[医药卫生]生工设备复习题.doc
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1、生物工程设备习题集生物工程设备习题(2011.11)一、单项选择题:1.空气过滤系统中旋风分离器的作用是_。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2.无论是种子罐或发酵罐,当培养基尚未进罐前对罐进行预先灭菌,我们称为空罐灭菌,此时对灭菌温度和灭菌时间的要求是_,只有这样才既合理经济,又能杀灭设备中各死角残存的杂菌或芽孢。A高温瞬时(133,15秒钟) B.同实罐灭菌一样(115,8-15分钟) C.高温长时(127,45分钟) D.间歇灭菌(100,30分钟,连灭三次)3.机械轴封的动环的硬度比静环_。动环的材料可用_,静环最常用的材料是_。大,碳化钨钢,铸铁 B
2、.大,碳化钨钢,聚四氟乙烯 C.小,聚四氟乙烯,不锈钢; D.小,聚四氟乙烯,碳化钨钢。4.目前啤酒厂的圆筒锥底发酵罐内采用_。A.圆盘平直叶涡轮搅拌器 B.螺旋浆式搅拌器 C.无搅拌器 D.锚式搅拌器5.空气过滤系统中空气加热器的作用是_。A.对空气加热灭菌 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6.机械搅拌发酵罐中最下面一档搅拌器离罐底距离一般_A_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7.自吸式发酵罐的搅拌轴是从罐下方进罐的
3、,因此_轴封。A.应该用填料函 B.应该用单端面机械 C.应该用双端面机械 D.无需8.安装在空气压缩机前的过滤器主要作用是_。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9.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.无油润滑10.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。过渡流 B.层流 C.活塞流 D.湍流11.塔式啤酒发酵罐换热的蛇管在发酵罐外,蛇管内用_与罐内的啤酒发酵醪进行热交换。蒸气 B.冷凝水 C.酒精 D.热水12.冷冻升华
4、干燥主要是升华_。A.游离水 B.结构水 C.冷凝水 D.气态水。13.实现真空冷冻干燥的必要条件是_。干燥过程的压力应高于操作温度下冰的饱和蒸汽压B干燥过程的压力应低于操作温度下冰的饱和蒸汽压二、多项选择题: (每题2分)1.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2.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3.空气过滤系统中丝网分离器的作用是分离_。A.油污 B.全部
5、杂菌 C.水滴 D.部分杂菌4.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5.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.升高罐内空气温度,使相对湿度下降。6空气过滤系统中旋风分离器的作用是_。A.分离油滴。 B.分离泡沫和水汽。 C.分离水滴。 D.分离部分杂菌。7喷射自吸式发酵罐的优点是_。空气吸入量与液体循环量之比较高 B.无需搅拌传动系统 C.气液
6、固三相混合均匀 D.适用好氧量较大的微生物发酵8提高机械搅拌发酵罐的溶氧系数方法有A增加搅拌器转速B加大通气量;C提高罐内操作压力D通入纯氧,C*。9、机械搅拌发酵罐的的搅拌流型有:轴向流、B.径向流、C.切线流、D.活塞流三、是非选择题: 1.安装在空气压缩机前的前置空气过滤器的主要作用是将空气过滤除菌,减轻总空气过滤器的过滤负荷。2.空气过滤系统中空气加热器的作用是降低空气相对湿度。3.外循环空气带升式发酵罐的优点之一是无需空气过滤净化系统。4.一个 10 吨左右的通用式机械搅拌发酵罐往往采用夹套作为传热装置。5.空气压缩机出口的压缩空气温度一般是 187-198,大大高于空气的露点,因此
7、进入贮气罐后,空气中的水分不会析出,空气的相对湿度低,这样就保证了空气过滤介质不致受潮。6.空气带升式发酵罐中循环周期越长越有利于供氧。7.自吸式发酵罐的转子的作用之一是吸入连续灭菌后的培养基。通用式机械搅拌发酵罐中搅拌器的作用是打碎泡沫,促使二氧化碳从醪液中排出。8.溢流喷射自吸式发酵罐中循环周期越长越有利于供氧。9.贮气罐的作用之一是防止下列情况:突然停电,致使空气压缩机停止工作,造成发酵罐内压力高于空气过滤器的压力,醪液倒流,污染空气过滤器。10.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11.设
8、计空气预处理流程要求进过滤器的空气标准是 60%,温度低于发酵温度5度范围内。12.空气进罐的最后一个阀门往往采用安全阀,这是防止由于操作失误造成的发酵液倒流入空气过滤系统。13.比较涡轮式搅拌器的三种形式,以平叶式所消耗功率最小。14.目前啤酒厂的糊化锅中不用搅拌器而是靠锅内形成的密度梯度进行自然循环。15.离心分离机的作用是分离两种不同重度的液体。16.酒精厂连续灭菌设备是由加热、维持、降温三部分组成的整体。17.0.2VVM 的含意是在发酵温度时罐内压力为 0.2 MPa(绝对)下,每单位液体体积的气体体积流量。(1/min)18.连续逆流离心萃取机中,重液由转鼓中心进入,逐层向外流动,
9、而轻液是由转鼓外缘进入,逐层向内流动,在鼓中心排出。19.一般认为机械搅拌式反应器应用于植物细胞培养存在的主要问题是植物细胞的细胞壁对剪切的耐受力差。四、填空题1.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_;_;_。2.圆筒锥底啤酒发酵罐的夹套内可用_、或_或_与啤酒发酵醪进行热交换。3.空气过滤系统中贮气罐的作用是_、_、_4.空气过滤系统中旋风分离器的作用是_。5.好气性发酵工厂,在无菌空气进入发酵罐之前应该安装_阀,以确保安全。6.空气过滤系统中空气加热器的作用是_。7. 自吸式发酵罐的搅拌轴是从罐下方进罐的,因此应该用_轴封。8. 塔式啤酒发酵罐换热的蛇管在发酵罐外
10、,蛇管内用_与罐内的啤酒发酵醪进行热交换。9. 发酵罐的空气分布器有_和_。五、名词解释: (每题3分)1.悬浮速度2.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3.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: D-发酵罐直径,b-挡板宽度,n-挡板数4.离心机分离因数5.CIP含义,啤酒发酵罐清洗流程。(参p71、p408)6冷冻干燥冷冻干燥是将湿物料(或溶液)在较低温度下(-10-50)冻结成固态,然后在高度真空(1300.1Pa)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
11、一种特例。六、画图题: (每题5分)1.画出连消塔连续灭菌流程、喷射加热连续灭菌流程(可用方框图),并注明所画设备名称,说明灭菌原理及工艺参数。(参p199)2.画出喷射加热器的示意图,并注明各个部件名3.画出套管式加热器的示意图,并注明各个部件名称,说明加热原理及其在发酵工业上的应用。P1844.画出薄板换热器培养基连续灭菌的流程图,并注明各个设备的名称,说明灭菌原理及工艺参数。P199(或:请设计一培养基连续灭菌的流程,其中要引导热集成的方法)。5.画出气升环流式发酵罐结构示意图,并说明工作原理6. 画出气液双喷射气升环流式发酵罐结构示意图,并说明工作原理7、画出具有外循环冷却的气升环流式
12、发酵罐结构示意图,并说明工作原理8. 画出文氏管自吸式发酵罐结构示意图,并说明工作原理画出文氏管吸气管结构。9.试设计一真空冷却装置,并说明醪液下降管为何很长(7-10米)?10.画出旋风分离器的设备结构示意图,并标出各部位名称,简述其工作原理及适用范围.七、问答题:1.气升式环流发酵罐的平均环流时间、气液比,有何意义?2 叙述喷射自吸式发酵罐的工作原理。答: 喷射自吸式发酵罐的工作原理是用泵将发酵液送入文氏管中,由于文氏管的收缩段中流速增加,即动压力增加,静压力减小,形成负压,将无菌空气吸入,并被高速流动的液体打碎、分散,与液体均匀混合,提高发酵液中的溶解氧,这是溶氧阶段。当发酵液从上升管进
13、入发酵罐后,微生物耗氧,同时发酵液向发酵罐底部循环,待发酵液中的溶解氧即将耗竭时,发酵液又从发酵罐底部被泵打入上升管,开始下一个循环。3.酒精发酵罐由于操作失误就可能造成罐内真空甚至被吸瘪,叙述造成上述事故的原因,以及预防和修复(被吸瘪)的方法。答:酒精发酵罐出现真空主要是发酵罐在密闭条件下转罐或进行内部清洗时造成的。由于大型发酵罐在工作完毕后放料的速度很快,有可能造成一定的负压。另外,即便罐内留存一部分CO2气体,在进行清洗时,由于清洗溶液中含有碱性物质,与CO2进行中和反应,除去了CO2也可能使罐内形成真空。如果不即时进气,在外界压力作用下发酵罐就会被压瘪。所以大型发酵罐应设防止真空装置,
14、在罐顶安装一个真空安全阀。真空安全阀的作用是当罐内出现真空时,阀门开启,允许空气进入罐内,以建立罐内外压力的平衡。如果出现上述事故(发酵罐被吸瘪),可以用高压水涨法使其复圆。4.圆筒锥底啤酒发酵罐上为什么要安装真空安全阀?祥细解释它的作用。答:筒锥底啤酒发酵罐出现真空主要是发酵罐在密闭条件下转罐或进行内部清洗时造成的。由于大型发酵罐在工作完毕后放料的速度很快,有可能造成一定的负压。另外,即便罐内留存一部分CO2气体,在进行清洗时,由于清洗溶液中含有碱性物质,与CO2进行中和反应,除去了CO2也可能使罐内形成真空。所以大型发酵罐应设防止真空装置。真空安全阀的作用是当罐内出现真空时,阀门开启,允许
15、空气进入罐内,以建立罐内外压力的平衡。5叙述空气带升式(气升式)发酵罐的工作原理。答:以外循环为例来说明空气带升式(气升式)发酵罐的工作原理。在罐外装设上升管,与发酵罐构成一个循环系统,在上升管的下部有空气喷嘴,空气以250300米/秒的高速度喷入上升管,借喷嘴的作用而使空气泡分割细碎,与上升管的发酵液密切接触。由于上升管内的发酵液轻,加上压缩空气的喷流动能,因此使上升管的液体上升,罐内液体下降而进入上升管,形成反复循环,在上升管提供微生物所需要的溶解氧,使发酵正常进行。6.叙述喷射加热器的工作原理,它适用于哪些地方(工序)。答: 喷射加热器主要由喷嘴、吸入室和扩大管组成。当物料以高速经过喷嘴
16、时,它的动能增大,静压能变小,造成吸入室内出现负压,将蒸汽吸入室内,物料与蒸汽在扩散管的喉部充分混合,物料被加热,在扩散段内速度逐渐降低,压力随之升高,动能又转化为静压能,从出口排出。喷射加热器适用于连续加热物料的地方(工序),如连续灭菌等。7.叙述自吸式发酵罐的工作原理。答: 自吸式发酵罐的主要构件是自吸搅拌器(转子)和导轮(定子),空气管与定子相连接,在转子启动前,先用液体将转子浸没,然后启动马达使转子转动,由于转子高速旋转,液体或空气在离心力的作用下,被甩向叶轮外缘,在这个过程中,流体便获得能量,若转子的转速愈快,旋转的线速度也愈大,则流体的动能也愈大,流体离开转子时,由动能转变为压力能
17、也愈大,排出的风量也越大。当转子空膛内的流体从中心被甩向外缘时,在转子中心处形成负压,转子的转速愈大,所造成的负压也愈大,由于转子的空膛用管子与大气相通,因此空气不断地被吸入,甩向叶轮的外缘,通过定子而使气液均匀分布甩出。由于转子的搅拌作用,气液在叶轮的外缘形成强烈的混合流(湍流),使刚刚离开叶轮的空气立即在不断循环的发酵液中分裂成细微的气泡,并在湍流状态下混合、翻腾、扩散到整个罐中,因此转子同时具有搅拌和充气两个作用。8.叙述溢流喷射自吸式发酵罐的工作原理。答: 溢流喷射自吸式发酵罐的工作原理是用泵将发酵液从发酵罐的底部提升到罐顶的溢流口,液体由于自重通过溢流管向发酵罐跌落,形成抛射流,由于
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