生物工程设备期末知识点——小字版
生物工程设备各章知识点总结
第一章原料的输送和粉碎设备1.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②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。
生物工程设备考试重点内容
重点定义：1.湿式粉碎：将水和原料一起加入粉碎机，从粉碎机出来时即成粉浆（无原粉粉末飞扬，车间卫生好，但必须随产随用，不易贮藏，且耗电量较多，很少采用）2.干式粉碎：将干物料送入粉碎机中（有一定粉尘）3.粉碎力学分析：挤压粉碎；冲击粉碎；研磨粉碎；剪切粉碎；劈裂粉碎。
4.物体的粉碎度（粉碎比）：物料粉碎前后平均粒径之比x=D1/D25. 选择粉碎机的基本要求：粉碎后的颗粒均匀；已被粉碎的物料能立即从榨压部位排出；操作自动化；易磨损部件容易更换；产生粉尘少；发生故障时能自动停车；单位产品消耗的能量小。
6.淀粉质原料蒸煮糖化的目的：薯类和谷类以及野生植物原料经过加压蒸煮，淀粉糊化成为溶解状态，但是还不能直接被酵母菌利用，发酵生成酒精。
蒸煮的第一个目的：原料吸水后，借助于蒸煮时的高温高压作用，使原料的淀粉细胞膜和植物组织破裂，使内容物流出，呈溶解状态变成可溶性淀粉，以便糖化剂作用，使淀粉变成可发酵性糖，这个过程叫糊化。
蒸煮的第二个目的：借助蒸汽的高温高压作用，把存在于原料中的大量微生物进行灭菌，以保证发酵过程中原料无杂菌污染，使酒精发酵能顺利进行。
7.糊化锅的弧形锅底——形成流体传热循环8.灭菌的时间和温度（生物传热问题与SARS）微生物的受热死亡属于单分子反应，灭菌速率常数K与温度之间的关系可用阿仑尼乌兹公式表示： K=Aexp(-△E/RT)A 阿仑尼乌斯常数R 气体常数T 绝对温度△E微生物死亡活化能△E/R 微生物受热死亡时对温度敏感性的度量，值越大，表明微生物死亡速率随温度的变化月敏感，在灭菌中△E/R是很重要的常数。
大部分培养基的破坏也为一级分解反应，反应动力学方程式为：dc/dt=-k’cC—培养基内易被破坏成分的浓度；t—灭菌时间；k’—培养基内易被破坏成分的分解速率常数。
一级分解反应中，若其他条件不变，则培养基成分分解速率常数和温度的关系可用阿仑尼乌兹公式表示： K’=A’exp(-△E’/RT)（为什么要用高温短时间灭菌？）当培养基受热时温度从T1升至T2时，微生物的比死亡速率常数K和培养基成分破坏的速率常数K’的变化情况为：（1）对微生物的死亡情况：K1= Aexp(-△E/RT1)，K2= Aexp(-△E/RT2)K1、K2分别是温度T1和T2时微生物的比死亡速率常数。
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。
生物工程设备复习资料第二篇
第二篇第一章生物反应物料处理设备1、固体物料的筛选除杂设备具体包括哪些。
谷物原料粗选设备：大麦粗选机、磁力除铁器大麦精选机：利用杂粒与大麦不同的特点进行分离谷物原料的精选设备：碟片式精选机：特点：工作面积大，转速高，产量大，碟片损坏可以更换。
滚筒精选机：优点：分离出来的杂粒中含大麦较少，缺点：袋孔利用系数低，产量低，且工作面磨损后不能恢复。
大麦的分级设备：平板分级筛：特点：分离效率高；占地面积小；能耗低；造价、维修困难圆筒分级筛：优点：设备简单、电动机传动比平板分级筛方便。
缺点：筛面利用率少，仅为整个筛面的1/5。
2、原料粉碎的方式，具体设备①干式粉碎：干物料送入粉碎机中。
粉碎机包在机壳之内，有一定的粉尘涌出来，如果不采取必要的除尘措施，车间内会布满灰尘。
设备：锤式粉碎机、对堒粉碎机、多堒粉碎机②湿式粉碎：将水和原料一起加入粉碎机中，从粉碎机出来时即成粉浆。
这种方法无原粉粉末飞扬，车间卫生好，缺点是粉浆必须随产随用，不宜储藏，且耗电量较多3、物料粉碎的力学分析挤压破碎、冲击破碎、研磨粉碎、剪切破碎、劈裂粉碎。
4、锤式粉碎机的工作原理。
工作原理：物料从上方料斗加入，在悬空状态下就被锤刀冲击力所破碎；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；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。
没有撞击到的颗粒，也会遇到后排锤刀的冲击。
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。
此外物料在机内还受到挤压和研磨的作用。
5、两辊式粉碎机的工作原理。
工作原理：由两个直径相同的钢辊相向转动，把放在钢辊间的物料夹住辊啮入两辊之间，物料受到挤压力而被破碎。
第二章液体培养基的制备及杀菌设备1、罐式连续蒸煮流程及蒸煮罐和后熟罐结构特点及作用。
粉浆罐→粉浆泵→蒸煮罐→后熟器→最后一个后熟器（气液分离器）→真空冷却器→连续糖化罐→液体曲贮罐→糖化醪泵→喷淋冷却器→混合冷凝器→蒸汽喷射器→热水箱蒸煮器：下进上出特点：蒸煮温度可高可低；节省能耗；设备简单，操作容易，制造方便后熟器：上进下出特点：后熟器不再加入蒸汽，保持温度，起到维持一定时间的后熟作用；最后一个后熟器：是主要起到气液分离的作用，使经加热、后熟的蒸煮醪分离出一部分二次蒸汽并使之降温。
生物工程设备期末复习
⽣物⼯程设备期末复习13级⽣物⼯程设备期末总复习提纲2013级⽣物⼯程游琳娜第⼆章1.空⽓除菌有⼏种⽅法？1)热杀菌:可⽤蒸汽或电来加热空⽓，以达到杀菌的⽬的；利⽤空⽓被压缩时所产⽣的热量对空⽓进⾏加热保温杀菌，在⽣产上具有重要意义。
2)辐射杀菌：α射线、X射线、β射线、γ射线、紫外线、超声波等从理论上讲都能起到杀菌作⽤。
但紫外线杀菌效率低，时间长。
⼀般要结合甲醛蒸汽或苯酚喷雾来保证⽆菌室的⾼度⽆菌。
3)静电杀菌：利⽤静电引⼒吸附带电粒⼦以达到除菌除尘⽬的。
4)介质过滤除菌法：采⽤定期灭菌的⼲燥介质来阻截流过空⽓所含的微⽣物，从⽽获得⽆菌空⽓。
2.请具体说明介质过滤除菌的机理（空⽓介质相对过滤除菌基本原理）。
微粒随空⽓流动通过过滤层时，滤层纤维所形成的⽹格阻碍⽓流的前进，使⽓流⽆数次改变运动速度和运动⽅向⽽绕过纤维前进，这些改变引起微粒对过滤层纤维产⽣惯性冲击、重⼒沉降、拦截、布朗扩散、静电吸附等作⽤把微粒滞留在纤维表⾯。
1)惯性冲击滞留作⽤机理：（⽓流速度较⼤时）由于微粒直冲到纤维表⾯，因摩擦粘附，微粒就滞留在纤维表⾯上，这称为惯性冲击滞留作⽤。
2)拦截滞留作⽤机理：（⽓流速度较⼩时）在滞流区的微粒慢慢靠近和接触纤维⽽被粘附滞留。
这就是拦截捕集作⽤。
3)布朗扩散作⽤机理在很慢的⽓流速度和较⼩的纤维间隙中，布朗扩散作⽤⼤⼤增加了微粒与纤维的接触机会，从⽽被捕集。
（直径很⼩的微粒在很慢的⽓流中能产⽣⼀种不规则的运动，称为布朗运动）4)重⼒沉降作⽤机理当微粒所受的重⼒⼤于⽓流对它的拖带⼒时，微粒就发⽣沉降现象（⼤颗粒⽐⼩颗粒作⽤显著）。
微粒的沉降作⽤提⾼了拦截捕集作⽤。
5)静电吸附作⽤机理⼲空⽓对某些⾮导体的物质——如纤维和树脂处理过的纤维，作相对运动摩擦时，会产⽣静电现象。
悬浮在空⽓中的微⽣物⼤多带有不同的电荷。
这些带电荷的微粒会被带相反电荷的介质所吸附。
第三章1.⾃吸式发酵罐⾃吸式发酵罐概念：⾃吸式发酵罐是⼀种不需另⾏通⼊压缩空⽓，⽽依靠特殊的吸⽓装置⾃⾏吸⼊⽆菌空⽓并同时完成液体和⽓体的混合对流实现溶氧传质的发酵罐。
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/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。
生物工程设备期末复习总结
一．填空选择，1.灭菌的方法：化学灭菌，射线灭菌，干热灭菌，湿热灭菌，过滤灭菌2.培养基灭菌的要求：达到要求的无菌程度——10-3个/罐。
尽量减少营养成分的破坏3.发酵生产中，往往需要对培养基及其发酵设备进行灭菌，一般工业上常采用蒸汽湿热灭菌4.灭菌程度和营养成分的破坏是灭菌工作中的主要矛盾，恰当掌握加热温度和时间是灭菌工作的关键。
5. 实罐灭菌罐：与培养基接触的是进蒸汽：进气，排料，取样管未与培养基接触的是出蒸汽：进料口，排气，消泡管为什么三路排气：设备存在灭菌死角，容易污染6.空气含菌量：南方大于北方，城市大于农村，地平面大于高空7.除菌方法：除去方法：静电吸附、介质过滤。
杀灭方法：辐射、热杀菌、化学药物杀菌8.过滤除菌机理：惯性冲击滞留作用，拦截滞留作用，重力沉降，静电吸附作用机理，扩散机制9.无菌空气制备的整个过程包括两部分内容：A对进入空气过滤器的空气进行预处理，达到合适的空气状态（温度、湿度、压强）;B对空气进行过滤处理，以除去微生物颗粒，满足生物细胞培养需要。
10.粗过滤器作用 :捕集较大的灰尘颗粒，防止压缩机受损，同时也可减轻总过滤器负荷11.通风发酵罐:类型：机械搅拌式、自吸式、气升式、伍式、文氏管、塔式12.细胞培养的操作方式：分批式，流加式，半连续式，连续式，灌注式13.液固分离设备：A沉降设备（按推动力不同）：重力沉降、离心沉降.B过滤设备（按推动力不同）：常压过滤机、加压过滤机、真空过滤机和离心过滤机C膜分离设备：微滤器、超滤器和反渗透器14.过滤的操作基本方式有两种：滤饼过滤和深层过滤15，碟式分离机可以完成两种操作：液-固分离（即底浓度悬浮液的分离），称澄清操作；液-液分离（或液-液-固）分离（即乳浊液的分离），称分离操作16按照阻留微粒的尺寸大小，液体分离膜技术有反渗透（亚纳米级）、纳滤（纳米级）、超滤（10纳米级）和微滤（微米和亚微米级）、另外还有气体分离、渗透蒸发、电渗析、液膜技术、膜萃取、膜催化、膜蒸馏等膜分离过程。
生物工程设备复习总结
一、名词解释1、离心分离因数：是指离心力与重力的比值，或离心加速度与重力加速度的比值。
即f=FP/mg=rn2/900或f=vT2/gr2、CIP清洗：就地清洗简称CIP，又称清洗定位或定位清洗。
就地清洗是指不用拆开或移动装置，即采用高温、高浓度的洗净液，对设备装置加以强力作用，把与食品的接触面洗净的方法。
3、对数穿透定律：表示进入滤层的空气微粒浓度与穿透滤层的微粒浓度之比的对数是滤层厚度的函数。
lg(N2/N1)=-K'L4、对数残留公式：2.303lgNo/Ns=kt lnNo/Ns=kt5、全挡板条件：是指在一定的转速下，再增加罐内附件，轴功率仍保持不变。
要达到全挡板条件必须满足下式要求：（b/D）n=（0.1-0.12）D/Dn=0.56、通气强度：每立方米发酵液每分钟通入的空气量7、溶氧传递速率：是指单位体积发酵液单位时间溶氧量。
OTR=Kla(c*-c) mol/(m3.h)8、浓差极化：当溶液从膜一侧流过时，溶剂及小分子溶质透过膜，大分子的溶质在靠近膜面处被截留。
并不断返回于溶液中，当这一返回速度低于大分子溶质在膜表面聚集的速度时，则会在膜的一侧形成高浓度的溶质层，这就是浓差极化。
9、溶氧传递系数（Kla）:10、贴壁培养：是一种让细胞贴附在某种基质上进行增殖的培养方式，主要适用于贴壁细胞，也适用于兼性贴壁细胞。
11、公称体积：是指罐的筒身（圆柱）体积和底封头体积之和。
12、连续发酵：连续不断地流加培养液，同时又连续不断地排除发酵液，使发酵罐中的微生物一直维持在生长加速期，（或静止期），从而缩短发酵周期。
二、填空题1、目前植物细胞培养主要采用悬浮培养和固定化细胞系统2、悬浮培养生物反应器主要包括机械搅拌式反应器和非机械搅拌式反应器3、固定化细胞生物反应器主要包括填充床反应器、流化床反应器和膜反应器4、生物反应器放大的目标是在大规模培养中能获得小规模条件下的研究结果5、植物组织培养反应器主要包括发状根大规模培养和小规模的大规模快速繁殖6、动物细胞培养方法有贴壁培养、悬浮培养和固定化培养7、深层培养可分为分批式、流加式、半连续式、连续式和灌注式8、分批培养过程中，细胞的生长可分为延迟期、对数生长期、减速期、平稳期和衰退期9、动物细胞大规模培养反应器包括机械搅拌式生物反应器、气升式生物反应器、中空纤维生物反应器、一次性生物反应器、空间生物反应器、大载体系统以及波浪反应器10、目前膜分离设备主要有4种形式：板式、管式、中空纤维式和螺旋卷式11、谷物原料粗选设备有大麦粗选机和磁力除铁器12、谷物原料精选设备有碟片式精选机和滚筒精选机13、谷物原料的分级设备有平板分级筛和圆筒分级筛14、谷物原料的粉碎方法有干式粉碎和湿式粉碎，其中，干式粉碎设备有锤式粉碎机和辊式粉碎机以及圆盘钢磨15、生物反应器的放大方法有理论方法、尝试法、半理论方法、因次分析法及经验规则16、机械搅拌通气发酵罐的经验放大法包括以体积溶氧系数Kla相等为基准的放大法、以Po/Vl相等的准则进行反应器放大、以搅拌叶尖线速度相等的准则进行放大和以混合时间相等的准则进行放大17、空气除菌方法主要包括热杀菌、辐射杀菌、静电除菌和过滤除菌法18、常用的干燥方法有对流干燥（固定床干燥、流化床干燥、气流干燥和喷雾干燥）、冷冻升华干燥、真空干燥等19、发酵罐的类型有机械搅拌通气发酵罐、气升式发酵罐、自吸式发酵罐，其中，自吸式发酵罐又包括机械搅拌自吸式发酵罐、喷射自吸式发酵罐和溢流喷射自吸式发酵罐20、通气发酵罐分为：机械搅拌式、气升环流式、鼓泡式、自吸式、喷射式、溢流式三、问答题1、机械搅拌自吸式发酵罐工作原理：转子启动前将液体浸没，转子启动后，流体被甩向边缘，中心处形成负压。
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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。
活塞反向移动重复上述运动。
活塞在缸内不断作往复运动来吸入和排出气体。
③型号：生产中普遍使用L型（改造：活塞用塑料，加入二硫化钼）。
通风机：①分类：离心式和轴流式。
离心式用于气体输送；轴流式用于通风换气。
真空泵：干式和湿式。
按结构可分为往复式、回转式、蒸汽喷射式和水力喷射式（水冲泵）。
管材：无缝钢管、不锈钢管、焊接钢管、螺旋电焊钢管、铸铁管、软管。
12.管道的涂色：物料---黄色空气—蓝色蒸汽—红色水—绿色真空---浅黄色酸—褐色碱---粉红色消沫剂---棕色污水---黑色常用的阀门：截止阀、闸阀（水系统、真空管道）、隔膜阀（直通式和三通式，用于移种管道、无菌物料管道）、球阀（用于不调节真空管道和物料管道）和取样阀。
第三章液体培养基的设备灭菌液体培养基灭菌的方法：化学灭菌、射线、干热、湿热、过滤、火焰灭菌等。
湿热灭菌：利用高压饱和蒸汽与培养基直接混合时，冷凝释放大量的冷凝热，且湿热对细菌细胞壁具有穿透力，可灭菌优点：无毒无害、廉价易得。
湿热灭菌：①原理：利用高压包和蒸汽可与培养基直接混合时，冷凝释放大量冷凝热，并且湿热对细胞壁具有强大的穿透力，从而达到灭菌效果。
对数残留定律lgK=（-14845/T）+36.127 K=Ae-E/RT，K值越小，此微生物越耐热，K值与加热温度、微生物种类有关，是判断微生物受热灭亡难易程度的基本依据。
②优点：无毒、无有害的残留物和廉价的特点。
灭菌：①主要矛盾：灭菌程度和营养成分的破坏。
②关键：注意温度和时间。
③原则：高温短时分批灭菌：①概念：将培养基配制在发酵罐里，用饱和蒸汽直接加热以达到预定灭菌温度并保温维持一段时间，然后在冷却发酵温度，这过程叫分批灭菌。
②优点：成本低、操作方便、不需其他辅助设备缺点：时间长、利用率低。
③流程：将配制好的培养基泵入发酵罐内，密闭后启动搅拌。
灭菌前将各排气阀门打开，将蒸汽引入夹套进行预热，待罐温升至75～90℃，将排气阀逐渐关小。
将蒸汽从进气口引入，排料口取样直接通入罐中，升温至118～120℃罐压0.09～0.1MPa维持20～25min。
保温后关闭进气阀，使罐压接近大气压，通入无菌空气，夹套冷凝降温，降低培养基的温度。
④操作要点：凡是与培养基接触的管道都要进蒸汽，凡是不与培养基接触的管道都要排蒸汽。
⑤优劣判别标准：达到无菌要求，营养成分破坏少，培养基体积与计料体积相符合，泡沫少。
连消：①把发酵罐预先灭菌，在罐外进行高效连续不断的加热，然后保温灭菌和冷却，最后连续进入已灭菌好的发酵罐中培养。
②流程：配料罐→料泵→预热罐（75～90℃）→连消泵→加热器（130～140℃，20～30s迅速升温）→维持罐和冷却器③特点：高温短时；优点：营养成分破坏少、质量好、发酵单位很高。
④设备：见流程连消塔结构：蒸汽导入管、小孔（利于蒸汽均匀从个各小孔喷出，关键）、排料管、排污口维持罐：①作用：保温灭菌。
②结构：进料口、出料口、排污口。
解：⑴求理论灭菌时间：C0=2×107个/ml C S=0.01/15×106个/ml由lgK=（-14845/T）+36.127 T=273+135可得K=0.5525s-1т理论=（2.303/0.552）lgC0/C S得т理论=1.2minт维=3×т理论=3.6min V维罐=V物×т维=15×3.6/60=0.91min⑵C S=0.001/（2×107×15×106）=3.3×10-18由Da=Kт=4.3得т=77.9s L=wт Re=dwρ/μDz/wd=0.678/Re0.0815w=V/（S横·d内）Pe=L/【（Dz/wd）d】习题：某厂原来的连续灭菌设备，每小时处理量为12m3，灭菌温度为130℃，现因生产发展，要求每小时处理量提高到15m3，院设备中加热器与冷却器都留有余地，能满足生产发展需要。
唯有维持罐容积不变，若要使用源设备适应生产发展需要，问操作控制上如何调整才能适应。
解：V维持=V处理×т停留 V处理=V维持/т停留则V处1/V初2=т停2/т停1=K1/K2 lgK=（-14845/T）+36.127T1=130+273=403K 则K1=0.195 12/15=0.195/K2得K2=0.244 可得T2=131.2℃应提高灭菌温度到132℃。
第四章空气净化除菌设备空气净化除菌的方法：a.除去：静电吸附、介质过滤 b.杀死：辐射、加热、化学药物。
工业生产过程中采用过滤的方法。
深层过滤除菌机理：惯性冲击滞留作用、拦截滞留、布朗扩散、重力沉降、静电吸附作用等.绝对过滤除菌的机理：介质的空隙小于细菌，实现过滤除菌。
无菌空气的质量指标：压缩空气的压强在0.2—0.35Mpa（表）、空气流量、空气温度较发酵温度高10℃左右、相对湿度在60—70%、洁净度达到100级。
旋风分离器的设计要点：进口气速和结构比例尺寸（初级分离水滴设备）丝网除沫器的设计要点：空塔气速、丝网的填充密度和设备的结构比例尺寸（精细除水设备）空气冷却器作用：除水减湿空气加热器作用：降低相对湿度无菌空气：通过除菌设备后压缩空气中含菌量降到最低或达到洁净度100的空气VVM：单位时间单位体积发酵液通入气体量空气过滤设备设计：过滤设备及作用：①吸风塔：吸入空气（压缩后的）②前置过滤器：降低空气中的尘埃的含量③空气压缩机：克服压缩空气输送过程的压力和发酵罐的液柱高度所需的压强。
分为往复式和螺杆式④压缩空气贮罐：稳定压强，消除空气的脉动；让高温的空气在贮罐里停留一段时间，引起空气的部分杀菌作用。
⑤空气冷却器：使压缩空气除水减湿。
⑥水滴分离设备：除水。
11.提高过滤除菌的效果方法：①尽量减少吸入空气的菌数。
②根据实际需要选择合适的设备，预处理阶段要尽量除油和除水。
③选择合适的过滤设备，采用二级过滤、预过滤和除锈。
12除水过程中x和φ的关系：⑴无相变时，即X一定。
在压缩过程中，随着T↑,PS↑,P↑, φ↓。
降温过程中，随着T↓,P S↓,P一定，φ↑。
升温过程中，随着T↑,P S↑，P一定，φ↓。
⑵有水析出时，X降低。
当T﹤T d（露点）时，有水析出，X↓。
13.除水机理：⑴相对湿度：φ=100﹪达到饱和；φ﹥100﹪有水析出；φ﹤100﹪无水析出⑵湿含量：从状态1到状态2。
X1=X2无水析出；X1﹥X2有水析出。
通风发酵设备气升式发酵罐的原理：将压缩空气由喷嘴喷出，推动培养液沿导流筒上升（富气区，液体密度小）由内向外或由外向内循环，从而实现混合传质。
该罐结构简单，易清洗。
适用于对溶氧要求低、耐剪切力性能差的细胞培养。
2.通用式发酵罐：①原理：利用机械搅拌搅拌物料产生轴向和径向流动，从而使罐内物料混合良好，液体中的圆形颗粒保持悬浮状态。
利于固体和营养物质充分接触，便于吸收营养，还有可以打碎气泡，增加气液接触面积，提高气液间的传质速率，加强氧的传递效率及消除泡沫。
并通入无菌空气维持菌体氧气需要。
②几何尺寸：H/D=1.7～3 d/D=1/2～1/3w/D=1/8～1/12 B/d=0.8～1.0 S/d=1.5～2.5S1/d=1～2（H：发酵罐筒身高m；D：发酵罐内径m；d：搅拌器直径m；w：挡板宽度m；S：两搅拌器间距m；B：下搅拌器距底间距m；S1：上搅拌器距液面的间距m）③公称容积：罐的筒身容积加上底封头容积之和。
V0=V c+V b④装料系数：η0=V/V0=0.6～0.75通用式发酵罐结构及作用：①罐体：贮装发酵液。
②搅拌装置：a作用：一是产生强大的总体流动，将流体均匀分布于容器各处,以达到宏观均匀。
二是产生强烈的湍动，使液体、气体、固体微团尺寸减小。
两种作用有利于混合、传热和传质，对氧的溶解具有决定性意义。
B形式：轴流式（螺旋式）和径流式（涡轮式）。
③挡板：改变被搅拌流体的流动方向，使之产生纵向运动，从而消除液面中央部分产生的下凹漩涡。
“全挡板条件”指达到消除液面漩涡的最低挡板条件。
④通气装置：通入无菌氧气维持菌体生长。
⑤传热装置：移去生物氧化产生的热量和机械搅拌产生的热量，保证发酵在恒温下进行。
⑥机械消沫装置：减少发酵液泡沫，防止发酵液外溢，减少染菌机会。
空气分布装置：①形式：单孔式、多孔管。
大多数采用单孔管，管开口朝下。
消沫装置形式：耙式、刮板式、涡轮式、射流式和碟片式。
轴功率计算：①轴功率P指搅拌器传入液体的功率。
②电机确定：考虑减速装置的机械效率η，电动机应介于通气与不通气之间的功率。
例题：今有一发酵罐，内径为2m，装液高度为3m，安装一个六弯叶涡轮搅拌器，搅拌器直径为0.7m，转速为150r/min，设发酵液密度为1050kg/m3，黏度为0.1Pa·s，试求搅拌器所需功率。