生物工程设备考试知识点必看Word下载.docx

1、 滚筒筛分类有 1.并列式：颗粒直径分布均匀；2,串联式：小颗粒含量较多的；3.同轴式：大颗粒含量不多的物料 重力分选原理：干重重力分选、湿重重力分选 湿重重力分选利用不同密度的颗粒在水中受到的浮力及下降阻力的差异进行分选的。 典型重力分选机械粒状原料密度去石机采用干法重力分选块根原料除石机该设备通常采用湿法重力分选 精选设备常用的有滚筒式精选机、碟片式精选机、螺旋球度精选机 螺旋球度精选机从长颗粒中分离出球形颗粒 粉碎的理论模型（a）体积粉碎模型（b）表面粉碎模型（c）均一粉碎模型 粉碎：粉碎是固体物料尺寸由大变小的过程，是利用机械力来克服固体物料内部凝聚力使之破碎成符合要求的小颗粒的单元操

2、作。 实际粉碎过程中受到两个因素的影响：原料性质和粉碎设备结构与操作系数 锤式粉碎机主要作用于脆性物料，两个关键部件 锤刀， 筛面 辊式粉碎机（啤酒厂粉碎麦芽和大米）利用两辊筒相对转动把物料压碎。应用于破碎粘性和湿性物料，常用的有两辊、四辊、五辊、六辊 固体物料的输送各种类型的输送机和气力输送装置流体物料的输送各种类型的泵和空气压缩机、风机 带式输送机构造：输送带、驱动滚筒、张紧滚筒、张紧装置、装料斗、卸料装置、托辊及机架组成 斗式提升机是将低处的物料输送到高处，分为倾斜斗式提升机、垂直斗式提升机，从牵引构件分为带式和链式两种 螺旋式输送机优点：结构简单、紧凑、横截面尺寸小；工作可靠；制造成本

3、低；密封性好；输送方向是可逆的；在物料输送中可以同时进行混合、搅拌等工艺操作。缺点：输送过程中物料易粉碎。输送机零部件磨损较重，动力消耗大。输送长度较小（小于 40m）。对超载敏感，需要均匀进料。 气流输送 输送原理：又称风力输送。借助空气在密闭管道高速流动，物料在气流中被悬浮输送到目的地 液体物料输送设备及特点1.离心泵 依靠高速旋转叶轮对被泵送液料的动力作用，把能量连续传递给料液，实现连续地液体输送2.往复泵 往复泵的流量由活塞截面积、活塞冲程及活塞往复次数所决定，与系统所需压头没有关系3.隔膜泵 粘稠的液体，要求有润滑性4.螺杆泵 特点：效率高、无振动和噪音；粘稠性的液体5.齿轮泵 特点

4、为流量较小，但压头较高。常用来输送黏稠性液体和作为板框压滤机的加料泵6.漩涡泵旋涡泵的结构和作用原理与离心泵相类似。叶轮以高速旋转时，由于离心力的作用，叶片凹槽内的液体以很高的速度甩向流道，由于流道截面较宽，液体流速减慢，一部分动能就转变成静压能而被压入管道 气蚀现象：当叶轮入口处的压力低于或等于输送温度下液体的饱和蒸气压时，液体将在该处气化而产生气泡，同时原来在液体中的溶解气体也会解吸出来而使泡沫增加，气泡随液体从低压区流向高压区；气泡在高压作用下迅速凝结或破裂，周围的液体以极高的速度冲向原气泡所占据的空间，产生极大的冲击压力，使叶轮表面呈海绵状、鱼鳞状破坏。此现象叫做离心泵的气蚀现象产生原

5、因：吸液池压力（Pa）、叶轮入口附近最低压力（Pk）压差（Pa- Pk ）、压差大泵的吸入能力大;、PkPt汽蚀危害：产生噪音、泵过流部件点蚀、泵的性能下降 气缚：离心泵启动时，若泵壳内存有空气，由于空气的密度很低，旋转后产生的离心力小，因而在叶轮中心处产生的低压不足以将培养基灭菌及灭菌设备（重点） 微生物对热的抵抗力叫做热阻N 培养基中活的微生物个数；温度由 T1 升高到 T2， 值分别为： 培养基灭菌方式有两种：分批灭菌（实消法）连续灭菌（连消法）长，发酵罐利用率不高，培养基的成分会遭到一定程度的破坏。 连续灭菌法也称“连消法”。指配制好的培养基在发酵罐在向发酵罐输送的同时进行加热、保温和

6、冷却三个步骤。只在大规模的发酵工厂中作培养基灭菌用。，短时间按内加热到保温温度，保温时间短，有利于减少营养成分的破坏 通用型发酵罐实罐灭菌将蒸汽从进气口、排料口、取样口直接通入罐中，使罐温上升到 118-120，罐压维持在 0.090.1MPa（表压），并维持约 30min 保温阶段，凡进口在培养基液面下的各管道都应通入蒸汽；在液面上的其余管道则应排放蒸汽，这样才能保证灭菌彻底，不留死角 培养基分批灭菌工艺设计：最高控制温度 121，灭菌度取染菌率 0.1%，通常选用枯草芽孢杆菌的芽孢作为标准 培养基的连续灭菌是指将配制好的培养基在向发酵罐输送的同时经过预热、加热、保温和冷却过程的灭菌方法，也

7、叫连消法 培养 连消塔的种类：套管式连消塔、混合式连消塔 实消法与连消法的比较连续灭菌采用高温短时灭菌，培养基受热时间短，营养成分破坏少，有利于提高发酵产率；蒸汽负荷均衡，锅炉利用率高，操作方便。所需设备设备复杂、投资大；操作麻烦,染菌机会多；不适合含大量固体物料的灭菌；蒸汽压力要求高于 5105Pa。实消法设备要求低，不需另外加热、冷却装置；操作要求低、蒸汽压力要求低 3105-4105Pa，适合小批量生产规模；适合大量固体物料的灭菌。培养基的营养物质损失大，灭菌后培养基质量下降； 静电吸附作用机理当气流速度继续增加，惯性碰撞开始发挥作用，除菌效率随着气流速度增加而提高如果气流速度过大，除菌

8、效率又下降，则是由于已被捕集的微粒又被湍动的气流夹带返回到空气中 提高过滤效率的措施1.减少进口空气的含菌数。加强生产环境的卫生管理，减少环境空气中的含菌量；提高空气进口位置，减少空气进口含量；加强压缩前的空气预过滤。2.设计和安装合理的空气过滤器。3.降低进入总过滤器空气的相对湿度。采用无油润滑空压机；加强空气的冷却，去油水；提高进入总过滤器的空气温度，降低其相对湿度。 对数穿透定律假设：纤维之间互不影响微粒与纤维接触即吸附过滤效率与空气中微粒的浓度无关空气中的微粒在滤层中的递减均匀具体版：（1）过滤器中过滤介质每一纤维的空气流态并不因其他邻近纤维的存在而受影响；（2）空气中的微粒与纤维表面

9、接触后即被吸附，不再被气流卷起带走；（3）过滤器的过滤效率与空气中微粒的浓度无关；（4）空气中微粒在滤层中的递减均匀，即每一纤维薄层除去同样百分率的菌体。 空气压缩机：离心式空气压缩机、往复式空气压缩机两种离心式空压机特点：空气压力稳定，效率高，设备紧凑，占地面积小，无易损部件，获得的空气不带油雾往复式空气压缩机特点：出口压力不够稳定，气缸需要加润滑油原理：靠活塞在气缸内的往复运动而将空气抽吸和压入 贮气罐作用（1）消除脉动，维持罐压的稳定。（2）使部分液滴在罐内沉降。（3）保温灭菌储气罐设计：H/D=2.2-2.5 普通的为 2.54.0V400Vp/n 或：V=0.1-0.2Vc 气液分离

10、器 一般常用的有旋风式和填料式旋风分离器优点：结构简单、制造方便，对 10m 以上的微粒效率较高介质过滤器（丝网分离器）：具有较高的分离效率，对直径大于5m的颗粒分离效果可达 99%，大于 10 的更可高达 99.5%，能除去部分2-5m 的较细颗粒，加上结构简单，阻力不大等，被广泛应用。 填料过滤器：利用惯性进行拦截的介质过滤器。利用块状介质、颗粒状介质、网状介质或高分子材料丝网的惯性拦截作用来分离空气中的水滴或油滴的方法。 生物工业常用清洗剂（1）清洗剂（2）消毒杀生剂（3）特殊清洁剂 氧化性杀生剂 氯基杀生剂：次氯酸钠、氯代异氰尿酸溴基杀生剂二氧化氯过氧化物、臭氧 非氧化性杀生剂 有机硫

11、化合物：异噻唑啉酮季铵盐类（洁尔灭、新洁尔灭）戊二醛 CIP 清洗系统（clean in place）也叫在位清洗或原地清洗定义：不拆卸设备或元件, 在密闭的条件下, 用一定温度和浓度的清洗液对清洗装置加以强力作用 , 使与食品接触的表面洗净和杀菌的方法CIP 的优点：能维持一定的清洗效果, 保证产品的安全性。节约操作时间、提高效率节省劳动力, 保证操作的安全性。节省清洗用水和蒸汽 影响清洗效果的因素污物与金属表面吸附能力的大小污物的特点：新、旧冲刷强度清洗剂的类型、活性及浓度温度 发酵罐清洗应注意的事项大型发酵罐的清洗以冷清洗为宜（40）清洗液回流泵的流速应比清洗泵高约 25%含氯的清洗剂和

12、灭菌剂都能对不锈钢产生侵蚀CIP 系统需要打开取样阀，使清洗液通过取样阀安装固定洗球时，洗球的最下部留一个小孔；旋转喷射型洗涤器应能自动监视自转情况清洗剂、灭菌剂的温度和浓度等参数大罐清洗宜简化程序：清洗和灭菌一次完成；免冲洗杀菌剂彻底的微生物检查、防止感染细菌 发酵罐及容器的灭菌 使用前必须经耐压、气密性实验 空气过滤器的灭菌 排除过滤器中的空气，从过滤器上部通入蒸汽，并从上、下排气口排气，维持压力约0.174MPa，灭菌 2h，灭菌完毕通入压缩空气。 保证管道彻底灭菌的设计要求：管道应有一定的斜度，通常取 1/100 或更大；管路有足够的支撑点；凹陷低点安装排污阀；尽可能减少和简化管路，少

13、用弯头管件和阀门；尽可能减少最高与最低点，且在每个最高点装设蒸汽进管，在最低点均装冷水阀；每个罐及管道尽可能分开灭菌。这样才能保证蒸汽杀菌的严密性与稳定安全性。 培养基灭菌不彻底原因蒸气压力或蒸气量不足、灭菌时间不够；灭菌时培养基产泡沫或罐内有污垢堆积、或基质中有不溶解的固体颗粒；蒸汽短路 原料性状：假压的形成；参数不稳定（连续灭菌）；设备死角 生产上常把不能彻底灭菌的部位称为“死角”分类有：种子罐放料管的死角、管道连接的死角（螺纹、法兰、焊接）、排气管的死角消灭死角方法减少挡板和开孔；焊接光滑；法兰、阀门连接正好；减少残渣沉积；严格清洗和检查多个罐在使用前应该分段进行灭菌，应该考虑满足灭菌要

14、求、减少死角，并确保无菌状态（4-10）；对于蒸汽达不到的死角，要装设于大气相同的旁路（排气口）；接种、取样、补料等管道要配置单独的灭菌系统第五章 通风发酵设备 四十年代中期，青霉素的工业化生产，或深层通风培养技术的出现，标志近代通风发酵工业的开始，实现了真正意义上的生物工程设备 发酵罐可以说是现代发酵工程的标志 发酵罐常见的尺寸H ：D=2.54.0：1H0 ：D=2：S ：Di=25：D ：Di=23：C ：Di=0.81.0：B=812： 机械搅拌通风密闭发酵罐主要结构部件包括罐体、搅拌器、挡板、热交换器（冷却器）、空气分布器（通风管）、消泡器、联轴器、中间轴承、轴封、变速装置、人孔、视

15、镜 搅拌器作用是打碎气泡，使空气与溶液均匀接触，使氧溶解于发酵液中。有 平桨式、螺旋桨式、涡轮式（平叶式、弯叶式、剑叶式） 挡板的作用：改变液流的方向，由径向流改为轴向流，促使液体剧烈翻动，增加溶解氧；挡板与罐壁保持的距离为罐直径（D）的 1/81/5通常，挡板宽度取（1/121/8）D，装设 46 块即可满足全挡板条件；全挡板条件：是指在一定转数下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变 热交换器类型：夹套式热交换器、立式蛇管式热交换器立式盘管式热交换器 空气分布器又叫通风管，小型罐采用多孔环状管，大型罐采用单孔管 发酵罐常用的变速装置有三角皮带传动，圆柱或螺旋圆锥齿轮减速装置，其中以三角皮带变速传动较为简便 轴封 轴封的作用是使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封，防止泄漏和污染杂菌。常用的轴封有填料函和端面轴封填料函式轴封的优点是结构简单。主要缺点是：死角多，很难彻底灭菌，容易渗漏及染菌；轴的磨损情况较严重；填料压紧后摩擦功率消耗大；寿命短，经常维修，耗工时多端面式轴封的优点：清洁；密封可靠；无死角，可以防止杂茵污染；使用寿命长；摩擦功率耗损小；轴或轴套不受磨损；它对轴的精度和光洁度没有填料密封要求那么严格，对轴的震动敏感性小。端面式轴封的缺点：结构比填料密封复杂，装拆不便；对动环及静环的表面光洁度及平直度要求高