生物工程设备

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1、第一章1.为什么发酵培养基灭菌采用湿热灭菌法？湿热灭菌是利用高温饱和蒸汽将物料的温度升高使微生物体内的蛋白质变性进行灭菌的一种方式。工业发酵培养基灭菌的特点是数量多，含有很多固体物质；灭菌后要有利于生产菌的生长；方便易行及价格便宜。由于蒸汽冷凝时会放出大量潜热，并具有很强的穿透力，灭菌效果好；蒸汽来源及控制操作条件方便，适用于工业发酵培养基的灭菌。2.实罐消毒灭菌操作过程的要点A发酵罐及附属阀门无泄漏，无死角，无堵塞；B灭菌时罐内蛇管和夹层冷却部位的冷水彻底排除干净；C控制培养基颗粒大小；D罐内空气排除；E搅拌混合均匀;F液面以下与培养基接触的管

2、道都要进蒸汽；G液面以上不与培养基接触的管道都要排气；3.为什么灭菌后先开空气再开冷却？防止形成真空设备吸瘪，倒吸引起染菌费用4.实罐灭菌如要缩短冷却时间，采用何种方式比较经济合理？增加冷却面积，虽然设备投资费用增加，但降低了日常的操作费用5.生物反应器换热面积设计计算的依据？生物反应器换热冷却用水量计算依据？生物反应器换热面积的确定一般按某个生产品种的发酵过程中某个时刻最大的发酵热作为设计计算的依据。但对一些发酵热并不大的品种，应根据反应的发酵热及培养基灭菌时的冷却方法、要求来综合考虑确定。生物反应器换热冷却用水量计算通常按发酵热来计算。但对一

3、些发酵热并不大的生产品种，对培养基灭菌采用实罐灭菌的应根据反应的发酵热及培养基灭菌时的冷却要求来综合考虑确定。6.连续灭菌系统设计如何考虑节能？系统设计根据配置培养基的工艺特性选择合理的灭菌流程及高效节能的设备，流程设计考虑冷热流体的交换。7.连续消毒灭菌的特点是什么？连续性强，快速灭菌消毒，培养基营养成分破坏少，灭菌质量稳定，发酵设备利用率高，适用于大容积发酵罐物料的连续灭菌消毒。但由于附加设备多，操作环节多，因此染菌机会增加，不适合于含大量固体物料的灭菌，对蒸汽的要求高。8.从工程上分析影响培养基湿热灭菌的因素有哪些？培养基成分、起泡程度、培

4、养基颗粒大小、罐内空气排除，搅拌混合均匀等。第二章1.生物发酵用的无菌空气的质量指标压强、温度、流量、相对湿度和空气洁净度2.压缩空气预处理的目的提高压缩前空气的洁净度；去除压缩后空气中的油和水；保证通气发酵用无菌空气的质量指标。3.生物发酵热净化空气的质量指标如何控制？吸入空气的含尘量要低，选择合适空压机满足流量Vg、压力P的要求，通过冷却、分水、加热控制进发酵罐的空气温度T及进入过滤器空气的相对湿度（Ф<=60%），经三级过滤保证进罐无菌空气的洁净度（100级）4.空气系统处理工艺流程吸风塔→粗滤器→空压机→贮气罐→（延程冷却）→冷却器→分水

5、器→加热器→总过滤器→预过滤器→(蒸汽过滤器)→除菌过滤器→发酵罐5.空气净化系统流程设计中如何考虑节能？延程冷却设置在动力车间；设计选用阻力较小的空气预处理及除菌设备；具有热交换的空气预处理流程；根据当地环境的不同选择合适的系统。6.空气分水、干燥设备如何选用？根据所制备空气的质量要求、产品的要求、投资、生产规模及应用场合。实验室、中试规模建议采用空气冷冻干燥设备除水；生产规模则根据产品的附加值、产品的要求、投资及生产规模考虑；常规大发酵产品建议采用旋风分离器与丝网除沫器除水；基因工程菌、疫苗、动物细胞培养等建议采用空气冷冻干燥设备除水。7.发

6、酵用的无菌空气的制备对空气的相对湿度有一定的要求，相对湿度是否越低越好？为什么？不是,相对湿度控制在<=60%是保证空气过滤器的过滤效率及过滤器的使用寿命，相对湿度过低空气预处理能耗大，并且在发酵培养过程中蒸发带出的水分越多。8.采用旋风丝网除沫分水器，设备平衡如何考虑？与空压机一一对应配置。旋风丝网除沫分水器分水效率与流速有关，进气管道确定后流量增加或减少会影响设备的分离效率。9.空气除菌采用热灭菌是否可行？对设备有何要求？可行；要求设备耐更高的温度、压力，冷却量增加第三章1.通用式机械搅拌微生物反应器有哪些主要结构部件组成？罐体结构比例尺寸？

7、罐体；搅拌装置；挡板；通气设备；传热装置；机械消泡装置；尾气处理设备。H/D=1.7-3；B/d=0.8-1.0；d/D=0.5-1/3；S/D=1.5-2.5；W/D=1/8-1/12；S1/d=1-22.搅拌在生物反应过程中的作用？气体分散、气泡分散、传质、传热、混合3.通用式机械搅拌微生物反应器的搅拌桨如何组合选用？根据发酵液的生理特性、理化特性及搅拌在生物反应器中的作用，采用径向轴向桨的组合应用，通常底层采用径向桨分散气体，提高溶氧，上层采用轴向桨满足混合的要求。4.工业上通气式发酵罐为何通常使用圆盘涡轮式搅拌器？避免气泡在阻力较小的搅拌

8、器中心部分沿着搅拌轴上升5.用于发酵罐的搅拌器有哪几种类型？径向流搅拌器：半圆管桨、抛物叶桨、六平叶桨、六弯叶桨、六箭叶桨；轴向流搅拌器