
1.概念:过滤介质的渗透性、离心分离因数
2.常用的过滤介质.
3.如何进行过滤条件的优化？
4.离心沉降的原理及沉降条件？
5.根据分离因数分类，管式分离机的习惯分类？
【参考书目】
《生物工程设备》梁世中主编，中国轻工业出版社2002年
《发酵工程设备》中国轻工业出版社
《生物工艺学》中国轻工业出版社
第十章离子交换原理与设备
【教学目的与要求】了解树脂的分类和特性和分类方法，掌握离子交换原理和常用离子交换设备和放大方法。
【教学重点与难点】树脂的性能、交换原理，离子交换设备的放大。
【教学方法】讲授、多媒体等直观教学手段相结合。
【教学内容】
第一节离子交换树脂
一、交换树脂结构：
二、分类：有四种分类方法
1. 骨架结构主要成分：
2.合成的聚合反应：共聚型、缩聚型树脂。
3.骨架的物理结构：
4.活性离子：
阳离子交换树脂阴离子交换树脂
强酸性阳离子交换树脂：
弱酸性阳离子交换树脂：
对金属离子亲和力：H+ ＞Fe+3＞Al+3＞Ca+2＞Mg+2＞K+＞NH4+＞Na+
强碱性阴离子交换树脂：
弱碱性阴离子交换树脂：
5. 树脂编号补充
编号强酸性阳弱酸性阳强碱性阴弱碱性阴
统一1~100 101~200 201~300 301~400
上海731~740 721~730 711~720 701~710
三、树脂合成
1.加聚法
2.缩聚法
四、树脂的理化性能
1.颗粒度
2.交换容量
3.机械强度：
4.膨胀度
5.含水量和密度
第二节离子交换分离原理
一、交换机理：
二、交换速度方程
三、影响交换速度因素
1.颗粒大小
2.交联度
3.离子化合价
4.离子、分子大小
第三节离子交换设备
一、常用离子交换设备
二、离子交换设备的计算
1.树脂用量和罐体积:
2.交换设备的放大
⑴根据交换罐负荷相等的原则放大
⑵按空塔流速相等的原则放大
⑶溶液通过床层的压力降△P
例题：
【思考题】
1.概念:树脂的交换容量（再生、工作）、含水量、交换负荷
2.树脂的分类方法，特性。
3.离子交换的原理和步骤
4.计算题：用弱酸型树脂(钠型湿树脂)吸附某发酵液,其体积流量为2.8m3/h,树脂床高度 1.2m,直径1m,又测得树脂的最大粒径0.86mm,最小粒径0.42mm,平均粒径0.56mm,静止时床层空隙率为32%,湿树脂密度1140kg/m3,发酵液密度视为1000kg/m3,黏度0.002Pa.s,若将流量放大2倍,计算放大后交换罐中树脂床的高度及直径,正吸附时发酵液通过床层的压力降及反吸附时的压力降。
【参考书目】
《生物工程设备》梁世中主编，中国轻工业出版社2002年
《发酵工程设备》中国轻工业出版社
《生物工艺学》中国轻工业出版社第一节离子交换分离原理及设备
第十一章蒸发与结晶设备
【教学目的与要求】了解常压蒸发设备和结晶设备，掌握蒸发的基本要求、升降膜真空浓缩的原理及结晶的原理、煮晶锅的计算。
【教学重点与难点】蒸发的基本要求、升降膜真空浓缩的原理及结晶的原理。
【教学方法】讲授、自学与多媒体等直观教学手段相结合。
【教学内容】
第一节蒸发设备
一、常压蒸发设备
1.夹套加热式麦汁煮沸锅
2. 内置加热器式麦汁煮沸锅
二、真空蒸发设备：
1.管式薄膜蒸发器
⑴.升膜式管式薄膜蒸发器
关键：形成爬膜
形成爬膜的必要条件：足够的传热温差和传热强度；产生的二次蒸汽量和蒸汽速度达到足以带动溶液成膜上升的程度。
⑵.降膜蒸发器关键是液体如何分配均匀
常用的分配器
⑶.升降膜式蒸发器
第二节结晶设备
一、结晶原理
晶体的形成过程
晶体形成的速度
二、起晶的方法
1.自然起晶很少采用
2.刺激起晶柠檬酸结晶
3.晶种起晶味精
三、结晶设备
按操作方式分：间歇结晶设备简单、方便
连续结晶设备复杂、晶体小一般不采用按改变溶液浓度方法可分为
浓缩结晶设备煮晶锅
冷却结晶设备结晶箱
其他结晶设备等电点结晶设备
四、设备计算：
1.物料恒算：
2.结晶设备容积和尺寸的确定
结晶涡的体积
【思考题】
1.概念:蒸发、结晶、溶解度曲线、过饱和溶液曲线、
2. 升膜蒸发器形成爬膜的必要条件。
3.降膜蒸发器的操作关键及常用的分配器
4.起晶的方法？
【参考书目】
《生物工程设备》梁世中主编，中国轻工业出版社2002年
《发酵工程设备》中国轻工业出版社
《生物工艺学》中国轻工业出版社
第十一章干燥设备
【教学目的与要求】了解干燥设备的分类，掌握常压干燥设备和离心干燥设备原理及设计计算。
【教学重点与难点】掌握常压干燥设备和离心干燥设备原理及设计计算。
【教学方法】讲授、自学与多媒体等直观教学手段相结合。
【教学内容】
第一节固体物料干燥机理及生物工业产品干燥的特点
一、固体物料干燥机理
（一）物料中水分的性质；
可分为：结合水和游历水
（二）干燥机理
干燥速度
分为恒速干燥阶段和降速干燥阶段
二、生物工业产品干燥的特点
热敏性、快速干燥
三、干燥设备选型的原则
（一）符合国家的法律法规的要求
（二）产品质量要求
（三）产品的纯度
（四）物料特性
（五）产量及劳动条件
第二节非绝热干燥设备
一、常压干燥设备——麦芽干燥塔
（一）单层高效麦芽干燥塔的结构和操作
（二）单层高效麦芽干燥塔的设计计算
1生产能力
2压力损失的计算
二、真空干燥设备
1箱式真空干燥器
2带式真空干燥器
3耙式真空干燥器
第三节绝热干燥设备
一、气流干燥原理及设备
（一）气流干燥的原理及特点
（二）气流干燥设备
（三）气流干燥设备的计算
二、喷雾干燥原理及设备
（一）喷雾干燥原理及特点
（二）喷雾干燥设备
1 压力喷雾干燥设备
2气流喷雾干燥设备
3离心喷雾干燥设备
1）离心喷雾干燥设备的结构
2）离心喷雾干燥设备的计算：
三、流化床干燥原理及设备
四、冷冻干燥及其他干燥设备
【思考题】
1.解释概念：喷雾干燥、喷矩、最大喷距半径、容积干燥强度、干燥速度。
2.干燥设备的分类？
3.麦芽干燥塔塔径如何计算？
4.离心喷雾干燥的特点？
5.计算题：设计年产10000吨麦芽车间，已知年工作天数280天，采用单层高效麦芽干燥塔，绿麦层厚度为1m，麦芽在床上停留时间为20h，试求烘床面积。假如每平米烘床需要8.5平米的加热面积，求加热器的加热面积。
【参考书目】
《生物工程设备》梁世中主编，中国轻工业出版社2002年
《发酵设备》高孔荣主编，中国轻工业出版社1991年
《发酵工程与设备》，中国轻工业出版社1981年
《酿造酒工艺学》顾国贤主编，中国轻工业出版社2000年
《啤酒工业手册》管敦仪主编，中国轻工业出版社 1985年
第十三章蒸馏设备
【教学目的与要求】了解常用的蒸馏塔板结构，掌握酒精蒸馏的原理和流程、了解粗馏塔的计算方法。
【教学重点与难点】酒精蒸馏的原理和流程。粗馏塔的计算方法。
【教学方法】讲授、自学与多媒体等直观教学手段相结合。
【教学内容】
第一节蒸馏分离提纯原理
一、酒精—水混合液的相平衡
酒精---水的T—x图
酒精---水的y—x图
二、相对挥发系度和挥发系数
1挥发系数和精馏系数
2酒精蒸馏的规律
三、酒精的精馏
第二节酒精蒸馏流程
一、两塔流程
1 气相过塔的两塔蒸馏流程
适合北方淀粉质原料的酒精生产
2 液相过塔的两塔蒸馏流程
适合南方糖蜜原料的酒精生产
特点是多一次排出醛脂馏分的机会，酒精质量较高。
二、三塔流程
三、多塔流程
第三节粗馏塔
一、粗馏塔塔板类型及结构
1泡罩塔板
2S型塔板
3导向筛板
4浮阀波纹筛板
5斜控塔
二、粗馏塔的设计及计算
第四节精馏塔
一、精馏塔塔板类型及结构
二、精馏塔的设计及计算自学
【思考题】
1. 解释概念:蒸馏、挥发系数、精馏系数
2.酒精粗馏塔、精馏塔的作用?
3.分析两塔流程气相过塔和液相过塔的特点和区别？
4.粗馏塔的废酒糟液的最高酒精含量？
5.举例常用的粗馏塔、精馏塔的类型？
【参考书目】
《生物工程设备》梁世中主编，中国轻工业出版社2002年《发酵工程设备》中国轻工业出版社
《生物工艺学》中国轻工业出版社
第十四章生物反应器的检测及控制自学
第十五章生物工程供水与制冷系统及设备自学
实验教学部分：在生物工程实验课程中做
实验一发酵罐操作技术
实验二体积溶氧系数的测定
生物工程工厂设计-物料衡算
红霉素生产物料衡算 1、红霉素发酵工艺流程示意图 工艺流程如下：沙土管包子母瓶斜面培养子瓶斜面培养种子培养液小罐种子液中罐种子液大罐发酵放罐放罐发酵液预处理碱化（使PH为8.0-8.4）板框过滤滤液（加萃取溶媒）轻液结晶洗水干燥成品检验合格产品包装（不合格产品回收)。 一般红霉素工艺如下图所示： 空气原料孢子 加压配料斜面培养 冷却发酵摇瓶培养 除水碱化一级种子 过滤补萃取补二级种子 料料 豆油离心糖 丙醇成盐水 淋洗 烘干包装销售 图1：红霉素生产工艺流程示意图 2、工艺技术指标及基础数据 （1）主要技术指标见表
表1：红霉素发酵工艺主要技术指标 指标名称单位指标数指标名称单位指标数 生产规模m t/a 1600 二级种子罐通气及取样 损失比s 1 % 10 生产方法发酵，萃取，成盐一级种子罐通气及取样 损失比s 2 % 10 年生产天数t d/a 330 发酵罐接种比j0% 14 产品质量μ 1 750 U/mg 二级种子罐接种比j1% 14 倒罐率r % 3 一级种子罐接种比j2% 12 发酵罐发酵周期T1h 168 发酵罐补料比i0% 10 二级种子罐发酵周期T2h 28 发酵罐装料系数k0% 87 一级种子罐发酵周期T3h 30 二级种子罐装料系数k1% 84 发酵液密度ρ Kg/m31050 一级种子罐装料系数k2% 84 二级种子罐发酵液密度ρ 1 Kg/m31150 放罐发酵单位μ2 U/ml 6000 一级种子罐发酵液密度ρ 2 Kg/m31200 提取总收率n % 84 发酵罐通气及取样损失比s % 10 表2：培养基配比（质量分数）： 成分大罐配比% 中罐配比% 小罐配比% 补全料配比% 淀粉 5.00 1.80 1.80 4.380 豆粉 2.20 1.50 1.50 3.000 玉米粉 1.80 0.60 0.60 1.250 氯化钠0.65 0.30 0.30 1.630 豆油0.50 0.60 0.60 0.880 碳酸钙0.65 0.50 0.50 0.063 碳酸铵0.18 0.12 0.12 0.175 生物氮0.80 0.00 0.00 0.000 糊精0.00 1.20 1.20 1.500
生物工程总结
工程总结 由内蒙送变电第二分公司承建的丰镇500kV变电站，位于丰镇电厂西6公里处，站区围墙内占地面积8.953Km2。本期工程主变3×250MV A，500kV 采用一个半断路器，7回出线：万全二回、永圣域二回、汗海一回、大同一回、丰镇电厂一回。海汗500kV线路丰镇侧装3×50Mvar并抗，中性点通过小高抗接地。同时从丰镇电厂搬迁3组3×50 Mvar并抗，3台中性点电抗器。 220kV本期12回出线，双母线分段：海城二回、新丰电厂二回、平地泉二回、丰镇电厂三回、丰地变二回、新城湾一回。 主变35kV侧装60 Mvar并抗两组，60 Mvar并联电容器一组。 工程总投资32512.58万元。 工程建设单位：内蒙古超高压供电局。 监理单位：内蒙古康远监理公司。 设计单位：内蒙古电力勘测设计院。 调试单位：内蒙古电力科学研究院。 施工单位：内蒙古送变电有限责任公司。 一、工程质量管理 该工程是内蒙古最大的枢纽变电站，是内蒙古西电东送主要渠道。工程于2005年5月27日开工，2006年7月30日竣工。工程一开始，我们根据建设单位提出的工程总目标“达标投产，争创国优”，制定本工程的整体策划和实施细则，制定了本工程的闪光点以及质量保证措施。 本工程质量目标：安装工程一次验收合格率100%；单位工程优良品率100%；分项工程合格率100%。变电建筑单位工程优良品率100%，分项工程
优良率92%以上。达标投产，争创国优。 为实现本工程的质量目标，我们在工程开工前就认真组织编写了施工组织设计，从施工进度、技术措施、资源配置（包括技术力量、施工机具、施工方案、安全文明施工等）都作了详尽的布置。制定合理的人员组织机构及各级质量职责、质量管理制度、创优措施、成品保护措施、质量通病预防措施等一系列的质量保证措施，为优质、高效地完成施工任务打下良好的基础。 1、架构、设备基础施工： 经过精心组织、合理安排，首先在原材料上经过认真评审，货比三家，对砂、石进行出厂试验，选择质量好的砂、石、水泥。在原材料上严把质量关，做好进货检验，并在使用过程中按规程规范要求对原材料进行批次复检，杜绝不合格原材料进入施工现场使用。针对过去混凝土施工容易出现蜂窝、麻面、狗洞及塌落度大等质量通病，本工程开始浇筑砼时要求施工人员严格按砼配比施工，每30cm振捣一次，并严格控制拆模时间，加强砼养护。认真执行隐蔽工程签证制度和工序交接制度，以保证施工质量。另外加强三级检验，对发现的问题和质量缺陷及时纠正，避免了质量事故的发生，极大的提高了基础工程的施工质量。500kV架构基础100基，自检优良率100%；220kV 架构基础158基，自检优良率98%；500kV设备基础276基，自检优良率100%；220kV设备基础428基逐级自检，优良率99%。三级检验抽检80%优良率100%。三级检验抽30%，优良率100%。对已完基础加强了成品保护，主要基础（主变、高抗、断路器）边缘都用角钢包住，防止磕碰缺棱、掉角。 2、架构组立： 首先对进场的钢杆逐个进行检查，从外观镀锌层、垂直度、焊缝等进行
生物工程设备习题及答案总
1. 常用的两种磁选设备的原理 （1）固定形磁钢装置（平板式磁分离器） 将永久磁钢根据需要的数量组合起来，可分散装置在谷粒经过的加料斜槽或在 加工设备之前集中装置。 工作时，原料以薄层经过磁性部分时，铁块被吸住而除去，原料自由通过。（2）永磁滚筒（旋转式磁分离器） 由转动的外筒和其中固定不动的磁铁芯（ 170 °的半圆形芯子）两部分组成。 工作时，原料经过磁性部分时，铁块被吸住，转动到盛铁盒掉落而除去，原料 自由通过。 2. 筛选分级的原理 利用物料粒度、形状不同，利用一层或数层运动或静止的筛面而达到清理的目的。 3. 振动筛的工作原理 原料大麦进入后经控料闸（控制进料量）首先经过风道进行第一次风选除去轻 的杂质和灰尘（进入沉降室），落入初清筛面，去掉除去大杂质，接着通过筛 孔落入第二级筛面，除去稍大于麦粒的中级杂质，再通过筛孔进入第三级筛面，除去细杂，得到粗糙的原料大麦，最后进行第二次风选，除去三级筛选中的杂 质（进入沉降室），得到原料大麦。 4. 精选机的工作原理 精选是按籽粒长度和形状不同进行分选 精选机是利用带有袋孔（窝眼）的工作面来分离杂粒，袋孔中嵌入长度不同的颗粒，带升高度不同而分离。 5. 常用的大麦精选机有哪两种？各有何特点? （1）碟片式精选机 碟片式精选机的主要构件是一组同轴安装的圆环形铸铁碟片，碟片的两侧工作 面制成许多特殊形状的袋孔。
碟片上袋孔的大小、形状，可根据籽粒长度的粒度曲线来确定。 碟片精选机的优点是工作面积大，转速高，产量比滚筒精选机大；而且各种不 同的袋孔可用于同一机器中；碟片损坏可以更换。 缺点是碟片上的袋孔容易磨损。 （2 ）滚筒精选机 根据滚筒转速差别分为快速滚筒精选机和慢速滚筒精选机。 按其作用有荞子滚筒、大麦滚筒和分级滚筒之分。 滚筒精选机的特点是它分离出来的杂粒中含大麦较少； 其主要缺点是袋孔的利用系数低，产量也较低，且工作面磨损后不能修复。 6. 圆筒分级筛的工作原理和特点？ 根据物料分级的要求，在圆筒筛上布置不同孔径的筛面。原料进入后在传动装 置作用下运动并接触筛面而进行筛分。 优点：设备简单、电动机传动比平板分级筛方便。 缺点：筛面利用率小，仅为整个筛面的 1/5 1.物料的粉碎度（粉碎比） 物料粉碎前后平均直径之比，称为粉碎度或称粉碎比。 X=D1/D2 式中 D1 ——粉碎前物料的平均粒径， mm ；D2——粉碎后物料的平均粒径， mm 。粉碎度表示粉碎操作中物料粒度的变化比例。 2.对粉碎机的要求 （1 ）粉碎后的物料颗粒大小要均匀。 （2）已被粉碎的物块，应立即从轧压部位排除。
生物工程专业实习总结
生物工程专业实习总结 经过在恩施宏业魔芋开发有限责任公司、恩施锦华生物工程有限公司、湖北恩华生物开发有限公司共三次的参观实习，了解并掌握了一些与生物工程专业相关的实际情况，熟悉了在实际工业大生产中的生产设备和具体工艺流程。与此同时，也向工厂的技术人员和负责经理询问了公司的机构管理和最终产品的销售情况。在了解到这些实际情况的基础之上，在心里对生物工程专业有了更多多的信心，并将在学校的理论学习过程中更加踏实努力。下面我将就在上述三个公司的实习经历作出总结： 实习单位一： 该公司厂址设在恩施市崔家坝，是为恩施市市郊，政府现将恩施火车站和长途汽车站规划选址在崔家坝。待政府规划建成之后，该公司的生产原料和产品将能更好的进得到运输，所以从一定的程度上，成本可以得到降低，提高在市场上的竞争力。该公司的平面布局为东西走向，厂门朝东出于公路干道，行政办公楼、职工食堂、公寓坐落于前，生产车间和酒精回收塔落于后方，仓库置于生产车间四周，如此布局以便于提高实际生产效率。 该公司的产品为魔芋精粉(葡苷聚糖)，市场上的魔芋精粉根据其溶解于水之后的粘度决定其等级，该公司的主要产
品即为最高等级特级标准，由于我国市场对于魔芋精粉的需求不高，其主要出口日本和韩国。在出口时，日本对产品质量要求尤为突出，由此可见日本各种商品的质量为何经得住考验，并能在国际市场占有一席之地。另外，由于新鲜魔芋的生长具有明显的季节性，所以该厂需按照魔芋的收获季节进行魔芋精粉的生产。因为生产具有季节性，所以公司所聘用的工作人员除开技术与管理人员外，其余工作人员皆是临时工，这样就可以大大减少工作人员的工资开支，节约成本。 经过在仔细熟悉与了解魔芋精粉(葡苷聚糖)的一整条生产工艺之后，基本掌握了其具体的生产流程及实际生产过程中需要注意的问题。生产魔芋精粉(葡苷聚糖)大致分为五道工序： 清洗、去皮打浆分离脱水干燥 其原材料是新鲜魔芋的地下块茎，含有大量的水分，其外表较丑陋。在实际生产过程中，需要去皮和清洗，去皮之后表面会分泌出一种含有生物碱的粘性物质。去皮之后，置于打浆机中打浆，然后经过一系列的处理，除去其水分，最后干燥精制得到魔芋精粉(葡苷聚糖)。根据生产数据，每生产1t魔芋精粉(葡苷聚糖)需要新鲜魔芋14-15t。 在实际生产中需要注意的几个地方是： 1、工作人员必须认真仔细的将在传送带中运送的坏死魔芋清除掉，以提高终产品质量。
《生物工程设备》课程教学大纲
《生物工程设备》课程教学大纲 课程名称：生物工程设备 课程类型:（必修课） 总学时：45讲课学时：36 学分：2.5学分 适用对象:生物工程专业、生物技术专业、 先修课程：微生物学，生物化学，化工原理，生物工程工艺学原理，化工设备机械基础； 一、课程性质、目的和任务 《生物工程设备》课程是生物工程等专业本科生的专业必修课程，为学生在具备了必要的微生物学基础、酶学基础、生物工程专业基础知识之后的必修专业课程。该课程是生物工程技术和化学工程与设备交叉的结合体，是一门实践性很强的学科。 课程主要介绍生物工程产业界常见的工业生产设备及生物工程研究领域的主要设备的基本原理、结构、特点、设计选用计算方法：物料预处理与培养基灭菌流程与设备；发酵设备设计及放大方法、计算；空气净化系统工艺计算与设备设计；物料过滤与离心设备原理与计算；萃取、吸附、层析设备介绍、离子交换流程与设备计算、干燥流程与设备设计计算；制冷工艺流程与设备设计计算、发酵工厂车间设计简介。举例说明工厂设备设计的方法与内容，进行小设计。 本课程既有一定基础理论，又有较强的工程实际应用，使本专业学生成为能在生物技术与工程领域从事产业化设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。 二、教学基本要求 学生在学过上述先修课的基础上，通过本课程的学习，要求学生了解和掌握在生产过程中各个单元操作所使用的设备工作原理及设计计算方法，懂得如何应用这些基本理论去分析和解决生产过程中的具体问题，改造原有生产过程使其更符合客观规律，实现发酵过程的优化，提高生产效率，创造更大的经济效益和社会效益，
四、课程的重点和难点 绪论： 重点：是生物工程设备在生产中的重要地位。 第一章物料预处理与培养基基灭菌设备 重点：物料粉碎、筛分设备结构及工作原理；培养基连连续灭菌流程、设备。 难点：培养基灭菌工艺计算 第二章空气除菌工艺流程及设备 重点：空气除菌流程及设备作用。 难点：空气净化流程空气状态变化的计算。 第三章生物反应器与发酵参数检测元件 重点：不同型式发酵罐的结构及其工作原理、发酵罐的设计。 难点：设备的放大设计计算 第四章：固-液分离设备 重点：各种固液分离方法、设备工作原理、生产能力的计算。 难点：分离设备生产能力的计算。 第五章：萃取设备 重点：萃取设备的结构与原理。 第六章层析设备和离子交换设备
生物工程设备习题答案
生物工程设备习题集 一. 单项选择题: (每题1分) 1.目前啤酒厂的糖化锅中利用_____D____进行搅拌。 A.圆盘平直叶涡轮搅拌器 B.螺旋浆式搅拌器 C.醪液内二氧化碳的密度梯度 D. 二折叶旋桨式搅拌器 2.空气过滤系统中旋风分离器的作用是_____A____。 A.分离油雾和水滴 B.分离全部杂菌 C.分离二氧化碳 D.分离部分杂菌 3.好气性发酵工厂，在无菌空气进入发酵罐之前__C___，以确保安全。 A.应该安装截止阀 B.应该安装安全阀 C.应该安装止回阀 D.不应该安任何阀门 4.无论是种子罐或发酵罐，当培养基尚未进罐前对罐进行预先灭菌，我们称为空罐灭菌，此时对灭菌温度和灭菌时间的要求是____C____，只有这样才既合理经济，又能杀灭设备中各死角残存的杂菌或芽孢。 A.高温瞬时(133℃，15秒钟) B.同实罐灭菌一样(115℃，8-15分钟) C.高温长时(127℃，45分钟) D.间歇灭菌(100℃，30分钟，连灭三次) 5.机械轴封的动环的硬度比静环___B__。动环的材料可用___________，静环最常用的材料是___________。 A.大，碳化钨钢，铸铁 B.大，碳化钨钢，聚四氟乙烯 C.小，聚四氟乙烯，不锈钢； D.小，聚四氟乙烯，碳化钨钢。 6.溶液在升膜式蒸发器加热管中出现爬膜的最重要条件是____D_____。 A.物料进口处或出口处采用浮头管板 B.蒸发器壳体应有膨胀圈 C.物料在加热管内有足够的浓缩倍数，一般为七倍 D.加热的蒸气与物料之间有足够的温度差，一般为20-35℃ 7.目前啤酒厂的圆筒锥底发酵罐内采用_____C_____。 A.圆盘平直叶涡轮搅拌器 B.螺旋浆式搅拌器 C.无搅拌器 D.锚式搅拌器 8.空气过滤系统中空气加热器的作用是______B______。 A.对空气加热灭菌 B.升高空气温度，以降低空气的相对湿度 C.对空气加热，蒸发除去空气中的部分水份 D.升高空气温度，杀灭不耐热的杂菌 9.机械搅拌发酵罐中最下面一档搅拌器离罐底距离一般____C____搅拌器直径的高度，最上面一个搅拌器要在液层以下米(大罐)。 A.小于一个 B.大于一个小于两个 C.等于一个 D.等于两个 10.自吸式发酵罐的搅拌轴是从罐下方进罐的,因此___C___轴封。 A.应该用填料函 B.应该用单端面机械 C.应该用双端面机械 D.无需 11.安装在空气压缩机前的过滤器主要作用是______D______。
生物工程工厂设计
生物工程工厂设计概论复习思考题 1、项目建议书和可研报告一般应分别包括哪些内容？ 项目建议书的内容：1、项目名称2、项目建设的必要性和依据3、产品方案、市场预测、拟建规模和建设地点的初步设想；4、资源情况、建设条件、协作关系和技术、设备可能的引 进国别、厂商的初步分析；5、环境保护；6、投资估算和资金筹措设想，包括偿还贷款能力的大体预算；7、项目实施规划设想；8、工厂组织和劳动定员估算；9、经济效果和社会效 益的初步估算。 可行性研究报告的内容：1、总论2、市场需求预测和建设规模3、原材料、燃料及资源情况 4、建厂条件和厂址方案 5、设计方案 6、环境保护调查环境情况，预测项目对环境的影响， 提出环境保护和三废治理的初步方案7、企业组织、劳动定员和人员培训8、投资估算和资 金筹措 2、初步设计可以分为哪三种情况？初步设计阶段包括哪些内容？ 按工程规模的大小、工程的重要性、技术的复杂性、设计条件的成熟度及设计水平的高低分为三阶段设计、两阶段设计、一阶段设计三种情况。 主要内容有：1、设计文件（1）、设计依据及设计范围（2）、设计的指导思想、建设规模和产品方案（3）、生产方法及工艺流程的比较、选择和阐述（4）、主要生产技术经济指标和生 产定额（5）、主要设备的选型及计算（6）、车间布置的说明（7）、存在的问题及解决问题的建议2、设计图纸（1）、生产流程图（2）、车间设备布置图（3）全厂总平面布置图（4）、主要生产设备和电动机一览表（5）、主要材料估算表等。 3、厂址选择的重要性。厂址选择应当考虑哪些因素？ 厂址选择正确与否，不仅关系到建厂过程中能否以最省的投资费用，按质按量按期完成工厂 设计中所提出的各项指标，而且对投产后的长期生产、技术管理和发展远景，都有着很大的影响，并同国家地区的工业布局和城市规划有着密切的关系。因此，厂址选择是百年大计问题，至关重要。 厂址选择的概念包括地点选择和场地选择两个层次。地点选择是对所建厂在某地区内的方位 （即地理坐标）及其所处的自然环境状况，进行勘测调查，对比分析。场地选择是对所建厂 在某地点处的面积大小、场地外形及其潜在的技术经济性，进行周密的调查、预测、对比分析，作为确定厂址的依据。 （1）、厂址位置要符合城市规划和微生物发酵工厂对环境的特殊要求（2）、厂址要接近原料、燃料基地和产品销售市场，还要接近水源和电源（3）、具有良好的交通运输条件（4）、场地有效利用系数高，并有远景规划的总体布局（5）、有一定的基建施工条件和投产后的协作条 件（6）、厂址选择要有利于竺废”处理，保证环境卫生。 4、厂址选择工作一般分为准备工作、现场勘查与编写报告三个阶段，请简单介绍这三个阶段分别应当做些什么工作？ 准备工作阶段：1、组织准备：由主管建厂的国家部门组织建设、设计、勘测等单位有关人员组成选厂工作组。2、技术准备：选厂工作人员在深入了解设计任务书内容和上级机关对建设的指示精神的基础上，拟订选厂工作计划，编制选厂各项指标及收集厂址资料提纲，包括厂区自然条件、技术经济条件的资料提纲。 现场勘查工作阶段：1、选厂工作组向厂址地区有关领导机关说明选厂工作计划。要求给予 支持与协助，听取地区领导介绍厂址地区的政治、经济概况及可能作为几个厂点的具体情况。 2、进行踏测与勘探，摸清厂址厂区的地形、地势、地质、水文、场地外形与面积等自然条件，绘制草测图等。同时摸清厂址环境情况、动力资源、交通运输、给排水、可供利用的公用、生活设施等技术经济条件，以使厂址条件具体落实。
生物工程生产实习报告(完整版)
报告编号：YT-FS-4007-88 生物工程生产实习报告 (完整版) After Completing The T ask According To The Original Plan, A Report Will Be Formed T o Reflect The Basic Situation Encountered, Reveal The Existing Problems And Put Forward Future Ideas. 互惠互利共同繁荣 Mutual Benefit And Common Prosperity
生物工程生产实习报告(完整版) 备注：该报告书文本主要按照原定计划完成任务后形成报告，并反映遇到的基本情况、实际取得的成功和过程中取得的经验教训、揭露存在的问题以及提出今后设想。文档可根据实际情况进行修改和使用。 生物工程生产实习报告 实习名称：生物工程生产实习 学院：生物工程学院 专业/班级:生物工程2004级02班 学生姓名：姜波学号：XX05030207 指导教师：李明元 开始时间:XX年7月17日 完成时间：XX年7月26日 实习地点:四川德润鑫动物药业有限公司 目录 前言—————————————————3 第一部分企业概况————————————— ——3
第二部分公司的总平面布置图——————————4 第三部分工艺流程简介 一,可灭菌小容量注射剂生产工艺流程——————5 二，散剂的制备—————————————10 三，溶液型注射剂的生产流程图————————11 四，无菌分装粉针剂工艺流程方框图及环境区域划分—11 第四部分主要生产设备的介绍 一，水站——————————————12 二，水针车间——————————————13 三，粉散车间——————————————15 四，包装——————————————16 第五部分非生产领域介绍 一，德润鑫公司的组织形式—————————
生物工程设备课程设计样本3
课程设计 课程名称: 生物工程设备设计课程设计 设计题目: 乳酸发酵车间工艺设计 学院(直属系) : 生物工程学院 年级、专业: 09级生物二班 学生姓名: 杨帆 学号: 312009081801204 指导教师: 张良 开始时间: 2012 年 6 月 26 日完成时间:年月日
目录 摘要 (1) 设计任务书 (2) 1.1概述 (3) 1.1.1产品概述 (3) 1.1.2 乳酸的命名与分子结构 (3) 1.1.3乳酸的性质 (3) 1.1.4乳酸的用途 (4) 1.1.5乳酸的生产方法 (5) 1.1.6乳酸生产方法的比较 (6) 1.1.7国内外生产情况 (7) 1.2设计概述 (7) 1.2.1技术条件 (7) 1.2.2设计内容 (7) 1.3乳酸发酵常用菌种及选择 (8) 1.4发酵原料的选择 (8) 1.4.1根霉三角瓶孢子的制备 (8) 1.4.2发酵培养基 (8) 1.5生产流程简述 (8) 1.6物料衡算 (9) 1.6.1发酵设备选择及各部件尺寸 (9) 1.6.2发酵罐总容积计算 (9)
1.6.3发酵罐个数的确定 (9) 1.6.4发酵罐的直径及罐体高度计算 (9) 1.6.5发酵罐壁厚计算 (11) 1.6.6搅拌器类型选择及设计 (11) 1.6.7搅拌器参数计算 (11) 1.6.8多只涡轮搅拌器不通风时的搅拌功率计算 (12) 1.7 搅拌轴直径计算 (12) 1.7.1轴的刚度计算 (12) 1.7.2轴的刚度计算 (13) 1.8冷却面积计算 (13) 致谢 (13) 参考文献 (13)
摘要 乳酸是一种极具发展潜力的精细化学品。目前全世界的产量为10 万吨。我国占世界产量的10 %。由于聚乳酸产品的研究和开发,乳酸将有可能代替目前困扰世界各国的白色热塑污染产品,成为名副其实的“绿色”环保制品。乳酸可通过生物发酵法和化学合成法生产制造。采用生物发酵法制得的L - 乳酸是目前乳酸生产的重点,但要同热塑产品在价格上形成竞争,乳酸发酵生产的成本必须大幅度下降,生产规模要扩大。本设计说明书拟就设计乳酸发酵车间工艺设备设计。 关键词: 乳酸发酵; 聚乳酸；机械搅拌发酵罐
生物工程设备
1.生物质原料的粉碎的设备：锤式、辊式、湿式、超细、纳米粉碎机、球磨机、切片机。 2.连续灭菌流程：加热、保温（湿）、冷却。 3.啤酒生产中麦芽汁的制备设备：糊化锅、糖化锅、过滤槽、麦汁煮沸锅、糖化醪过滤槽。 4.糊化锅的作用：用于煮沸大米粉和部分麦芽粉醪液，使淀粉糊化和液化。 5.氧传递模型：双膜理论、渗透扩散、表面更新理论。 6.常用通风式（固态）生物反应器种类：填充床、流化床、转鼓式、浅盘式、搅拌生物反应器和压力脉动固态发酵生物反应器。 7.生物反应器的放大方法：经验放大法、因次分析法、时间常数法、数学模拟法。 8.经验放大法原则：几何相似放大、以单位体积液体中搅拌功率相同放大、以单位培养液体积的空气流量相同的原则进行放大、以空气线速度相同的原则进行放大、以kLa相同的原则进行放大、搅拌器叶尖速度相同的准则、混合时间相同的准则。 9.液液萃取设备：混合设备、分离设备、兼有混合和分离两种功能的设备。 10.蒸发器组成：加热室、分离器。 11.固体输送设备：带式输送机、斗式提升机、螺旋输送机。 12.垂直管中气力输送设备流程：粒子向下加速运动；粒子相对静止；粒子向上加速运动。 13.生物除菌方法：辐射杀菌、化学药品杀菌、干热杀菌。 14.空气过滤除菌流程：两级冷却、加热除菌流程；高效前置过滤空气除菌流程。 15.过滤除菌效率与空气流速关系：当气流速度较大时，v↑η↑，此时惯性冲击起主要作用；当气流速度较小时，v↑η↓，此时扩散起主要作用；当气流速度中等时，可能是截留起主要作用；如果气流速度过大，除菌效率又下降，则是由于重新污染。1.GMP：药品生产质量管理规范，指在药品生产全过程中运用科学的原理和方法来保证生产出优质产品的一整套科学管理办法。 2.冷冻干燥：将物料冷冻至水的冰点以下，并置于高真空的容器中，通过供热使物料中的水分直接从固态冰升华为水汽的一种干燥方法。 3.渗透平衡：两溶液过一段时间后的分压相同，相当于进入半透膜的水与出半透膜的水相同，就会达到渗透平衡。不管是什么溶液体系给够足够时间后一定能达到渗透平衡。 4.渗透：渗透是水分子经半透膜扩散的现象。它由高水分子区域（即低浓度溶液）渗入低水分子区域（即高浓度溶液），直到细胞内外浓度平衡（等张）为止。水分子会经由扩散方式通过细胞膜，这样的现象，称为渗透。 5.离子交换法：应用合成的离子交换剂作为吸附剂，将溶液中的物质，依靠库仑力吸附在交换剂上，然后用合适的洗脱剂将吸附物质从交换剂上洗脱下来，达到分离、浓缩、提纯的目的。 6.湿热灭菌：指用饱和水蒸气、沸水或流通蒸汽进行灭菌的方法，以高温高压水蒸气为介质，由于蒸汽潜热大，穿透力强，容易使蛋白质变性或凝固，最终导致微生物的死亡。 7.双水相萃取：一些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后可以形成两相，并且在两相中水分均占很大比例，即形成双水相系统。 8.超临界流体：温度和压力均在本身的临界点以上的高密度流体，具有和液体同样的凝聚力、溶解力。 9.体积传质系数：是决定反应器结构的最相关的参数，它是质量传递的比速率，是指在单位浓度差下，单位时间、单位界面面积所吸收的气体。
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。 研磨体装填量、尺寸大小和转速的配合直接影响着球磨机的操作质量。研磨体（球体）装填量越少，筒体转速越大（在极限转速范围内），则研磨体的滑动也越小，故对物料的研磨作用也较小。
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/s 3、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)=μγ τ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+μsγ τ0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=Kγn K：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；
生物工程设备
生物工程设备 教学大纲 生物科学与工程学院 生物工程教研室编2009年9月第三次修改
编写说明 生物工程设备是生物工程专业的专业核心课程之一，在我系的专业课教学中占有特别重要的地位。生物工程设备是专门研究生物工厂设备的一门学科，是生物工程专业的专业课，在学过的生物工艺，化工原理，生物化学的基础上开设的。生物技术是以基因工程为先导，结合发酵工程、酶工程和生化工程等技术，构成现代生物技术。生物工程设备则是生物工程技术和化学工程与设备交叉的结合体。具体内容包括：生化反应器、生化反应物料处理及产物分离纯化设备和辅助系统设备的原理和设计及计算。通过本课程的学习使学生能够了解和掌握发酵工厂常用的发酵设备、分离提取原理及设备。并为学习其他工艺学奠定基础。 为了规范教学，提高我系的生物工程专业课的教学质量，特编写此大纲。 生物工程设备教学大纲，全面系统的介绍发酵工艺的内容，结合本学科的最新成果组织编写。本大纲的内容有：教学目的与要求、教学重点与难点、教学内容、并提供了思考题、教学参考书及课时分配表等。 本大纲由李树立老师编写，教研室集体审定。 生物工程教研室 2009年9月
课时分配表
目录理论教学部分： 第一章概述 第二章物料处理和输送设备 第一节固体物料的处理与粉碎设备 第二节固体物料输送设备 第三节液体物料的输送设备 第三章空气净化除菌设备 第一节空气净化除菌的方法与原理 第二节空气过滤除菌设备及计算 第四章培养基的制备设备 第一节糖蜜原料的稀释与澄清 第二节淀粉质原料的蒸煮糖化设备 第三节啤酒生产麦芽汁的制备 第四节培养基的灭菌 第五章通风发酵设备 第一节机械搅拌通风发酵罐 第二节气升式发酵罐(ALR) 第三节自吸式发酵罐 第四节通风固相发酵设备 第五节其他类型的通风发酵反应器简介第六章嫌气发酵设备 第一节酒精发酵设备 第二节啤酒发酵设备 第三节连续发酵 第七章植物细胞(组织)和动物细胞培养反应器第一节植物细胞(组织)培养反应器 第二节动物细胞培养反应器 第三节微藻培养反应器 第八章生物反应器的比拟放大 第一节生物反应器的放大目的及方法 第二节通气发酵罐的放大设计 第九章过滤、离心与膜分离设备 第一节过滤速度的强化 第二节过滤设备 第三节离心分离设备 第四节膜分离设备 第十章离子交换分离原理及设备 第一节离子交换树脂 第二节离子交换分离原理 第三节离子交换设备 第十一章蒸发与结晶设备 第一节常压与真空蒸发设备
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）稳定生物反应器部状态（原文是生物反应器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： PPT （1）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
生物工程设备
名词： 连续灭菌：指配制好的培养基在向发酵罐输送的同时进行加热保温冷却三个过程 介质过滤：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达到除菌目的冷冻粉碎：是利用冷冻与粉碎两种技术相结合使物料在冻结状态下进行粉碎制成干粉的技术深层过滤效率：滤层所滤去的微粒数与原来微粒数的比值=1-穿透率 端面轴封：靠弹簧和液体的压力，在作相对运动的动环和静环的接触面产生适当的的压紧力，使两端面紧密贴合，端面间维持一层薄液膜达到密封目的。 UASB升流式厌氧污泥床 生物反应产物分离纯化是指从生物反应培养体系中提取、分离、纯化和精制所需产品的过程流化床生物反应器：通过流体的上升运动使固体颗粒维持在悬浮状态进行反应的装置 填空： 锤式粉碎机→冲击力 气体输送流程：吸引式输送流程、压送式输送流程 介质过滤的机理：惯性冲击滞留，拦截滞留，布朗扩散，重力沉降，静电吸附作用机理 动环采用硬质合金：碳化钨钢，高硅铸铁。静环采用软质耐磨材料：不透性石墨，聚4乙醚按操作原理不同对离心机的分类：1.过滤式离心机2.沉降式过滤机3.分离式离心机 简答： 一．固体物料的粗选需要哪些设备？它们是如何除去杂质的 1.筛选设备：是根据颗粒的几何形状及其粒度不同，利用带有孔眼的筛面对物料进行分选 2.重力分选机械：干法重力分选（干法重力分选以散粒体的自动分层为基础，利用物料因密度及表面状态而产生的流动性差异进行分选）和湿法重力分选（利用不同密度的颗粒在水中的浮力及下降阻力的差异大于气流中的差异进行分选） 3.磁力分离器：利用磁力将原料中磁性金属杂质分离 二．精选设备有哪几种 1.碟片式精选机：主要构件是一组同轴圆环状铸铁碟片，在金属碟片的平面上制成许多袋形凹孔 2.滚筒精选机：由滚筒、短粒收集槽、调节装置，输送螺旋、搅动器和传动机构等组成 3.螺旋球度精选机：由进料斗、放料闸门及围绕在同一垂直轴上的斜面螺旋面所组成 三．介质过滤除菌的概念和作用机理有哪些 介质过滤除菌是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，而达到除菌目的。工厂中：经济性，可操作性，有效性等反面考虑，生产用这种方法四．空气预处理设备的作用 1.除尘器：捕集较大的灰尘颗粒，防止压缩机损坏，同时可减轻总过滤器负荷 2.空气压缩机:为生产用的空气提供压力 3.贮气罐：消除压缩机排出空气的脉冲,维持整个发酵系统稳定的正压力，同时也可以利用重力沉降作用分离部分油雾 4.气液分离器：将空气中被冷凝成雾状的水雾和油雾粒子除去（旋风、填料） 五．传统酒精发酵罐特点 酒精发酵罐筒体为圆柱形，底盖和顶盖均为蝶形或锥形。为回收二氧化碳和部分酒精，发酵罐宜采用密闭式，罐顶有人孔、视镜、进料管、接种管、压力表、测量仪表接口管以及二氧化碳回收管。罐底装有排料口和排污口。罐身上下装有取样口和温度计接口。大型发酵罐往往在近罐底也装有人孔。采用灌顶喷水淋于罐外表面或装置冷却蛇管进行冷却，近年来，酒精发酵罐已逐步采用水力喷射洗涤装置，从而改善劳动环境和提高操作效率。 六．动物细胞体外培养的特点：1贴壁依赖型2非贴壁依赖型3兼性贴壁型
生物工程设备
生物工程设备 Revised as of 23 November 2020
第一章1.为什么发酵培养基灭菌采用湿热灭菌法 湿热灭菌是利用高温饱和蒸汽将物料的温度升高使微生物体内的蛋白质变性进行灭菌的一种方式。工业发酵培养基灭菌的特点是数量多，含有很多固体物质；灭菌后要有利于生产菌的生长；方便易行及价格便宜。 由于蒸汽冷凝时会放出大量潜热，并具有很强的穿透力，灭菌效果好； 蒸汽来源及控制操作条件方便，适用于工业发酵培养基的灭菌。 2.实罐消毒灭菌操作过程的要点 A发酵罐及附属阀门无泄漏，无死角，无堵塞；B灭菌时罐内蛇管和夹层冷却部位的冷水彻底排除干净；C控制培养基颗粒大小；D罐内空气排除；E搅拌混合均匀;F液面以下与培养基接触的管道都要进蒸汽；G液面以上不与培养基接触的管道都要排气； 3.为什么灭菌后先开空气再开冷却 防止形成真空设备吸瘪，倒吸引起染菌费用 4.实罐灭菌如要缩短冷却时间，采用何种方式比较经济合理 增加冷却面积，虽然设备投资费用增加，但降低了日常的操作费用 5.生物反应器换热面积设计计算的依据生物反应器换热冷却用水量计算依 据 生物反应器换热面积的确定一般按某个生产品种的发酵过程中某个时刻最大的发酵热作为设计计算的依据。但对一些发酵热并不大的品种，应根据反应的发酵热及培养基灭菌时的冷却方法、要求来综合考虑确定。 生物反应器换热冷却用水量计算通常按发酵热来计算。但对一些发酵热
并不大的生产品种，对培养基灭菌采用实罐灭菌的应根据反应的发酵热及培养基灭菌时的冷却要求来综合考虑确定。 6.连续灭菌系统设计如何考虑节能 系统设计根据配置培养基的工艺特性选择合理的灭菌流程及高效节能的设备，流程设计考虑冷热流体的交换。 7.连续消毒灭菌的特点是什么 连续性强，快速灭菌消毒，培养基营养成分破坏少，灭菌质量稳定，发酵设备利用率高，适用于大容积发酵罐物料的连续灭菌消毒。但由于附加设备多，操作环节多，因此染菌机会增加，不适合于含大量固体物料的灭菌，对蒸汽的要求高。 8.从工程上分析影响培养基湿热灭菌的因素有哪些 培养基成分、起泡程度、培养基颗粒大小、罐内空气排除，搅拌混合均匀等。 第二章 1. 生物发酵用的无菌空气的质量指标 压强、温度、流量、相对湿度和空气洁净度 2. 压缩空气预处理的目的 提高压缩前空气的洁净度；去除压缩后空气中的油和水；保证通气发酵用无菌空气的质量指标。 3. 生物发酵热净化空气的质量指标如何控制
生物工程工厂设计综述
生物工程工厂设计综述 摘要:探究生物工程工厂设计得方法与设计得具体步骤,加强加深对生物工程工厂设计得理解,旨在更深得理解与意识设计工作得重要性,即设计就是将科学转化为生产力得重要学科。 关键词:生物工程工厂;设计 生物工程工厂设计就是一门以生物工艺学、生物制药学、GMP与工程学及相关科学理论与工程技术为基础,综合性、实践性很强得应用性工程学科,其目得就是培养学生具备生物工程工厂设计得工程能力与工程素质,完成工程师得综合性基本训练,其中生物工程工厂设计得任务与目得分别就是加建设项目得决策,编制各个阶段设计文件,配合施工与参加验收,进行总结得全过程;作出体现国家有关 方针政策,切合实际,安全适用,技术先进,经济效益与环境效益好得设计,为我国社会注意现代化建设服务。 1资料与方法 1、1基本建设程序: 一个新建项目从计划建设到建成投产,按照建设项目发展得内在联系与发展过程,建设程序一般要经历:建设前期、建设期与交付使用期三个阶段。其中建设前期得得工程程序主要有以下几个方面:项目建议书、可行性报告、设计任务书、初步设计、总概算。而项目申请报告主要有项目申请单位情况、拟建项目情况、建设用地及相关规划、资源利用与能源耗用分析、生态环境分析、经济与社会效益分析、建设与实施、结论与建设、等内容。另外可行性研究报告内容主要有根据经济预测、市场预测确定项目建设规模与产品方案;资源、原材料、动力、运输、供水等配套条件及公用设施落实情况等。 1、2厂址选择与工厂总平面设计 厂址得选择主要需要符合工业布局、符合所在地区、城市规划得要求,按照国家有关法律、法规及建设前期工作得规定进行,然后利用各地区得有利条件,避开
生物工程设备复习总结 答案不全
1. 灭菌过程间接升温后关搅拌再直接通蒸汽进罐是否正确？为什么？ 不准确。大罐混合不好，测pH，温度的点均在搅拌桨邻近 2. 为什么灭菌后先开空气再开冷却？ 突然冷却会形成负压，导致罐体吸瘪 3. 生物发酵用净化空气的质量指标如何控制？ 4. 空气净化过滤如何考虑节能？ 5. 空气分水，干燥设备如何选用？ 6. 通用式机械搅拌微生物反应器的搅拌桨如何组合选用？ 上部轴向，功率小；下部径向，空气分散。 7. 通用式机械搅拌反应器的结构，比例尺寸，基础部件。（PPT） 8. 根据发酵热计算冷却水流量。 9. 生物反响器换热面积设计盘算的根据。 发酵热，传热系数，冷却面积…… 10. 功率计算 公式，气体条件，单位。PPT上书上都有例题 11. 如何提高生物反应器的供氧能力？ 提高K La，提高传值推能源（提高氧分压，改变培养基性质），增加转速和直径 12. 离心分离因素：评估离心力的大小。定义是什么？（书P89） 13. 列举7个离心分离设备。（书P91） 重力沉降槽，增稠器，管式离心机，板框压滤机，真空鼓式过滤机，叶滤机，超滤器，反浸透器，碟片式离心机…… 14. 哪些工艺过程须要液固分离？ PPT 15. 碟片式离心机是利用沉降中的什么原理设计的？ 16. 真空干燥和冷冻干燥有什么差别？ 都是使物料处于真空状态下进行干燥。真空干燥是使物料中水分由液态变成气态而除去。冷冻干燥是将湿物料冷到冰点以下，其中水分先变成固态冰，再置于较高真空下，将冰直接升华除去
17. 超滤膜的结构？ 板式、框式、卷式、中空纤维 问题解答 湿热灭菌 1.为什么发酵培养基灭菌采用湿热灭菌法？ 湿热灭菌是利用高饥寒和蒸汽将物料的温度升高使微生物体内的蛋白量变性进行灭菌的一种方法。 工业发酵培养基灭菌的特点是数目多；含有良多固体物质；灭菌后要有利生产菌的成长；便利易行及价格廉价。 由于蒸汽冷凝时会放出大量潜热，并具有很强的穿透力，灭菌效果好；蒸汽来源及控制操作条件方便，适用于工业发酵培养基的灭菌。 2.从工程上剖析影响培养基湿热灭菌的因素有哪些？ 培养基成分、起泡水平、造就基颗粒大小、罐内空气消除、搅拌混合匀称等。 实罐消毒灭菌 1. 实罐消毒灭菌过程中的温度与压力不对应产生的原因是什么？ 在实罐消毒过程中，热传递的对流进行得不迅速、不充分，即升温的时间很短，物料没有达到均匀的灭菌温度；罐内及物料内的低温气体又没有充分排出，并且还在继续产生； 2. 实罐消毒灭菌操作过程的要点？ (1) 发酵罐及从属阀门无泄漏，无死角，无堵塞； (2) 灭菌时罐内蛇管和夹层冷却部位的冷水彻底排除干净； (3) 液面以下与培养基接触的管道都要进蒸汽； (4) 液面以上不与培养基接触的管道都要排汽。 3. 实罐灭菌如要缩短冷却时间，采用何种方式比较经济合理？ 降低冷却水温度、增加冷却面积、增加冷却水流量 连续消毒灭菌 1. 在连续灭菌系统流程设计中，加热塔的蒸汽进口压力与料泵的输送压力为何不能相差太大？ 保证加热塔处于稳定工作状况，确保连续灭菌牢靠性 2. 连续消毒灭菌操作的要害是什么？ (1) 连消设备无泄露，无梗塞，无死角，保障在管路消毒进程中总管，支管灭菌彻底； (2) 打料过程中严格控制打料流速及打料温度，严格控制开冷却水时间； (3) 打料结束后避免物料长时间在管路中滞留，要及时压出或及时接种； 3. 什么是连续消毒灭菌法？ 当时将筹备好的空罐消好，而后把配制好的培育基经由专用的消毒装备，用泵连续进前进料消毒，冷却的灭菌方式叫持续消毒灭菌法。 4. 连续消毒灭菌特色是什么？ 连续性强，倏地灭菌消毒，培养基养分成分损坏少，适用于大容积发酵罐物料的连续灭菌消毒。但由于附加设备多，操作环节多，因而染菌机遇增长，染菌面波及普遍。