生物工程设备复习思考题

生物工程设备部分习题

复习思考题：

p1

1、通风发酵设备比拟放大的基本概念，说明以kd及 v为基准的

2

比拟放大的程序。

2、机械通风发酵罐中挡板的作用及全档板概念。

3、机械通风发酵罐的换热装置常用的有哪几种形式，并简要说明其特点。

4、发酵过程的热量计算方法有几种，并列出简单算式。

5、气升式发酵罐的结构工作及原理及特点。

6、搅拌器常用的形式有哪几种？在发酵罐中选取的流型有何特点，功率准数NP的选定。

7、什么是牛顿型流体，什么是非牛顿型流体，非牛顿型流体有哪几种各自特点如何？

8、复述双膜理论，写出传氧速率与气、液溶氧浓度关系式。

9、兼气酒精发酵设备常用结构，冷却面积的计算方法及步骤。 10啤酒圆筒锥体发酵罐的特点，及设计时需要考虑哪几方面问题。

11、写出生化过程5个参变量的检测目的及常用检测仪器。

12、什么叫生物传感器？生物敏感材料常用哪几种？

13、生物传感器主要由哪几部分组成及工作原理。

14、生物传感器敏感膜的成膜方法通常有几种？说出其中一种的制作过程。

15、生物传感器在发酵生产中有何重要意义，举例说明。

16、简述搅拌周线速度（πND）搅拌液流速度H搅拌循环量QL对发酵缸比拟放大的影响。

计算题|：

1、某通风发酵罐直径=液柱高度=2m N=2.0/s=120r/min 螺旋浆搅拌Di=0.33D=0.66m 通风比=0.5m3/m3 min ρ=1000kg/m3 μ=0.001 牛.秒/m2求pg

2、某细菌醪发酵罐——牛顿流体

罐径=1.8米

园盘六弯叶涡轮直径D=0.60m，一只涡轮

罐内装器块标准挡板

搅拌四转速N=168转/分

通气量Q=1.42m3/分（罐内状态流量）

罐压ρ=1.5绝对大气压

醪液粘度：μ=1.96×10-3牛·秒/㎡

醪液密度：ρ=1020kg/m3

求：Pg

3、 有一个5m3生物反应器，罐径为1.4m，装液量为4m3，液深为2.7m，采用六弯叶涡轮搅拌器，叶径为0.45m，搅拌转速N=190r/min，通风比为1：0.2，发酵液密度为1040kg/m3，发酵液粘度：1.06×10-3Pa·s，现需放大至50 m3罐进行生产，试求大罐尺寸和主要工艺条件（列表）

4、 一台连续灭菌设备，培养液流量为18m3/小时，发酵罐装料36m3，原始污染度为105个/ml，要求灭菌度Ns=10-3个/罐，灭菌温度为398开（此温度下K=11/分，求维持时间ι和维持罐容积）

第二篇

第一章 复习思考题

1、发酵生产原料的初级处理主要粗选出原料中的哪些杂物，怎样实现？选用何种设备、原理？

2、叙述其中一种大麦精选设备的工作原理，画结构简图。

3、物料粉碎定义，粉碎比，粉碎方法按作用分有哪几种，分别适用粉碎何种物料？

4、辊式粉碎机工作原理，如何提高粉碎度，其优缺点

5、说出淀粉质原料罐式连续蒸煮糖化流程的生产过程，并画简图。流程中真空冷却器如何计算（基本尺寸结构的确定）

6、啤酒糖化醪快速过滤槽结构原理及操作程序。

7、什么是实缸灭菌和空罐灭菌其各自优缺点

8、什么是活化能？培养其灭菌的温度与时间的关系如何，工业上一般采用何种灭菌方式。

9、一台连续灭菌设备，培养液流量为18m3/小时，发酵罐装料36 m3原始污染度为105个/ml，要求灭菌度Ns=10-3个/缸，灭菌温度为398开（此温度下K=11/分）求维持时间τ（和维持罐容积）

二、喷雾干燥原理及设备

1、什么是喷雾干燥？

2、喷雾干燥特点？

3、用简单的图将书中（P313）连续喷雾干燥流程画出

4、什么是离心喷雾干燥？

5、离心喷雾干燥的喷盘有几种形式，常用的有几种？

6、喷雾干燥空气加热器的作用，主要的传热方式。

7、喷雾干燥中粉尘分离器作用，说明加反射屏后工作原理？

8、写出恒压差过滤、恒速过滤基本方程，当不计滤布阻力时的简化式。

9、实际生产过程中，能否达到恒压差或恒速过滤，为什么？那实际生产中应是什么样过滤过程，怎么解决？

10、简叙真空过滤的优缺点。

11、说明离心分离原理及离心分离机转鼓的周向应力的产生。

12、离心分离因数表达式，说明离心机在工作过程中的自动对中现象。

13、膜分离对膜材料的要求，膜分离时的浓差极化及解决方法。

14、膜分离设备一般由哪几个部件组成，管式、平板式、螺旋卷式及中空纤维式膜分离设备优缺点。

15、比较反渗透、超滤和微滤的差别和共同点

16、现有一过滤面积为40㎡，内框总容量为0.5m3的板框压滤机，在恒压下操作，操作压力为4公斤/cm2（表压），当操作30分钟后，得滤液为0.4m3，60分钟后，滤液量为0.65m3。现欲过滤某一发酵液2m3，已知框内滤渣的填充系数为80%，求最终滤渣体积，滤液体积，过滤时间及平均滤速。

第二篇第二章过滤、离心与膜分离设备

复习思考题：

1、生物发酵生产过程中，发酵液为什么要分离，分离的方法主

要有哪几种？

2、过滤分离对过滤介质的要求是什么？过渡介质的特性。

3、硅藻土三种通常用法是什么？

4、写出过滤基本方程式及所用符号代表的是什么？

5、滤饼比阻力 0的意义及它对过滤过程的影响。

6、述叙强化过滤速度的方法。

7、画出板框压滤机简图，简叙其工作过程。

8、萃取操作过程中混合罐的作用及结构，其它的混合设备还有哪些？

9、萃取分离设备中堤圈及向心泵的作用。画出向心泵的原理示意图。

第四章 蒸发设备

1、蒸发过程的必要条件是什么？

2、选择蒸发设备一般要考虑哪些条件？

3、用什么方法解决蒸发设备管子过长的热胀冷缩问题？

4、怎样实现蒸发浓缩过程的节能？

第二篇 第三章

复习思考题

1、什么是萃取分离，在萃取中，什么是溶质、萃取剂、萃取液及萃余液？

2、画出多级错流萃取简图，并说明萃取过程。

3、达到萃取分离的条件上什么？

4、比较多级逆流萃取与同级错流萃取？

5、述叙影响萃取操作的因素？

6、双水相萃取的必要条件是什么？常用于生物分离形成双水相的聚合物体系有哪几种？

7、为什么要进行细胞破碎？细胞破碎方法简述其中一种？

8、真空干燥的优缺点？

9、气流干燥原理及特点是什么？

10、气流干燥过程主要由哪些设备组成？

11、气流干燥原理及特点？

12、喷雾干燥过程主要由哪些设备组成？

13、画出流化床干燥流程

14、述叙沸腾造粒干燥器工作原理。

15、冷冻干燥原理及特点，冷冻干燥流程主要由哪些设备组成？

16、什么是微波干燥及特点

17、什么是水的三相点压力

第五章

1、什么是干燥？生物产物的干燥过程必须注意哪些问题。主要的干燥方法有哪些？

2、对有机溶剂为湿分的物料干燥，应注意什么？

3、什么是游离水分，结合水分？

4、干燥是传热和传质的复合过程，传热与传质的推动力靠什么？传递方向怎样？

5、干燥过程引起生物产物的失活或变质的主要因素是什么？

6、干燥设备的选型原则及生物工业常用干燥设备是什么？

7、写出麦芽单层高效干燥塔操作过程及画简图

第六章

1、酒精——水混合液的蒸馏分离提纯原理

2、要得到高纯度的无水酒精一般采用什么方法，为什么？

3、相对挥发度α，挥发系数K的意义及在酒精蒸馏过程中K＞1、K=1、K＜1时分别表示什么？

4、精馏操作过程为什么要有回流液？

5、冷罩塔板结构说出各个部位的功能作用

6、写出粗馏塔顶粗酒精蒸气浓度确定步骤。

7、图解法确定塔板层数程序。

练习：

5000升：70% 投料：3500升 初糖：10%

则投料粘占350kg 主发酵16~20小时

其中最大耗糖量为发酵液的0.7%左右

即耗糖：3500×0.7%=24.5kg/hr

设糖分消耗中发酵约占80%左右

呼吸占20%左右，故发酵过程散发热量为

Q1=15659×24.5×20%+4857×24.5×80%

第三篇 辅助系统设备

第一、二章复习思考题

1、生物工业生产中，为什么要对空气净化除菌。了解环境空气洁度及标准。

2、空气净化除菌方法有哪些，它们主要使用在哪些生产区域。

3、什么叫空气绝对过滤除菌，常用的材料有哪些？

4、空气介质过滤除菌机理有哪些，写出它们除菌原理。

5、两级冷却、分离、加热，空气除菌流程主要有哪些设备，它们各自的作用是什么？

6、涡轮式和往复式空气压缩机各自的优缺点。

7、了解空气过滤除菌的对数穿透定律。

8、空气过滤除菌对过滤介质要求是什么？常用的过滤介质有哪些？

9、空气绝对过滤器之前为什么要安装预过滤器。

10、采用蒸汽对空气过滤杀菌必须要注意哪些问题。

11、空气纤维介质深层过滤器结构及填充物的安装顺序。

12、空气的增减湿原理，什么称空气湿度，相对湿度及焓。

13、空气增减湿方法有哪些，它们的原理。

14、在通风式发芽的空调中，空气调节的流程及喷水量的计算。

第二章 设备与管道的清洗与杀菌

复习思考题：

1、生物工业生产中，为什么要对设备、管道进行清洗与杀菌，常用的清洗剂有哪些？

2、在使用清洗、杀菌剂时，如何考虑温度、时间及腐蚀在清洗过程的影响。

3、写出管件及罐的清洗操作流程。

4、球形静止喷洒器和旋转式喷射器的优缺点。

5、CIP自动清洗系统主要包括哪些主要设备。

6、了解蒸汽杀菌温度和时间的对应关系，生产中管道和罐的一般杀菌温度和时间是多少？

7、确保蒸汽加热灭菌高效、安全必须达到要求。

8、写出生物反应器蒸汽加热灭菌过程。

9、了解发酵罐搅拌器密封装置的蒸汽灭菌。

10、空气过滤器蒸汽加热灭菌对蒸汽的要求及较理想的空气过滤器加热灭菌配置。

11、了解蒸汽灭菌可能出现的问题及对策。

12、清洗杀菌对设备及管道的材料选择及加工要求有哪些？

1、生物工厂中物体的输送主要分为哪两大类，它们一般采用何种输送方式。

2、机械输送设备主要有哪几种，它们都适合哪种物料输送。

3、气流输送的特点，它与气流干燥及除尘系统有何相同和不同之处。

4、要选择一套标准的输送设备，需根据哪几项已知参数去选定。

5、液体物料的输送主要有哪些设备，它们的选型原则是什么？

6、什么是离心泵的吸上高度和汽蚀现象？

7、选择离心泵主要以什么参数为准来选择？

8、说出液体输送系统管路中管径及管子的选择程序。

9、了解培养基用水，酿造用水、冷却用水、锅炉用水及CIP清洗用水对水质的基本要求。

10、水处理系统的主要设备有哪些它们的功能作用是什么？

11、水的杀菌方法有哪些？

12、生物工厂常用蒸汽压力为多少？

13、了解压缩式剂冷循环流程。该流程中载冷剂的作用，生物工厂中常用载冷剂是什么？

14、活塞式制冷压缩机的吸气系数为什么不能为1影响吸气系数大小因素主要是什么？