1、生物工程设备习题集 一、选择题 单选题 1 空气过滤系统中旋风分离器的作用是 _。 A. 分离油雾和水滴 B.分离全部杂菌 C.分离二氧化碳 D.分离部分杂菌 A 2好气性发酵工厂，在无菌空气进入发酵罐之前 _，以确保安全。 A. 应该安装截止阀 B.应该安装安全阀 C.应该安装止回阀 D.不应该安任何阀门 C 3 溶液在升膜式蒸发器加热管中出现爬膜的最重要条件是_。 A.物料进口处或出口处采用浮头管板 B.蒸发器壳体应有膨胀圈 C.物料在加热管内有足够的浓 缩倍数，一般为七倍 D.加热的蒸气与物料之间有足够的温度差，一般为 20-35 D 4 空气过滤系统中空气加热器的作用是 _。 A.对空
2、气加热灭菌 B.升高空气温度，以降低空气的相对湿度 C.对空气加热，蒸发除去空气中的部分水份 D.升高空气温度，杀灭不耐热的杂菌 B 5机械搅拌发酵罐中最下面一档搅拌器离罐底距离一般 _搅拌器直径的高度，最上面一个搅拌器要在液层以下 0.5 米 (大罐 )。 A.小于一个 B.大于一个小于两个 C.等于一个 D.等于两 个 A 6 安装在空气压缩机前的过滤器主要作用是 _。 A.将空气过滤为无菌空气 B.过滤分离空气中的油雾 C.过滤分离空气中的水滴 D.减轻总空气过滤器的过滤负荷 D 7 为了减轻空气过滤系统的负荷空气压缩机最好选用 _空气压缩机。 A.往复式 B.离心式 C.高压 D.无油
3、润滑 B 8培养基连续灭菌流程中选用管道维持器，应该使培养基在管道的流速达到 _，才能保证先进先出。 A. 过渡流 B.层流 C.活塞流 D.湍流 D 9 冷冻升华干燥主要是升华 _。 A.游离水 B.结构水 C.冷凝水 D.气态水。 A 多选题 10 好气性发酵需要无菌空气，概括起来无菌空气在发酵生产中的作用是 _。 A.给培养微生物提供氧气 B.也能起一定的搅拌作用，促进菌体在培养基中不断混合，加快生长繁殖速度 C.打碎泡沫，防止逃液 D.保持发酵过程的正压操作 A、 B、 C 11 圆筒锥底啤酒发酵罐的夹套内可用 _与啤酒发酵醪进行热交换。 A.乙二醇 B.乙醇 C.氨 D.冷凝水 AB
4、C 12 由于大生产中所使 用的好气性发酵罐是受压容器，因此封头选用_封头。 A.锥形 B.椭圆 C.蝶形 D.球形 BCD 13 空气过滤系统中丝网分离器的作用是分离 _。 A.油污 B.全部杂菌 C.水滴 D.部分杂菌 AC 14 通用式机械搅拌发酵罐中挡板的作用是 _。 A.提高醪液湍流程度，有利于传质 B.增加发酵罐罐壁的机械强度 C.改变液流方向，由径向流改变为轴向流 D.防止醪液在罐内旋转而产生旋涡，提高罐的利用率 ABCD 15 贮气罐的作用是 _。 A.利用重力沉降作用分离部分油雾。 B.降低罐内空气温度。 C.防止由于往复式空压机所产生的脉冲而引起的压力波动。 D.升高罐内空
5、气温度，使相对湿度下降。 C 16 空气过滤系统中旋风分离器的作用是 _。 A.分离油雾。 B.分离泡沫和水汽。 C.分离水滴。 D.分离部分杂菌。 AC 二、填空题 1.微生物培养基的五大成分是 氮源、碳源、生长因子、无机盐和水 2.常用的灭菌方法有 化学灭菌、射线灭菌、干热 灭菌、湿热灭菌、过滤灭菌 3.无菌空气在制备时涉及到的指标有 压缩空气的压强、空气的流量、空气的温度、湿度、结晶度 4.过滤分为三种机制 滤饼过滤、深层过滤、绝对过滤 5.常用灭菌方法有 、 、 、 和 。 化学灭菌、射线灭菌、干热灭菌、湿热灭菌和过滤灭菌。 6.带式输送机构由 、 、 、 、加料斗和张紧设备组成。 输
6、送带、主动轮、从动轮、托辊。 7.指出过滤机型号 BAY4/450-30U中各字母和数字所代表的意义： B A Y 4 过滤面积 /450 框内尺寸或板外尺寸 -30 U 。 B 板框压滤机、 A暗流、 Y液压压紧、 30 滤室厚度、 U塑料材料。 8.层析设备主要由 、 、 、 和 组合来完成层析操作。 泵、阀门、层析柱、检测器、收集器。 9.影响溶氧系数的因素有 、 、培养液的净体积、发酵罐的 、 以及消沫剂。 搅拌、通气速率、发酵罐的内部结构、发酵液性质。 9.液液萃取设备包括 、 和 。 混合设备、分离设备和溶剂回收设备。 10.培养液的氧化还原电位是度量培养液中 的活性， pH 是度
7、量培养液中 的活性。 电子，氢离子。 11.离子交换设备分为 和 离子交换设备。 阳离子和阴离子 12. 沸腾造粒干燥时，影响干燥产品 颗 粒 大 小 的因 素 有 _、 _ _和 _ 晶种大小、热空气流速、停留时间。 13.蒸发器主要由 _和 _两部分组成 加热器和分离器 14.机械搅拌式生物反应器中挡板的作用是 、 、 、 、 。 所谓全挡板条件是指 ， 改 变发酵液流向、由径向流变为轴向流、增加液体混合度、消除漩涡、防止搅拌器架空。在一定转速下增加罐内附件而轴功率不改变，消除漩涡的最低条件。 15.离心分离因数表示 ，是 和 之比 离心机分离特性，离心机离心加速度和重力加速度的比值。 1
8、6. 空 气 过 滤 除 菌 机 理 包括 、 、 、和 和 惯性冲击滞留机理 、拦截滞留机理、布朗扩散机理、重力沉降滞留机理和静电吸附机理。 17.生化厂常见物料有蒸汽、空气、氮气、冷却水、以及注剂和排污，一般蒸汽用红色，空气用 _，氮气用 _、冷却水用 _、注剂用 _，排污用 _ 淡蓝色，黑色，绿色，黄色，黑色 18.微生物细胞在培养中需要的营养主要有 _、 _、 _、_、 _，这些成分主要通过培养基来提供 氮源、碳源、无机盐、营养因子、水。 19.一般来讲，萃取是根据物质在不同溶剂中 的 _不同而进行分离的手段 溶解度 三、名词解释 培养基：是指供特定的微生物、动物细胞、植物细胞、细胞组
9、织、微藻生物等进行生长、繁殖、代谢和合成产物需要的，按一定比例配制而成的营养物质。 搅拌器轴功率：是指搅拌器以既定的速度转动时 ,用以克服介质的阻力所需要的功率。 搅拌器输入搅拌液体的功率：是指搅拌器以既定的速度转动时 ,用以克服介质的阻力所需要的功率。也称搅拌器的轴功率。 深层过滤的对数穿透定律：进入滤层的微粒数与穿透滤层的微粒数之比的对数是滤层厚度的函数。 21lnN KLN 搅拌雷诺准数 ：雷诺准数是惯性力与液体粘滞力之比 ,即 Re du,而在搅拌容器中 ,液体的代表速度 u= n Di ,并以搅拌器直径 Di 代替管径 d,此时的雷诺准数称为搅拌雷诺准数 2Re inDm 沸腾干燥
10、:沸腾干燥是利用流态化技术 ,即利用热的空气流体使孔板上的粒状物料呈流化沸腾状态，使粒子中的水分迅速汽化，达到干燥目的。 离心澄清机 :藉离心沉降速度的不同将固液两相分开的离心机称作离心澄清机 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。要达到全挡板条件必须满足下式要求： (0 .1 0 .1 2 ) 0 .5bDnnDD D-发酵罐直径， b-挡板宽度， n-挡板数 气体截留率 :在通风液体中由于充气而导致的体积增加率。通风前液体体积为 VL,通风时体积的增加量为 Vg,则气体截留率 gLgVVV 冷冻干燥 :冷冻干燥是将湿物料（或溶液）在较低温度下（ -10 -50）
11、冻结成固态，然后在高度真空（ 130 0.1Pa）下，将其中固态水分直接升华为气态而除去的干燥过程，也称升华干燥。冷冻干燥也是真空干燥的一种特例。 反混：指连续过程中与主流方向相反的运动所造成的物料混合。 牛顿流体：流体的剪切应力和速度梯度间的关系不随受剪切的时间而变化的流体。 溶氧速率： 是指单位体积的发酵液在单位时间内所溶解的氧的量。 沉降 :是利用液固间的密度差异在重力场或者离心力场中的速度差而实现液固分离的过程。 KnVK V分辨率： 是指传感器区分非常相近的参数变化值的能力。 CIP 系统 :即原位清洗，在发酵设备清洗中，各设备保持其在工艺流程中的位置而进行的自动清洗系统。 对数穿透
12、定律： ln（ N2/N1） =-KL，表示进入滤层的微粒浓度与穿透滤层的微粒浓度之值的对数是滤层厚度的函数。即为深层介质过滤除菌的对数穿透定律。 四、简答题 1.简述微生物培养基的种类和灭菌操作？ 答、分为孢子培养基、种子培养基和发酵培养基；分别按照以下操作进行灭菌：孢子培养基是将培养基装在茄子瓶或者扁瓶、三角瓶、大口瓶中在高压灭菌锅 121灭菌 2030min；种子培养基分为在摇瓶以高压灭菌锅 121灭菌 20min或者在种子罐以高压蒸汽直接灭菌，温度 121 1520min；发酵培养基灭菌 为在发酵罐配好培养基用高压蒸汽直接灭菌，温度 121时间 1520min。 2.动物培养基、植物培
13、养基以及微藻培养基灭菌的注意事项？ 答、对于动物培养基由于其中含有许多热敏性物质，不能采用高温灭菌，通常采用微孔过滤灭菌；植物培养基中也会含有一定的热敏性物质，灭菌时采用分别灭菌，非热敏性成分以去离子水或者蒸馏水配制，调整好 pH 值采用高压蒸汽灭菌温度 115120时间 1520min，热敏性物质用微孔滤膜过滤除菌，最后进行混合；微藻培养基用自然海水或人工海水配制，实验室微藻细胞和原生质体培养采用高温蒸 汽灭菌 120， 15min，大规模工业化生产 12%25%的氯化钠溶液即可抑制其他微生物的生长不需要特别的灭菌。 3.压缩空气预处理的目的是什么？ 答、保证总过滤器内的过滤介质的干燥，去除
14、压缩空气中夹带的水滴、油滴使介质受潮而结团变形失效。 4.旋风分离器的工作原理是什么？ 答、其原理是将夹带的水滴或油滴的空气由进气管高速进入，并在环隙中高速旋转，在离心力的作用下，水滴或油滴被抛向器壁，然后沿着器壁流下。当满足气体在旋风分离器里的停留时间大于水滴或油滴沿圆周切线方向运动到器壁的时间，水滴或油 滴即可沉降。 5.结晶过程包括哪几个过程？结晶的推动力是什么？ 答：包括三个过程：形成过饱和溶液、晶核形成、晶体生长。 （ 1）（ 1） 洁净的推动力是溶液的过饱和度。 （ 1） 6.什么叫临界流化速度 ? 什么是吹出速度？ 答、 临界流化速度即床层的压降等于单位截面床层的重力，全部颗粒刚好浮起时流体的表观流速。为流化操作时的最小速度。 （ 1） 吹出速度：气流将物料从顶部吹出的速度叫吹出速度，也就是流化操作时的最大速度。 （ 1）（ 1） 7.写出机械搅拌式生物反应器结构简图中各主要部件的名称 ,及其作用 . 答、 a.搅拌器和挡板：混合、传质和传热，使空气形成小气泡与溶液均匀接触，满足醪液对溶氧速率的要求，并使醪液与生物细胞均匀分散； b.消泡器：消除泡沫； （ 1） c.联轴器及轴承：用联轴器使
