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生物工程设备

名词:
连续灭菌:指配制好的培养基在向发酵罐输送的同时进行加热保温冷却三个过程
介质过滤:使空气通过经高温灭菌的介质过滤层,将空气中的微生物等颗粒阻截在介质层中达到除菌目的冷冻粉碎:是利用冷冻与粉碎两种技术相结合使物料在冻结状态下进行粉碎制成干粉的技术深层过滤效率:滤层所滤去的微粒数与原来微粒数的比值=1-穿透率
端面轴封:靠弹簧和液体的压力,在作相对运动的动环和静环的接触面产生适当的的压紧力,使两端面紧密贴合,端面间维持一层薄液膜达到密封目的。

UASB升流式厌氧污泥床
生物反应产物分离纯化是指从生物反应培养体系中提取、分离、纯化和精制所需产品的过程流化床生物反应器:通过流体的上升运动使固体颗粒维持在悬浮状态进行反应的装置
填空:
锤式粉碎机→冲击力
气体输送流程:吸引式输送流程、压送式输送流程
介质过滤的机理:惯性冲击滞留,拦截滞留,布朗扩散,重力沉降,静电吸附作用机理
动环采用硬质合金:碳化钨钢,高硅铸铁。

静环采用软质耐磨材料:不透性石墨,聚4乙醚按操作原理不同对离心机的分类:1.过滤式离心机2.沉降式过滤机3.分离式离心机
简答:
一.固体物料的粗选需要哪些设备?它们是如何除去杂质的
1.筛选设备:是根据颗粒的几何形状及其粒度不同,利用带有孔眼的筛面对物料进行分选
2.重力分选机械:干法重力分选(干法重力分选以散粒体的自动分层为基础,利用物料因密度及表面状态而产生的流动性差异进行分选)和湿法重力分选(利用不同密度的颗粒在水中的浮力及下降阻力的差异大于气流中的差异进行分选)
3.磁力分离器:利用磁力将原料中磁性金属杂质分离
二.精选设备有哪几种
1.碟片式精选机:主要构件是一组同轴圆环状铸铁碟片,在金属碟片的平面上制成许多袋形凹孔
2.滚筒精选机:由滚筒、短粒收集槽、调节装置,输送螺旋、搅动器和传动机构等组成
3.螺旋球度精选机:由进料斗、放料闸门及围绕在同一垂直轴上的斜面螺旋面所组成
三.介质过滤除菌的概念和作用机理有哪些
介质过滤除菌是使空气通过经高温灭菌的介质过滤层,将空气中的微生物等颗粒阻截在介质层中,而达到除菌目的。

工厂中:经济性,可操作性,有效性等反面考虑,生产用这种方法四.空气预处理设备的作用
1.除尘器:捕集较大的灰尘颗粒,防止压缩机损坏,同时可减轻总过滤器负荷
2.空气压缩机:为生产用的空气提供压力
3.贮气罐:消除压缩机排出空气的脉冲,维持整个发酵系统稳定的正压力,同时也可以利用重力沉降作用分离部分油雾
4.气液分离器:将空气中被冷凝成雾状的水雾和油雾粒子除去(旋风、填料)
五.传统酒精发酵罐特点
酒精发酵罐筒体为圆柱形,底盖和顶盖均为蝶形或锥形。

为回收二氧化碳和部分酒精,发酵罐宜采用密闭式,罐顶有人孔、视镜、进料管、接种管、压力表、测量仪表接口管以及二氧化碳回收管。

罐底装有排料口和排污口。

罐身上下装有取样口和温度计接口。

大型发酵罐往往在近罐底也装有人孔。

采用灌顶喷水淋于罐外表面或装置冷却蛇管进行冷却,近年来,酒精发酵罐已逐步采用水力喷射洗涤装置,从而改善劳动环境和提高操作效率。

六.动物细胞体外培养的特点:1贴壁依赖型2非贴壁依赖型3兼性贴壁型
动物细胞培养方法:1.贴壁培养2.悬浮培养3.微载体培养4.包埋和胶囊培养5.结团培养 动物细胞培养生物反应器类型:1.搅拌式生物2.气升式~~3.填充床4.流化床5.中空纤维6.新型(cellcube 贴壁细胞培养系统、摇袋式细胞培养生物反应器)
七.植物细胞规模化培养过程的特点
1.植物细胞对渗透压变化敏感
2.植物细胞抗剪切的能力相当弱,必须对反应器中脚板装置进行改造,以降低剪切力作用
3.在悬浮体系中,植物细胞有聚集成团的趋势
4.培养后期培养液表现出复杂的流变学特性
5.培养过程中需要持续供氧
6.调节CO2的浓度对于细胞的生长也相当重要
7.采用机械法或化学消泡剂来控制泡沫
8.植物细胞生长缓慢,操作周期长 植物细胞培养反应器的类型
1.机械搅拌式生物反应器
2.非机械搅拌式生物反应器(鼓泡式与气升式反应器、转鼓式反应器、)
3.固定式反应器(凝胶固定反应器、膜反应器)
八.啤酒发酵设备1.圆柱锥底发酵罐2.联合罐3.朝日罐4.连续啤酒发酵设备(塔式连续发酵、多罐式连续发酵)
九.萃取是利用混合物中不同成分溶剂中的溶解度不同对混合物进行分离纯化一种单元操作 包括三个步骤:混合、分离和溶剂回收。

混合设备有搅拌罐、混合管和喷射式混合器。

分离设备有碟片式离心机和管式离心机。

溶剂回收主要采用蒸馏设备
十.通用式发酵罐的特点
1.利用机械搅拌的作用使无菌空气与发酵液充分混合,提高溶氧量
2.发酵过程容易控制,操作简便,应用广泛
3.发酵罐内部结构复杂,操作不当,容易染菌
4.机械搅拌功力消耗大,对于丝状细胞的培养不利
计算题:
(设计一台)直径
f d =16m μ的棉花纤维,填充系数a=8%,空气流速s v =0.1m/s ,查表得过滤常数/K =13.51/m 。

(1)计算过滤介质厚度。

每批发酵罐通风过滤前含菌总数为
0N =5000×50×60×100=1.5×910个
过滤后含菌数为N=310-个 代入对数穿透定律 /0lg N K L N =
求得过滤层厚度 390 1.510lg lg 100.90213.5N N L m K -⨯===
(2)计算过滤器直径D
进口空气压强 10.1P MPa =
过滤空气压强
20.4P MPa = 通气量
33150/min 0.833/V m m s ==
过滤器空气流量为
3 112
2
12
0.10.883(27340)
0.222/
(27320)0.4
PV T
V m s T P
⨯+
=*=⨯=
+
440.222
1.67
0.1
S
V
D m
v
ππ

===
⨯。

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