生物工程设备试题

1.菌体得率Y X/S

对基质的细胞得率Yx/s

2. 装料系数

发酵罐存在持气与起泡问题，必须在充入培养液后留有一定的空间。

式中 V —发酵罐的代表容积（m 3）；V 0—进入发酵罐的发酵液量（m 3）

ψ —装液系数

3.实罐灭菌

将培养基置于发酵罐中用蒸汽加热，达到预定灭菌温度后，维持一定时间，再冷却到发酵温度，然后

接种发酵，又称分批灭菌。

4.升膜式蒸发器

真空蒸发设备，主要由加热室和汽液分离器组成，在真空状态下溶液在蒸发器的加热表面形成液膜，

很快受热升温、汽化、浓缩。液膜与蒸发的二次气流方向相同称为升膜式蒸发器。

5．带式输送机

利用一根封闭的环形皮带，绕在相距一定距离的2个鼓轮上，皮带由主动轮带动运行，物料在带上靠摩

擦力随带前进，到另一端卸料。由皮带、托辊、鼓轮、传动装置、张紧装置、加料装置和卸料装置组成。

适用于松散干湿物料、谷物颗粒及成件制品。

二.填空

1.某机械搅拌发酵罐内发酵液中的溶氧浓度为0.025mol/m 3,此罐压下饱和溶氧浓度为0.275 mol/m 3,此罐的

KL a 值为1000(1/h),根据传质理论,计算此类发酵罐的供氧能力为 250 mol (O 2)/(m 3∙h) 2.某酒精工厂,每发酵罐的进料量为24t/h,每4h 装满一罐,糖化醪密度为1075 Kg/m 3,装料系数为0.9, 计算此

发酵罐的全体积约为 100 m 3

3.啤酒发酵罐中发酵液的对流主要是依靠其中 CO 2 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．锤式粉碎机的作用力主要为 冲击力 。 S x x ∆-∆=＝消耗基质的质量生成细胞的质量/s Y ϕ

0V V =

胀缩式糖蜜连续稀释器的工作原理是糖液的流速随器径的几次

改变而流速多次改变，促进了糖液的均匀混合。

8.啤酒厂生产麦芽汁多采用四器组合，四器为糊化锅、

糖化锅、麦汁过滤槽、和煮沸锅糊化锅的作用是

加热煮沸辅助原料，使淀粉液化和糊化。

9.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、和溶剂回收设备。

12．蒸发器主要由__热交换器__和_____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

_______和________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．标出卧式空调室的部件的名称:3 喷嘴 4 挡水板:

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

三．问答题

1.简述植物细胞培养的特点以及常用的培

养器的类型及优缺点。

卧式空调室

(1)植物细胞培养的特点：

细胞的大小比微生物细胞大

细胞块的形状

培养液的黏度随细胞浓度的增加而显著上升

需氧量低

Kla 值比微生物培养的Kla 值小得多

对剪切力敏感

需CO2和光照

(2)

⎪⎪⎩

⎪⎪⎨⎧光生物反应器组合式反应器

非机械搅拌反应器机械搅拌反应器悬浮培养反应器 ⎪⎩⎪⎨⎧膜反应器流化床反应器

填充床反应器固定化细胞培养反应器

机械搅拌式反应器:混合性能好，传氧效率高，操作弹性大，可用于细胞高密度培养；缺点：剪切力大。

非机械搅拌式反应器：所产生的剪切力较小，结构简单，没有搅拌轴更易保持无菌。缺点:搅拌强度过低往

往使培养物混合不均；过量的通气对细胞生长有阻碍作用；过量的溶氧对植物细胞合成次级代谢产物不利。

其主要类型有鼓泡式反应器、气升式反应器等气体搅拌式反应器

填充床反应器：单位体积细胞较多,由于混合效果不好,常使床内氧的传递、气体的排出、温度和pH 的控制

较困难；支持物破碎还易使填充床堵塞。

流化床：混合效果较好，但流体的切变力和固定化颗粒的碰撞常使支持物颗粒破损，另外，流体力学复杂

使其放大困难。

膜反应器：与凝胶固定化相比，膜反应器的操作压力较低，流体力学易于控制，易于放大，而且能提供更

均匀的环境条件，同时还可以进行产物分离以解除产物的反馈抑制，但成本较高。

2.提高过滤速度的方法都有那些?

(1)发酵液的预处理:增大悬浮液中固体粒子的尺寸，除去高价无机离子和杂蛋白质，降低液体黏度，实现

有效分离。

方法：

A.

加热 B.

凝聚和絮凝 C.

加入盐类 D.

调节pH E. 加入助滤剂

(2) 选择适当的过滤介质和操作条件

过滤介质除过滤作用外,还是滤饼的支撑物。尽量采用加压过滤,确定滤饼比阻与过滤压差的关系,再与

过滤方程相关联,求得最佳操作条件.