生物工程设备

生物工程设备知识点发酵：发酵工程：发酵生产的条件发酵产品类型：菌体，酶，代谢产物，生物转化后生物转化定义：国外发酵工业的发展概况五个阶段国外发酵工业的发展趋势无菌空气的概念空气中的含菌量随环境不同而有很大差异：无菌空气的作用，空气除菌的方法空气过滤除菌的机理包括：惯性冲击滞留作用机理，拦截滞留作用机理，布朗扩散作用机理，重力沉降作用机理和静电吸附作用机理。

知道气流速度的不同，哪种机理起主要作用论述介质过滤除菌的机理表面过滤介质：有滤孔在一个平面上，依靠直接拦截捕获颗粒；深度过滤介质：两级冷却、加热除菌流程图，相应仪器设备的名称。

高效前置过滤除菌流程，相应仪器设备的名称。

深层过滤的对数穿透定律过滤除菌效率的概念空气贮罐作用气液分离器是将空气中被冷凝成雾状的水雾和油雾粒子除去的设备，其形式很多，一般常用的有旋风式和填料式。

过滤介质活性炭超细玻璃纤维烧结陶瓷脱脂棉粗过滤器作用：是捕集较大的灰尘颗粒，防止压缩机受磨损，同时也可减轻总过滤器负荷。

发酵培养基中某些成分的加入不促进微生物的生长，只是有助于调节产物的形成，这些添加的物质包括前体，抑制剂和促进剂。

代谢曲线，发酵过程按进行过程有三种方式：分批发酵(Batch fermentation)补料分批发酵(Fed-batch fermentation)连续发酵(Continuous fermentation)分批发酵的定义补料分批发酵连续发酵的概念，连续发酵的类型：恒化培养，恒浊培养生物反应器按照反应器内气液混合方式可以分为：机械搅拌混合反应器，泵循环混合反应器，直接通气混合反应器，连续气相反应器四种。

一般生物反应器的结构μ即比生长速率，莫诺德方程（Monod equation）的概念氧从气相到微生物细胞内部的传递可分为七个步骤：氧在气液间的传递符合双膜理论，其基本论点如下：溶氧传质系数的概念常见的描述氧传递的模型有三种：双膜理论渗透扩散理论表面更新理论影响溶氧系数的因素剪切力是设计和放大生物反应器的重要参数.一个良好的生物反应器应满足下列要求通用发酵罐结构部件常用的通风发酵罐有机械搅拌式、气升环流式和自吸式等，其中机械搅拌通风发酵罐仍占据着主导地位。

通用式发酵罐一个性能优良的机械搅拌通风发酵罐必须满足以下基本要求：搅拌器的主要作用是混合和传质，发酵罐采用的搅拌器主要有涡轮搅拌器和螺旋浆式搅拌器。

通用式机械搅拌发酵罐中的平直叶涡轮搅拌器为什么要安一个圆盘?“全挡板条件” 的概念大型发酵罐搅拌轴较长，常分为二至三段，用联轴器连接。

挡板的作用，轴封的概念，轴封的作用，类型端面机械轴封、填料函轴封的优缺点空气分布装置的作用，两种结构：一种为单管式结构，另一种为环形管式结构。

发酵生产中有两种消泡方法，常用机械消泡装置公称容积的概念气升环流式发酵罐也是应用最广泛的生物反应设备。

其特点为：无搅拌传动设备，结构简单，易于加工制造，省钢材，能耗低；气升环流式发酵罐根据环流管安装位置可分为内环流式与外环流式两种自吸式发酵罐的概念：酒精发酵罐通常可分为密闭式和开放式两种。

目前大多数工厂都采用密闭式发酵罐。

酒精发酵罐的洗涤，过去均由人工操作，不仅劳动强度大，而且二氧化碳气体一旦未彻底排除，工人入罐清洗就会发生中毒事故。

近年来，酒精发酵罐已逐步采用水力喷射洗涤装置圆筒体锥底罐（C.C.T)糖蜜生产酒精前，需要的设备糖蜜稀释器，进行稀释，酸化等大型发酵罐和贮酒设备的机械洗涤，自动清洗系统，简称CIP系统（clean in place）、CCT必须安装真空安全阀圆筒体锥底发酵罐的优点圆筒体锥底发酵罐的缺点动物细胞培养（cell culture）体外培养可分为原代培养（primary culture，亦称初代培养）和传代培养（subculture，亦称继代培养）。

动物细胞的体外培养有三种类型：动物细胞大规模培养技术始于20世纪60年代初Capstick及其同事为生产FDM 疫苗而对BHK细胞的研究。

中空纤维细胞培养法, 微载体培养技术, 微囊化培养技术体外培养的动物细胞有2种类型：非贴壁依赖性细胞和贴壁依赖性细胞微载体培养系统是专门用于贴壁生长细胞（attaching cells）的一种培养方法.细胞固定化生物反应器的检测和控制对象主要包括三个部分的参数生化工程用传感器应具有的要求：温度检测常用的是铂电极液位的检测检测方法：电容法、压力法和电导法等。

泡沫高度的检测常用检测方法：电极探针测定法和声波法。

常用pH检定仪生物传感器的概念传感器性能指标：准确度、精确度和分辨率淀粉质原料蒸煮糖化的目的膨缩式连续稀释器的工作原理：中间几次突然收缩中空圆筒，糖液几次改变流速，促进糖液均匀混合锤式粉碎机锤刀的种类很多固体物料的粉碎，可按粉碎物料和成品的粒度大小分为：固体物料的粉碎按其受力情况可分以下几种大麦的精选设备有碟片式精选机，滚筒精选机两种。

大麦的分级设备有：平板分级筛，圆筒分级筛。

磁力除铁器主要两种，一是固定形磁钢装置，一是永磁滚筒。

常用空气除尘器：旋风分离器、袋滤器和湿式除尘器。

空气除尘器的作用：回收粉状物料，减少损失；净化排放空气；防止尘粒损坏真空泵。

旋风分离器是利用离心力来分离捕集粉粒体的装置。

啤酒生产中麦芽汁的制备，两器组合，四器组合：四器为糊化锅、糖化锅、过滤槽和麦汁蒸煮锅；糖化锅的作用：使麦芽糖与水混合，并保持一定温度进行蛋白质分解和淀粉糖化。

画出培养基连续灭菌的流程图，注意各个设备的名称。

真正灭菌的是维持罐。

培养基的连续灭菌有以下优点：实罐灭菌的概念下游加工过程的定义发酵下游加工过程的特点发酵工业下游技术的一般工艺过程选择下游加工工艺的原则发酵液的预处理目的及方法常用板框式压滤机类型离心分离因素，工业上根据离心分离因数大小将离心机分为三类：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。

萃取的本质，溶剂萃取法是以分配定律为基础的。

在萃取中，被提取的溶液称为料液，其中欲提取的物质称为溶质。

溶解度的不同分配定律：在恒温恒压的条件下，一种物质在两种成相的溶剂（A与B，或上相与下相）的分配浓度之比是一常数，该常数称为分配系数K。

双水相系统液-液萃取设备包括三个部分：混合设备、分离设备和溶剂回收设备。

混合设备是真正进行萃取的设备，它要求料液与萃取剂充分混合形成乳浊液，欲分离的生物产品自料液转入萃取剂中。

影响液膜萃取的操作参数混合设备包括混合罐、混合管、喷射式混合器多级离心萃取机，重液和轻液的出口浸取或固-液萃取是超滤的主要作用超临界萃取是近二十年来发展起来的一种新型的萃取分离技术。

这类技术利用超临界流体作为萃取剂，从液体或固体中萃取出待分离的组分。

超临界流体超临界萃取过程中为什么选用二氧化碳作萃取剂？超临界萃取的典型过程是由萃取阶段和分离阶段组合而成，等温法、等压法和吸附吸收法。

阴阳离子交换剂的类型蒸发概念，蒸发的目的主要有三方面：蒸发按操作空间的压力可分为：常压、加压或减压蒸发。

蒸发按照蒸汽利用情况可分为单效蒸发、二效蒸发和多效蒸发。

蒸发器主要由加热室及分离器组成。

按加热室的结构和操作时溶液的流动情况，可将工业中常用的间接加热蒸发器分为循环型（非膜式）和单程型（膜式）两大类。

升膜式蒸发器工作原理降膜式蒸发器工作原理升降膜式蒸发器工作原理？特点刮板式蒸发器是通过旋转的刮板使液料形成液膜的蒸发设备。

如何进行蒸发器的选型？结晶是指溶质自动从过饱和溶液中析出形成新相的过程。

结晶成核的过程在理论上分为两大类：称为“一次成核”，此时可以是自发成核一种成核是加入晶种诱发的“二次成核”。

晶体的质量主要是指晶体的大小，形状和纯度三个方面。

重结晶就是将晶体用合适的溶剂溶解再次结晶，能使纯度提高。

重结晶的关键是选择合适的溶剂。

溶液的结晶过程一般分为三个阶段：即过饱和溶液的形成、晶核的形成和晶体的成长阶段。

结晶的首要条件是过饱和，创造过饱和条件下结晶，在工业生产中常用的起晶方法是：自然起晶法、刺激起晶法、和晶种起晶法三种。

由于蒸发时间长，自然起晶法已经较少采用。

结晶设备必须有搅拌装置，使结晶颗粒保持悬浮于溶液中，并同溶液有一个相对运动，提高溶质质点的扩散速度，加速晶体长大。

真空煮晶锅结晶的原理在湿物料中，按照与固体的结合方式存在四种水分：①化学结合水分②吸附水分③毛细管水分④溶胀水分干燥由两个基本过程构成，一是传热过程二是传质过程干燥过程中常用的气固分离器---旋风分离器干燥设备的选型原则气流干燥是指将颗粒状的湿物料加入到流动的热空气中进行迅速干燥的一种方法。

喷雾干燥的概念喷雾干燥器为塔型结构，喷雾干燥的关键是料液的雾化，通过喷雾器来实现喷雾干燥典型流程，每个部分的名称在喷雾干燥过程中雾化器是很重要的设备，常用的雾化器有三种形式：离心式，压力式（机械式），气流式。

冷冻干燥也称升华干燥，冷冻干燥设备大致由四部分组成，即，冷冻部分、真空部分、水汽去除部分和加热部分。

蒸馏相对挥发度，酒精浓度高低，分离的难易程度二塔式，三塔式蒸馏流程是由粗馏塔（醪塔）、排醛塔、精馏塔3个塔组成。

相对挥发度拉乌尔定律分子蒸馏技术清洗剂都是由碱或酸、表面活性剂、磷酸盐或螯合剂等复配而成。

三路进汽？实罐灭菌的进汽和排气原则。