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一、填空题（每空1分，共20分）
1、生物反应器按操作方式分可分为间歇式、半连续式及连续式三种类型。
2、常用的灭菌方法有化学药剂灭菌、干热灭菌、湿热灭菌、射线灭菌及过滤除菌。
3、发酵罐管道连接方式有螺纹连接、焊接、法兰连接及承插连接。
4、纤维介质截获颗粒的机理包括惯性撞击截留作用、拦截截留作用、布朗扩散截留作
用以及重力沉降作用、静电吸附作用。
5、过滤介质按孔隙大小分两类，一类是孔隙小于微生物的绝对过滤介质；另一类是孔隙大于微生物的深层过滤介质。
6、常用的气-液分离设备有旋风分离器及丝网除雾器，前者的分离原理是利用离心力进行分
离，后者的分离原理是利用惯性拦截原理进行分离。
二、名词解释（每小题2分，共10分）
1、返混：反应器中停留时间不同的料液之间的混和。
2、公称体积：罐的筒身（圆柱）体积和底封头体积之和。
3、相对热阻：相同条件下，两种微生物热死时间的比值。
4、灌注式操作：是指细胞接种后进行培养，一方面新鲜培养基不断加入反应器，一方面又将反应液连续不断地取出，但细胞留在反应器内，使细胞处于一种不断的营养状态。
5、全挡板条件：指在搅拌罐中增加挡板时，搅拌功率不再增加，而漩涡基本消失。
三、不定项选择题（每题2分，共20分）
1、下列属于染菌引起的危害有（ABCD ）
A、底物损耗
B、培养液pH异常
C、产物分解
D、产物提取困难
2、压缩空气预处理时，取气口应（ABCD ）
A、放在较高的位置
B、远离发酵罐尾气的放风口
C、远离循环水的冷却塔
D、远离锅炉烟道气排出口
3、液相主体中若混合良好则（ B ）
A、内扩散可忽略不计
B、外扩散可忽略不计
C、内、外扩散均可忽略不计
D、内、外扩散均不可忽略不计
4、空气过滤器设计时应取K多大时的流速以保证空气过滤器有良好的除菌效率（ B ）
A、最高
B、最低
C、中等
D、无所谓
5、抗生素发酵生产中染菌最主要的原因是（ D ）
A、培养基灭菌不彻底
B、种子带菌
C、接种子罐压跌零
D、设备穿孔与渗漏
6、空气冷却至露点以上的流程适合于下列何种地区（AC ）
A、北方及内陆较干燥的地区
B、沿海地区的夏季
C、沿海的冬季
D、中等湿含量的地区
7、下列哪些符合涡轮式空压机的特点（BD ）
A、气流不稳
B、占地小
C、含油量高
D、噪音大
8、下列哪些符合涡轮式搅拌器的特点（AD ）
A、结构简单
B、作用范围大
C、气体分散能力弱
D、功耗较大
9、下列反应器中可用于底物抑制反应的有（AC ）
A、CSTR
B、填充床
C、流化床
D、PFR
10、下列反应器中可采用间歇操作方式的有（ACD ）
A、搅拌罐
B、填充床
C、流化床
D、鼓泡塔
三、问答题（共30分）
1、固定化酶反应器有哪些型式？酶反应器选型要考虑哪些因素？（8分）
答：固定化酶反应器的主要型式有：搅拌罐、填充床、流化床、膜式酶反应器、鼓泡塔（任意写出4种即可，每种1分）。
酶反应器选型要考虑的因素有：固定化酶的形状、底物的物理性质、酶反应动力学特性、酶的稳定性、操作要求及反应器成本（任意写出4条即可，每条1分）。
2、下图为一条连续灭菌的流程图，请指出该灭菌流程有哪些缺陷，若要你对该流程进行改进，请说明你会采用何种设备来进行改进并说明理由。
（8分）
答：缺陷：1、加热塔体积较大，噪音大（1分），建议改为喷射式加热器（1分），喷射式加热器体积小，噪音小，运行稳定（1分）；2、维持罐直径大，不能保证先进先出，存在返混，因此培养基受热不均造成局部过热或灭菌不足，影响灭菌质量（1分），建议改用维持管（1分），原因是维持管返混小；
3、喷淋管道长，对粘度大、固体颗粒物多的培养基易堵塞，热能利用不够经济（1分），建议改为真空闪急蒸发器（1分），真空闪急蒸发器结构简单，占地面积小，噪音小，运行稳定（1分）。
3、用于发酵罐的阀门主要有哪些，并指出其适用于何种场合。
（7分）
答：1、截止阀：适用于蒸汽、压缩空气和物料管道中；
2、闸门阀：适用于空气除菌系统的空气总管道及大口径蒸汽总管道；
3、针形阀：用于取样、接种和补料口的管道上；
4、橡皮隔膜阀：适用于发酵罐冷却水进、回管，冷冻水的进、回管，接种补料系统；
5、止逆阀：只允许液流向一个方向流动的管道；
6、安全阀：主要用于锅炉、压力容器管道上，控制压力不超过规定值；
7、电磁阀：需精确调节系统中介质的方向、流量、速度和其他的参数的管道上。
以上每条各1分
4、请问：下图是何种生物制药设备，请写出其名称，并指出下图中1-6号数字分别表示该设备何种部件，并说明该部件有何作用。
（7分）
答：该设备为通用式发酵罐（写出发酵罐即可得1分）。
图中：1为轴封，作用：纺织染菌与泄露。
（1分）2为人孔，作用：人进入发酵罐的孔道。
（1分）
3为搅拌器，作用：利于传质传热与溶氧。
（1分）
4为通气管，作用：引入无菌空气。
（1分）
5为蛇管，作用：传热。
（1分）
6为传动装置，作用：变速。
（1分）
四、计算题（每题10分，共20分）
1、现有一10 m的发酵罐，装料系数为0.7，培养基中细菌的浓度为1500个/ml，试计算间歇灭菌所需的时间（灭菌温度为121℃）。
培养时所需的通气量VVM为0.9，空气中微生物浓度约为1.2×103个/ m3，发酵周期为72 h，通过空气过滤器的气体流速为0.12 m/s，除菌常数为120 m-1，试求空气过滤器直径和过滤介质层厚度。
若通过空气过滤器的气体流速因故下降为0.03 m/s，此时介质的除菌常数为20.0 m-1，试求介质层的厚度。
（设高温灭菌和空气除菌失败的几率均为千分之一）（10分）
2、温度为15℃、相对湿度为80%的空气，当压缩至3×105Pa时，温度为120℃，求空气的相对湿度。
若将上述压缩空气冷却至30℃(压力保持不变)，相对湿度为多少？若将上述空气继续冷却(压力保持不变)求其露点温度？若继续将压缩空气冷却至25℃(压力保持不变)，求其湿含量x？并求每公斤干空气将析出多少水分？欲将上述预处理过的空气相对湿度变为60%（压力保持不变），需将温度升。