11级生物工程设备复习资料
生工设备复习题答案
生工设备复习题答案一、选择题1. 生物工程设备中，用于细胞培养的设备是：A. 离心机B. 搅拌槽C. 生物反应器D. 色谱柱答案：C2. 下列哪项不是生物工程设备的基本要求？A. 无菌操作B. 高精度控制C. 低成本D. 高通量答案：C3. 在生物反应器中，通常使用哪种方式来提供氧气？A. 直接注入B. 通过空气过滤系统C. 化学氧化D. 紫外线照射答案：B二、填空题1. 生物反应器的_______是其设计和操作中的关键因素之一。
答案：温度控制2. 细胞培养过程中，_______是维持细胞生长和代谢所必需的。
答案：营养物质3. 在生物工程设备中，_______是用来测量细胞密度和生物量的重要工具。
答案：光学密度计（OD计）三、简答题1. 简述生物反应器在生物工程中的作用。
答案：生物反应器在生物工程中扮演着核心角色，它提供了一个受控的环境，用于细胞或微生物的培养。
在这个环境中，可以精确控制温度、pH值、溶解氧、营养物质供应等关键参数，以优化生物过程，提高生产效率和产品质量。
2. 描述生物工程设备中常用的无菌操作技术。
答案：常用的无菌操作技术包括：使用无菌操作台进行细胞培养，通过高压蒸汽灭菌对设备和耗材进行消毒，使用过滤系统去除空气中的微生物，以及操作人员穿戴无菌服装和手套，以减少污染的风险。
四、计算题1. 如果一个生物反应器的体积为100升，初始溶氧浓度为95%，经过一段时间培养后，溶氧浓度降至75%，求溶氧量的变化量。
答案：初始溶氧量 = 100升 * 95% = 95升。
最终溶氧量 = 100升* 75% = 75升。
溶氧量的变化量 = 95升 - 75升 = 20升。
五、论述题1. 论述生物工程设备在现代生物技术产业中的应用及其重要性。
答案：生物工程设备在现代生物技术产业中扮演着至关重要的角色。
它们不仅提高了生产效率，降低了成本，还使得生物过程更加可控和可重复。
例如，在制药行业，生物反应器用于生产重组蛋白和疫苗；在食品工业，它们用于生产酶和益生菌；在环境工程中，用于废水处理和生物质能源的生产。
生物工程设备知识点考点整理
生物工程设备知识考点整理●一、物料粉碎和液体培养基制备●1. 简述锤式粉碎机工作原理及优点。
●工作原理：●1、作用力主要为冲击力●2 、物料从料斗进入机内，受到高速旋转锤刀的强大冲击力而被击碎●3、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●4、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，有的撞击到棘板上被撞成碎块，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●5、没有撞击到棘板上的颗粒，也会遇到后排锤刀的冲击●6、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●优点：●构造简单、紧凑，物料适应性强，粉碎度大（粗、细粉碎皆可），生产能力高，运转可靠●2. 简述辊式粉碎机的工作原理、工作过程及适应何种性质物料的粉碎？●原理：●1、挤压、剪切（当两辊速不同时）●2、由2个直径相同的钢辊相向转动，把放在钢辊间的物料夹住啮入两辊之间，物料受到挤压力而被压碎●工作过程：●1、两辊的圆周速度一般在2.5~6m/s之间●2、许多粉碎机，将两个辊子的转速安排成有一定的转速差，一般可达2.5：1，或者是两只辊子的表面线速度具有5％~30％的速差，提高对物料的剪切力，增加破碎度●3、两个辊子中，一个是固定的，一个是可以前后移动的，用以调节两辊筒的间距，控制粉碎粒度●适用范围：●脆性、硬度较小物料的粉碎，如：麦芽、大米等●3.简述酒精厂淀粉质原料蒸煮糖化过程及目的。
●目的：●1、原料吸水后，借助于蒸煮时的高温高压作用，将原料的淀粉细胞膜和植物组织破裂，使其内容物流出，呈溶解状态变成可溶性淀粉●2、借助蒸汽的高温高压作用，把存在于原料中的大量微生物杀死，以保证发酵过程中原料无杂菌污染●3、部分糖化（组织破裂、糊化、灭菌、部分糖化）●流程：罐式、柱式、管道式●蒸煮（加热）、后熟（保温、最后一罐气液分离出二次蒸汽并使之降温）、冷却、糊化、冷却●4.以淀粉质原料为培养基时，多采用罐式连续蒸煮糖化流程来处理这些原料，该糖化流程中的蒸煮设备有那些，简述它们各自的作用及特征？●蒸煮罐●作用：●1、原料吸水后，借助于蒸煮时的高温高压作用，将淀粉细胞膜和植物组织破裂，使其内容物流出，呈溶解状态变成可溶性淀粉●2、借助蒸汽的高温高压作用，把存在于原料中的大量微生物杀死，以保证发酵过程中原料无杂菌污染●特征●1、长圆筒与球形或蝶形封头焊接而成●2、罐顶装有安全阀和压力表，顶部中心的加热醪出口管应伸入罐内300~400 mm，使罐顶部留有一定的自由空间●3、罐下侧有人孔，用于焊接罐体内部焊缝（该罐应采用双面焊接）和检修内部零件●4、在靠近加热位置的上方有温度计插口，以测试醪液加热温度●5、为避免过多的热量散失，蒸煮罐须包有保温层●6、直径不宜太大，直径过大，醪液从罐底中心进入后会发生返混，不能保证进罐醪液的先进先出，致使受热时间不均而造成部分醪液蒸煮不透就过早排出，而另有局部醪液过热而焦化●加热器：●作用：●器汽液接触均匀，加热比较全面，在很短的时间内可使粉浆达到规定的蒸煮温度●特征：●1、由三层直径不同的套管组成●2、内层和中层管壁上都钻有许多小孔，各层套管用法兰连接●3、粉浆流经中层管，高压加热蒸汽从内、外两层进入，穿过小孔向粉浆液流中喷射●后熟罐：●作用：●增加蒸煮时间，使过程连续。
生物工程设备复习题答案
生物工程设备复习题答案一、选择题1. 生物反应器的主要功能是什么？A. 为细胞提供适宜的生长环境B. 进行细胞培养C. 细胞分离D. 细胞计数答案：A2. 以下哪个不是生物工程中常用的检测设备？A. 显微镜B. 离心机C. 色谱仪D. 电子天平答案：D3. 细胞培养箱的主要作用是什么？A. 保持恒温B. 保持恒湿C. 保持无菌D. 所有以上答案：D4. 以下哪个是生物工程设备中常用的消毒方法？A. 紫外线消毒B. 化学消毒C. 热消毒D. 所有以上答案：D5. 微生物发酵过程中，pH值的控制对于发酵结果的影响是什么？A. 无影响B. 影响微生物的生长速率C. 影响代谢产物的产量D. 影响微生物的代谢途径答案：D二、填空题6. 生物工程设备中，________是用来进行细胞或微生物的培养的设备。
答案：生物反应器7. 细胞培养箱中通常需要控制的三个主要参数是温度、________和________。
答案：湿度、CO2浓度8. 色谱技术在生物工程中的应用主要是用于________和________。
答案：分离、纯化9. 离心机的工作原理是利用________对样品进行分离。
答案：离心力10. 在生物工程中，常用的无菌操作技术包括________和________。
答案：无菌操作台、无菌传递技术三、简答题11. 简述生物反应器在生物工程中的重要性。
答案：生物反应器在生物工程中至关重要，因为它提供了一个受控的环境，使细胞或微生物能够在最佳条件下生长和代谢。
这种控制环境有助于提高生产效率，确保产品质量，并为研究和开发提供了一个可靠的平台。
12. 描述生物工程中常用的细胞计数方法及其原理。
答案：常用的细胞计数方法包括显微镜计数法和电子计数法。
显微镜计数法是通过在显微镜下直接观察并计数细胞，而电子计数法则是通过电子传感器检测细胞通过时产生的电阻变化来计数。
这些方法可以帮助研究人员了解细胞的生长速率和密度，从而优化培养条件。
生物工程设备复习资料
生 物 工 程 设 备（第一篇）第一章1，生长动力学公式： （X : 细胞在时间 t 时的浓度； : 细胞在开始时间时的浓度；t : 培养的时间；k : 细胞的特别生长速率。
）2，抑制动力学（米氏公式）： （V : 实际酶促反应速度；Vmax: 最大酶促反应速度；S : 底物浓度；Km : 米氏常数。
）3，致死动力学（阿氏公式）RT Ee A k -⋅=（K : 致死速率；A : 阿氏常数（Arrhenius ）E : 反应活化能；T : 体系的绝对温度；R : 理想气体常数。
）4，生物反应器设计要求：①反应器的物理传热传质特征②培养生物体的生理生化特征③生长要求④灭菌要求⑤其它要求5，生物反应器种类：①厌氧生物反应器：酒精发酵罐，沼气池②通气生物反应器：机械通风搅拌罐，气升罐，鼓泡罐，自吸罐③光照生物反应器④膜生物反应器6，剪切力对发酵的影响：①剪切力对质量和热量传递有较大影响,湍流传导与层流传导②对动物细胞和植物细胞培养影响很大③对放线菌和丝状真菌的影响7，机械搅拌通气发酵罐：机械搅拌通气式发酵罐又称通用式发酵罐，是工业上最常用的一种微生物反应器，这类发酵罐既具有机械搅拌又有压缩空气分布装置，搅拌器的主要作用是打碎空气气泡，增加气液接触界面，以提高气液间的传质速率，同时也是为了使发酵液充分混合，液体中的固形物料保持悬浮状态。
优点：充分的搅拌，高密度培养时其供氧能力和混合效果好缺点：剪切力大，对植物细胞或剪切力敏感菌株易造成较大损伤8，气升式生物反应器：气升式生物反应器是通过通气气流的上升带动流体混合的一类发酵罐。
优点：无需机械搅拌，因而动力消耗相对较小，且能够避免搅拌轴封所导致的微生物污染缺点：剪切力小导致的混合强度不足，不适应于高粘度的培养体系（第一篇）第二章1，机械搅拌通气发酵罐结构：罐体，搅拌器和挡板，换热装置，轴封装置，空气分布器，消泡装置，空气过滤系统（记结构图）2，气-液相间溶氧传质理论：气泡中的氧→气液界面→氧从气相侧转移到液相侧 →氧从液相侧转移到液相主体→氧从 液相主体转移至细胞表面→氧扩散至细胞内3，常用的涡轮搅拌器有平叶式、弯叶式和箭叶式三种4，空气净化除菌方法及原理：热杀菌, 辐射杀菌, 静电除菌, 过滤除菌5， 机械搅拌反应器的优点:操作弹性大，pH 值和温度易于控制；有较规范的工业放大方法；适合连续培养缺点:驱动功率大；内部结构复杂，难于彻底洗净,易造成污染；在丝状菌的培养中由于搅拌 器的剪切作用，细胞易损伤6，增加（培养基）中溶解氧供应的办法①加大通气②加大搅拌转速③改变叶轮形状和罐体 设计④加压发酵⑤富氧通风7，污染发生的原因：①空气过滤系统②密封系统③卫生死角......（液流的方向）8，一个150 m3的生物反应器在35 oC 条件下用糖蜜生产霉菌菌体。
生物工程设备期末复习题
生物工程设备期末复习题生物工程设备期末复习题一、名词解释1、菌体的率 YX/S 对基质的细胞得率Yx/s2、半连续式操作又称反复分批式培养或换液培养，是指在分批式操作的基础上，不全部取出反应系剩余部分重新补新的营养成分，再按分批式操作的方式进行培养，这是反应器内培养液的总体积保持不变的操作方式。
3、Ka酸平衡系数4、发酵稀释比D5、过滤效率被捕捉的粉尘量与原空气中粉尘量之比。
6、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7、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。
8、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。
9、带式输运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。
10、比拟放大即生物反应过程的放大，就是指以实验或中式反应设备所取得的数据为依据，设计制造大规模的反应系统，确定相应的工艺条件，以进行工业规模生产。
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 33.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。
生物工程设备复习题(完美打印版)
1、离子交换树脂的主要理化性能有：颗粒度、交换容量、机械强度、膨胀度、含水量、密度、孔结构等。
2、我们可以通过设计生物反应器来实现生物反应的三个目标：生产细胞、收集细胞的代谢产物、直接利用酶催化得到所需产物。
3、大型发酵罐设计主要考虑因素：罐的耐压要求、罐的内部清洗、罐内的对流与热交换。
4、常见的通风发酵罐类型：机械搅拌发酵罐、气升式发酵罐、自吸式发酵罐、伍式发酵罐、文氏管发酵罐。
5、按操作压强可将蒸发分为:加压、常压或减压（真空蒸发）。
6、真空干燥设备一般由哪三个部分组成：密闭干燥室、冷凝器和真空泵。
7、影响恒速干燥的主要因素：空气流速、空气湿度、空气温度等外部条件。
8、液-液萃取设备包括哪三个部分：混合设备、分离设备和溶剂回收设备。
9、固体物料粉碎按受力情况分类：挤压；冲击；磨碎；劈碎。
10、糖蜜利用之前如何处理：稀释、酸化、灭菌和增加营养盐。
11、啤酒发酵设备发展方向：向大型、室外、联合的方向发展。
12、影响传质推动力的主要因素：温度、溶液的性质、氧分压、发酵罐内液柱的高度二、名词解释题（共16分，每小题2分）1、富氧通风：向发酵罐中通入富氧空气或直接通入氧气，提高相应的饱和溶氧浓度。
2、离子交换法：是通过试样离子在离子交换剂（固相）和淋洗液（液相）之间的分配（离子交换）而达到分离的方法。
分配过程是一离子交换反应过程。
3、悬浮培养：是指细胞在培养器中自由悬浮生长的过程，主要用于非贴壁依赖性细胞培养，如杂交瘤细胞等。
4、液化：淀粉糊化后，如果提高温度至 130℃，由于支链淀粉的全部（几乎）溶解，网状结构彻底破坏，淀粉溶液的粘度迅速下降，变为流动性较好的醪液，此现象称为淀粉的溶解或液化。
6、过滤：以某种多孔物质为介质，在外力的作用下，使悬浮液中的液体通过介质的孔道，而固体颗粒被截留在介质上，从而实现固液分离的单元操作。
7、灭菌：采用强烈的理化因素使任何物体内外部的一切微生物永远丧失其生长繁殖能力的措施。
11级生物工业下游技术复习题
11级生物工业下游技术复习第一章绪论一、生物分离技术的基本路线？二、主要生物分离技术的分离原理？三、生物分离技术的特点？四、生产中怎样选取生物分离技术手段？第二章下游技术的基础理论1．对生物产品进行分离的理论依据有那三个方面？2．化学性分子识别和生物学的特异性相互作用的相似和区别？第三章发酵液预处理一、名词解释1．凝聚： 2．絮凝： 3．过滤： 4．离心沉降： 5．离心过滤： 6．助滤剂： 7．沉降：二、单项选择1．真空转鼓过滤机工作一个循环经过（）。
A、过滤区、缓冲区、再生区、卸渣区B、缓冲区、过滤区、再生区、卸渣区C、过滤区、缓冲区、卸渣区、再生区D、过滤区、再生区、缓冲区、卸渣区2．以下哪项不是在重力场中，颗粒在静止的流体中降落时受到的力（）A.重力B. 压力C.浮力D. 阻力3．以下哪项不是颗粒在离心力场中受到的力（）A.离心力B. 向心力C.重力D. 阻力4．颗粒与流体的密度差越小，颗粒的沉降速度（）A.越小B.越大C.不变D.无法确定5．工业上常用的过滤介质不包括（）A.织物介质B.堆积介质C.多孔固体介质D.真空介质6．下列物质属于絮凝剂的有（）。
A、明矾B、石灰C、聚丙烯类D、硫酸亚铁三、判断对错1．助滤剂是一种可压缩的多孔微粒。
（）2．通过加入某些反应剂是发酵液进行预处理的方法之一。
（）3．在生物制剂制备中，常用的缓冲系统有磷酸盐缓冲液；碳酸盐缓冲液；盐酸盐缓冲液；醋酸盐缓冲液等。
（）四、填空1．发酵液常用的固液分离方法有（）和（）等。
2．为使过滤进行的顺利通常要加入（）。
3．工业离心设备从形式上可分为（），（），（），等型式。
4.典型的工业过滤设备有（）和（）。
5．常用离心设备可分为（）和（）两大类；五、简答1．改变发酵液过滤特性的主要方法有哪些？其简要机理如何？2．除去发酵液中杂蛋白的常用方法有哪些？3．试述生物工业中常用固液分离设备的原理、特点及适用范围？第四章细胞破碎一、名词解释1.超声波破碎法2.酶解法二、单项选择1．适合小量细胞破碎的方法是（）A.高压匀浆法B.超声破碎法C.高速珠磨法D.高压挤压法2．丝状（团状）真菌适合采用（）破碎。
生物工程设备复习大纲
1．1生物反应器设计基础1、发酵罐数的确定。
可参考课件作业1．2通风发酵罐1、通风发酵罐的主要类型及其原理、优缺点或特点。
答：1. 机械搅拌发酵罐(TRC) 工作原理：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，以保证供氧。
优点：高生产效率，高经济效益。
2. 气升式发酵罐(ALR) 工作原理：把无菌空气通过喷嘴或喷孔喷射进入发酵液中，通过气液混合物的湍流作用而使空气泡分割细碎，同时由于形成的气液混合物密度降低故向上运动，而气含率小的发酵液则下沉，形成循环流动， 实现混合与溶氧传质。
特点： 1）反应溶液分布均匀 2）较高的溶氧速率和溶氧效率3）剪切力小4）传热良好5）结构简单6）能耗小 7）不易染菌8）操作和维修方便3. 自吸式发酵罐 工作原理： 不需空气压缩机提 供加压空气，而依靠特设的机械吸气装置或液体喷射 吸气装置吸入无菌空气，实现混合搅拌与溶氧传质的 发酵罐。
优点： (1)不必配备空气压缩机及其附 属设备，节约设备投资，减少厂房面积；(2)溶氧速率 高，溶氧效率高，能耗较低； (3)生产效率高、经济bp t t t +=pt C tP V ∆=/效率高(4)设备便于自动化、连续化。
缺点： 较易产生杂菌污染，需配备低阻力损失低高效 空气过滤系统，罐压较低，装料系数约为40％。
4. 通风固相发酵罐 优点：设备简单，投资省。
2、机械搅拌通风发酵罐装配图、各部件 作用及原理。
1－轴封 ； 2、20－人孔； 3－梯； 4－联轴； 5－中间轴承； 6－温度计接口； 7－搅拌叶轮； 8－进风管； 9－放料口； 10－底轴承； 11－热电偶接口； 12－冷却管； 13－搅拌轴； 14－取样管； 15－轴承座； 16－传动皮带； 17－电机； 18－压力表； 19－取样口； 21－进料口； 22－补料口； 23－排气口； 24－回流口； 25－视镜；3、机械搅拌通风发酵罐轴功率的计算（非通气状态和通气状态注意参数单位）。
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1、有一发酵罐，内装40m3培养基，在121℃温度下进行实罐灭菌，原污染程度为每ml有2×105个耐热细菌芽孢，121℃时灭菌速度常数为1.8（/min），求灭菌失败机率为0.001时所需要的灭菌时间？（假设不计升温阶段所杀灭的菌数，把培养基中所有的菌均看作是在保温阶段被杀灭）。
若对培养基采用连续灭菌，灭菌温度为131℃，此温度下灭菌速度常数为15（/min），求灭菌所需的维持时间？解：⑴ N0=40*106*2×105=8*1012Nt=0.001，k=1.8（/min）灭菌时间为：2.303 N0t= ——lg—=20.34（min）k Nt解：⑵ 2.303 C0t=————lg—k CtC0=2×105（个/ml）Ct=1/40×109（个/ml）t=2.44（min）2、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，试确定发酵罐的结构尺寸,罐数。
解：发酵罐个数和结构尺寸的确定：发酵罐个数：N=（nt/24）+1n=24/4=6 N=6×72÷24+1=19（个）取发酵罐装料系数φ=0.9发酵罐体积 V=Vo/φ=28×4×1000÷（1082×0.9）=115（m3）发酵罐采用圆柱型，底、顶为锥型，结构比例如下H=1.2D h1=h2=0.1DV=0.785D2（H+ 1/3× h1+1/3× h2）=0.785 D2（1.2D+2/3×0.1D）=115（m3）则：D=4.87（m ）H=1.2D=5.84m h1=h2=0.1D=0.487m3、已知从汽液分离器排出的糊化醪量为1000kg/h，其比热为3.6kJ/kg·k，温度为100℃,要求冷却到65℃，试计算真空冷却器基本尺寸（直径D和高度H）。
注：①二次蒸汽在65℃时汽化潜热r=2343.4KJ/Kg;②在65℃时蒸汽的密度为0.16kg/m3;③取器内二次蒸汽上升速度不超过1m/s; ④取真空冷却器径高比D:H=1:1.5。
解：① 糊化料液从100℃冷却到65℃放出热量：Q =1000×3.6×（100-65）=126000（kJ/h ）② 真空冷却器内产生的二次蒸汽量为：/h③ 二次蒸汽的体积流量为：53.8/0.16=336.25 m3/h④ 因故又因： D:H=1:1.5故： H=0.345x1.5=0.5175（m ）4、某味精厂需新建50M 3种子罐,装料系数为60%,已计算出主发酵期生物合成热Q 1=7.0×105kj/h ，搅拌热Q 2=8.5×104kj/h,查有关资料可知汽化热Q 3=1×104kj/h ，醪液的比重为ρ=1.04×103kg/M 3，发酵温度为32℃，冷却水进口温度为15℃，出水温度为26℃，冷却水的平均比热Cp=4.186kj/(kg.℃)，罐内采用不锈钢盘管冷却，其规格为 53/60 (mm),壁厚3.5mm ，其导热系数λ=188 kj/(M •h •℃)，根据生产经验数据可取传热系数α1和α2分别为2700 kj/(M 2•h •℃)和 1.45×104kj/(M 2•h •℃)，另外管壁水垢层的热阻取 1/16750 M 2•h •℃/kj ，试求发酵罐冷却面积、盘管总长度和冷却水耗量。
参考公式： ；2121lg 303.2)()(t t t t t t t t t F F F F m -----=∆； ； 解: ⑴.总的热量Q=Q 1+Q 2-Q 3=7.0×105+8.5×104-1×104 =7.75×105(kJ/h) ⑵.冷却水耗量δλαα121+++=K)(12t t C Q W p -=mt ∆⋅=K Q A)/(1068.1)1526(186.41075.7)(3512h kg t t C Q W p ⨯=-⨯⨯=-=⑶.对数平均温度差 ⑷.K 值的计算⑸.冷却面积取整为38 M 2。
⑹.冷却蛇管总长度5、某厂在100升发酵罐中进行发酵实验，然后放大至100m 3发酵罐。
试验罐的参数为：罐径D ＝400mm ，搅拌状态下Rem>104,涡轮式搅拌器转速350r/min ，试按P 0/V 相等准则进行放大，计算放大罐直径和搅拌器的转速。
解：V 1=100L=0.1m 3,V 2=100m3,V 2/V 1=1000体积扩大1000倍时，D 2/D 1=10，∴D 2=10D 1=4000 mm 因P ∝N 3D 5,V L ∝D 3，∴P/V L ∝N 3D 2，由于P/V L =常数，∴N2=N1（21D D ）32=350х0.214=75 r/min6、青霉素在0℃和pH2.5时的分配系数（醋酸丁酯/水）为35，若用1/4体积的醋酸丁酯进行二级逆流萃取，计算其理论收率？若改为二级错流萃取，第一级用1/4体积的醋酸丁酯，第二级用1/10体积的醋酸丁酯，计算其理论收率？ 解：①n =2，理论收率： ②理论收率：6)(6.10lg 303.2)()(2121C t t t t t t t t t o F F F F m=-----=∆)C)/(J (011.9311675011880035.014500127001111112321︒⋅⋅⨯=+++=+++=h m k S K δλαα)(M 86.376.1019311075.7t 25m =⨯⨯=∆⋅=K Q A )(1.2140565.014.338m dA L =⨯==π75.814/135=⨯=E ()()%84.98%100175.875.875.811212=⨯--=-++ϕ75.814/1351=⨯=E 5.3110/1352=⨯=E ()()%72.97%10015.3175.8111=⨯++-=-ϕ7、设计一台通风量为50M 3/min 的棉花活性炭空气过滤器， 空气压力为 0.4 MPa(绝对压力)，已知棉花纤维直径 d=16 微米，填充系数α= 8%，空气线速度为 0.1 M/sec ，若进入空气过滤器的空气含菌量是 5000 个/M 3， 要求因空气原因引起的倒罐率为0.1%，发酵周期 100 hr 。
工作温度为 40℃，平均气温为 20℃，计算空气过滤器的尺寸(过滤介质厚度和过滤器直径)。
解： 查表： 当v 0= 0.1 M/sec 时,K'=0.13521lg'N k LN =- N 1= 5000×50×60×100 = 1.5×109N 2= 10-3∴21lg12.1890.2()'0.135N N L cm k -===-- P 1 = 0.1 MPa P 2= 0.4 MPa V 1= 50 M 3/min = 0.83 M 3/sec 由气态方程得：31221210.22(/sec)P T V V M P T =⋅= 1.67D === （M ） 答: 该空气过滤器的过滤介质厚度为 90.2 cm ,过滤器直径为 1.67 M.1. 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+Q 3=10% Q1) 。
解：⑴发酵罐个数和结构尺寸的确定：发酵罐个数：N=（nt/24）+1n=24/4=6 N=6×72÷24+1=19（个）取发酵罐装料系数φ=0.9发酵罐体积 V=Vo/φ=28×4×1000÷（1082×0.9）=115（m3）发酵罐采用圆柱型，底、顶为锥型，结构比例如下H=1.2D h1=h2=0.1DV=0.785D2（H+ 1/3× h1+1/3× h2）=0.785 D2（1.2D+2/3×0.1D）=115（m3）则：D=4.87（m ）H=1.2D=5.84m h1=h2=0.1D=0.487m⑵发酵罐的总发酵热Q Q= Q1- Q2-Q3Q1=msq=28×4×1000×1%×418.6=4.69×105 KJ/hQ2+ Q3=10%q =0.1 ×4.69×105 =0.469×105 KJ/hQ= Q1- Q2- Q3=4.22×105 KJ/h⑶冷却水耗量：W=Q/［c（T2-T1）］=4.22×105 /［4.186（25-20）］= 20162Kg/h 答：发酵罐的结构尺寸,罐数,冷却水耗量11级生物工程设备期末复习绪论1、生物技术（Biotechnology）是应用自然科学及工程学的原理，依靠生物作用剂（biological agent）的作用将物料进行加工以提供产品为社会服务的技术。
这里的生物作用剂主要是指：酶、生物细胞或生物体。
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？（1）锤片 (2）筛板工作原理：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。
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、固体粒子混合时会发生哪三种运动形式？对流混合：固体粒子的循环流。
剪切混合：粒子间相互滑动和撞击产生。
扩散混合：存在状态不同而产生的局部混合作用。
5、粉碎比：物料粉碎前后平均粒径之比，x=D1/D2。
6、大麦精选机的工作原理是什么？精选是利用杂粒与大麦长度不同的特点进行分离。
常用的精选机有碟片式和滚筒式2种，都是利用带有袋孔（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；或者说主要是根据颗粒长度分级。
第二章生物细胞培养基制备设备1、淀粉质原料蒸煮目的是什么？1）糊化：原料吸水后，借助于蒸煮时的高温高压作用，破坏原料中淀粉颗粒的外皮，使其内容物质流出，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。