PAGE成套發(fā)酵工程設備篇一：發(fā)酵工程與設備發(fā)酵工程與設備《發(fā)酵工程與設備》習題一、名詞解釋VVM；Yx/s；qs；YP/S；μ；KL；kLa；kd；D；Dcrit；Ks；Km；YP/X；μmax；qCO2；qO2；td；YATP；補料分批發(fā)酵；臨界氧濃度；呼吸商；過濾效慮；雷諾準數(shù)；比熱死速率常數(shù)（K）；活塞流反應器（PF）；連續(xù)式全混流型反應器（CFSTR）；返混；連續(xù)培養(yǎng)；高密度培養(yǎng)；補料培養(yǎng)；生產(chǎn)強度；固定化酶；固定化細胞；傳氧效率二、思考題1、舉出幾例微生物大規(guī)模表達的產(chǎn)品,及其產(chǎn)生菌的特點2、工業(yè)化菌種應具備哪些特點3、什么是培養(yǎng)基發(fā)酵培養(yǎng)基的特點和要求4、什么是前體前體添加的方式5、什么是生長因子生長因子的來源6、培養(yǎng)基設計的一般步驟7、什么是種子的擴大培養(yǎng)8、種子擴大培養(yǎng)的目的與要求及一般步驟9、在大規(guī)模發(fā)酵的種子制備過程中，實驗室階段和生產(chǎn)車間階段在培養(yǎng)基和培養(yǎng)物選擇上各有何特點10、什么是接種量對于細菌、放線菌及霉菌常用的接種量是多少11、什么時發(fā)酵級數(shù)發(fā)酵級數(shù)對發(fā)酵有何影響，影響發(fā)酵級數(shù)的因素有哪些12、比較接種、倒種和雙種三者之間的區(qū)別。13、影響微生物需氧的因素有哪些如何調(diào)節(jié)搖瓶發(fā)酵的供氧水平如何調(diào)節(jié)通氣攪拌發(fā)酵罐的供氧水平14、測定Kla的方法有哪些發(fā)酵液中Kla的調(diào)節(jié)可以采取哪些措施15、氧的供需研究與反應器設計與放大的關(guān)系16、準確判斷發(fā)酵終點有什么好處依據(jù)哪些參數(shù)來判斷17、pH對發(fā)酵的影響表現(xiàn)在哪些方面發(fā)酵過程的pH控制可以采取哪些措施18、發(fā)酵過程溫度的選擇有什么依據(jù)19、染菌對發(fā)酵有什么危害，對提煉有什么危害有哪些原因會引起染菌染菌以后應采取什么措施20、為什么會感染噬菌體感染了噬菌體后應采取哪些措施21、泡沫對發(fā)酵有哪些有益之處，哪些有害之處22、發(fā)酵中泡沫形成的原因是什么常用的消泡劑有哪幾類對于黏稠的發(fā)酵液應選怎樣的消泡劑，對于較稀的發(fā)酵液應選怎樣的消泡劑23、用于在線檢測的傳感器必須符合哪些要求24、pH電極的指示電極能測定pH值的原理是什么25、pH電極的測量范圍有沒有限制使用時應注意哪些問題26、溶氧電極能夠測定液體中溶氧濃度的原理是什么影響溶氧電極測定的靈敏度和準確性的因素有哪些27、高密度培養(yǎng)的意義是什么難以實施的原因是什么28、試回答什么是生物反應過程中的直接參數(shù)和間接參數(shù)，并各舉5個實例。29、連續(xù)發(fā)酵技術(shù)與分批培養(yǎng)技術(shù)相比，有哪些優(yōu)越性為什么連續(xù)培養(yǎng)不能無限期地連續(xù)下去，請簡述之30、機械攪拌發(fā)酵罐中，攪拌器的攪拌作用是什么攪拌轉(zhuǎn)速的高低對不同種類微生物的生長、代謝有何影響31、什么是間歇培養(yǎng)間歇培養(yǎng)時細胞生長過程中包括哪幾個階段32、機械攪拌發(fā)酵罐的基本結(jié)構(gòu)包括哪些部件33、根據(jù)無抑制細胞生長動力學（Monod方程），試述μ與Cs(基質(zhì)濃度)之間的關(guān)系。34、氧從氣相傳遞到液相的推動力是什么并簡述影響推動力的因素有哪些35、泡沫的控制方法可分哪兩大類請簡述之。36、為何在單級恒化器培養(yǎng)微生物時，D很大或很小時，Yx/s會偏離Yx/s=X/（S0-S）37、獲得所培養(yǎng)細胞的生物量，可采用什么方法進行測定，試舉2~3例37、影響分批發(fā)酵過程總的體積產(chǎn)率的因素有哪些你認為生產(chǎn)上提高發(fā)酵產(chǎn)率可采用哪些可行性措施39、以下三種酶反應抑制的L-B圖中分別判斷各為什么性質(zhì)的抑制，并說明抑制劑對Km和rmax有什么影響ABC40、判斷下圖為何種生物反應器請簡述其操作原理。41、指出下列分批發(fā)酵中的產(chǎn)物合成各屬于哪種動力學模型，并簡述之?！锪咯īīùx物42、發(fā)酵操作方式可分為分批、流加和連續(xù)三種，試述三種方法的優(yōu)缺點。43、MONOD方程與米氏方程有何區(qū)別44、全混流反應器與活塞流反應器的優(yōu)缺點45、深層過濾的對數(shù)穿透定律。46、什么是雙膜理論47、試述流變模型的定義發(fā)酵液流體的類型共有哪幾種48、生物反應器的放大方法有哪些49、什么是選擇性培養(yǎng)基它在工業(yè)微生物學工作中有何重要性試舉一例并分析其中的選擇性原理。50、以氨基酸代謝為例，說明為什么有些突變菌株對末端代謝產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)類似物具有抗性三、計算題1、在一定培養(yǎng)條件下，培養(yǎng)大腸桿菌，測定實驗數(shù)據(jù)如下：S（mg/L）μ（h-1）求(1)在該培養(yǎng)條件下，大腸桿菌的最大比生長速率μMAX,飽和常數(shù)KS(2)比生長速率為μMAX時的倍增時間τd。2、某菌株的比生長速率為，試求該微生物的倍增時間。3、設計一臺通風量為50M/min的棉花活性炭空氣過濾器，空氣壓力為(絕對壓力)，已知棉花纖維直徑d=16微米，填充系數(shù)α=8%，空氣線速度為sec，若進入空氣過濾器的空氣含菌量是5000個/M，要求因空氣原因引起的倒罐率為%，發(fā)酵周期100hr。工作溫度為40℃，平均氣溫為20℃，計算空氣過濾器的尺寸(過濾介質(zhì)厚度和過濾器直徑)。表1纖維直徑d=16微米，填充系數(shù)α=8%時棉花纖維的K#39;值空氣流速v(M/sec)k#39;(1/cm)4、Monod在其發(fā)表的論文中首次提出了以他的名字命名的著名monod方程。作為該方程的實驗基礎，他提供了在一間歇操作的釜式反應器中進行的四組反應實驗結(jié)果。反應器中進行的是在乳糖溶液中培養(yǎng)細菌的生長。下面摘錄了其中一組實驗數(shù)據(jù)，試用MoMod方程擬合上述實驗數(shù)據(jù)，并求其動力學參數(shù)(實驗數(shù)據(jù)見表2)。表2序號1CS

5、某一發(fā)酵過程是在一連續(xù)攪拌的釜式反應器中進行，反應基質(zhì)連續(xù)穩(wěn)定地加入，反應產(chǎn)物連續(xù)穩(wěn)定流出。假設其發(fā)酵反應可表示為S十X—X十P若已知Cx0＝0，Cp0＝0，反應器有效體積為1L?，F(xiàn)改變加入反應器內(nèi)基質(zhì)的流量和濃度，同時測定反應器出口未反應基質(zhì)和細菌的濃度，得到的數(shù)據(jù)列在表3。試根據(jù)上述數(shù)據(jù)，確定其速率方程式。表36、室溫下蔗糖在蔗糖酶的催化作用下水解得到產(chǎn)物。蔗糖的初始濃度Cs0＝L，酶的初始濃度CE0＝L?，F(xiàn)在一間歇式操作的實驗反應器測得了不同時間下蔗糖的濃度(見表4)，根據(jù)實驗提供的數(shù)據(jù)確定，(1)該反應速率能否用M—M方程描述(2)如可以，試求動力學參數(shù)Km和k+2的值。表4t(h)17、在含有相同酶濃度的五個反應物系中，分別加入不同濃度的底物，并測定其初始速率，然后再在同樣五個反應物系中分別加入濃度為×10-1mmol／L的抑制劑，并測其初始的反應速率，其數(shù)據(jù)見表5。試根據(jù)表中數(shù)據(jù)決定其其抑制類型及動力學參數(shù)值。表篇二：發(fā)酵工程設備設計發(fā)酵罐設計說明書題目：設計生產(chǎn)紅霉素機械攪拌通風發(fā)酵罐2009年5月任務書一、題目題目：機械攪拌通風發(fā)酵罐的設計二、設計依據(jù)、條件1、應用基因工程菌株發(fā)酵生產(chǎn)紅霉素，此產(chǎn)物是次級代謝產(chǎn)物。2、發(fā)酵罐體積：50M33、高徑比為2，南方某地，蛇管冷卻。4、初始水溫20℃，出水溫度28℃。5、非牛頓型流體，三級發(fā)酵。三、設計項目、要求（1）確定工藝參數(shù)幾何尺寸，以及主要設備工作部件尺寸的設計，如：罐體封頭的壁厚、冷卻面積及用水量、攪拌軸功率等。（2）對整個設計方案進行分析、擬定（3）一定情況下結(jié)合具體的圖形來解釋說明（4）考慮壓力，溫度，腐蝕因素，選擇罐體材料，確定罐體外形、罐體和封頭的壁厚（5）對整個發(fā)酵罐的設計進行總結(jié)，得出規(guī)范的說明書目錄1設計條件（設計方案的分析）52機械通風發(fā)酵罐設計6

夾套反應釜的總體結(jié)構(gòu)6幾何尺寸的確定主要部件尺寸的設計計算8罐體材料罐體筒壁厚封頭壁厚擋板攪拌器人孔和視鏡接口管冷卻裝置設計冷卻方式選擇冷卻用水量計算冷卻面積的計算攪拌軸功率的計算不通氣條件下的軸功率P0計算通氣攪拌功率Pg的計算153設計小結(jié)184參考文獻18摘要此為我設計的發(fā)酵罐說明書，我設計的是一臺50M的機械攪拌通風發(fā)酵罐，發(fā)酵生產(chǎn)紅霉素，發(fā)酵罐主要3由罐體和冷卻蛇管，以及攪拌裝置，傳動裝置,軸封裝置，人孔和其它的一些附件組成。這次設計就是要對機械攪拌通風發(fā)酵罐的幾何尺寸進行計算，再確定主要設備工作部件尺寸的設計，如：罐體封頭的壁厚、冷卻面積及用水量、攪拌軸功率。本說明書結(jié)合了個人所學知識繪制出裝配圖，讓機械攪拌通風發(fā)酵罐具體形象的展現(xiàn)在眼前，一目了然。通過精細的計算和設計繪制，使此次設計的發(fā)酵罐能達到生產(chǎn)最優(yōu)標準，應用并服務于生產(chǎn)實踐。關(guān)鍵詞機械攪拌通風發(fā)酵罐紅霉素設計繪制生產(chǎn)第一章設計方案的分析、擬定我設計的是一臺50M3機械攪拌通風發(fā)酵罐,發(fā)酵生產(chǎn)紅霉素。經(jīng)查閱資料得知生產(chǎn)紅霉素的菌種有紅色鏈霉菌、紅霉素鏈霉菌、紅色糖多孢菌，綜合最適發(fā)酵溫度、PH、等因素選擇紅霉素鏈霉菌，該菌種最適發(fā)酵溫度為31℃，pH為~，培養(yǎng)基為發(fā)酵培養(yǎng)基，主要成分為淀粉10%、黃豆餅粉5%、硫酸銨%、磷酸二氫鉀%、碳酸鈣2%。發(fā)酵罐主要由罐體和冷卻蛇管，以及攪拌裝置，傳動裝置,軸封裝置，人孔和其它的一些附件組成。這次設計就是要對機械攪拌通風發(fā)酵罐的幾何尺寸進行計算；考慮壓力，溫度，腐蝕因素，選擇罐體材料，確定罐體外形、罐體和封頭的壁厚；根據(jù)發(fā)酵微生物產(chǎn)生的發(fā)酵熱、發(fā)酵罐的裝液量、冷卻方式等進行冷卻裝置的設計、計算；根據(jù)上面的一系列計算選擇適合的攪拌裝置，傳動裝置，和人孔等一些附件的確定,完成整個裝備圖，完成這次設計。這次設計包括一套圖樣，主要是裝配圖，還有一份說明書。而繪制裝配圖是生物工程設備的機械設計核心內(nèi)容，繪制裝配圖要有合理的選擇基本視圖，和各種表達方式，有合理的選擇比例，大小，和合理的安排幅面。說明書就是要寫清楚設計的思路和步驟。壓力P——除注明外，壓力均指表壓力，單位用MPa表示。工作壓力——指在正常情況下，容器頂部可能達到的最高壓力。設計壓力——指設定的容器頂部的最高壓力。它與設計溫度一起作為設計載荷條件，其值不小于工作壓力。一般在裝有安全閥時Pd=~Pw當無安全閥時，Pd=~1、設計壓力容器的設計壓力是指相應的設計壓溫度下，用以確定殼體厚度的壓力，其值不得小于最高工作壓力。容器的最高工作壓力是指在正常操作情況下，容器頂部可能出現(xiàn)的最高表壓力。2、設計溫度設計溫度是指容器在正常操作情況，在相應的設計壓力下設定的受壓元件的金屬溫度（沿元件金屬截面的溫度平均值）。當元件的金屬溫度大于等于0℃時設計溫度不得低于元件金屬可能達到的最高溫度，當元件金屬溫度低于0℃時設計溫度不得高于元件金屬可能達到的最低溫度。表1-1發(fā)酵罐主要設計條件篇三：發(fā)酵工程設備與工廠設計大綱課程名稱：發(fā)酵工程設備與工廠設計英文名稱：Fermentationengineeringequipmentanddesignofengineeringplant課程編碼：學時/學分：48/2適用專業(yè)與層次：生物工程、本科一、課程的教學目的和任務《發(fā)酵工程設備與工廠設計》包括兩個部分，一是《發(fā)酵工程設備》課程，另一個是《生物工程工廠設計》，前者的任務主要是通過課堂教學和課外練習，使學生掌握生物工程的設備流程、設備結(jié)構(gòu)及工作原理，主要設備的設計計算及選型，了解設備的安裝與維修。同時，了解國內(nèi)外生物工程設備的新技術(shù)和發(fā)展趨勢。通過學習，提高學生獨立分析和解決問題的能力，增強學生的動手能力，培養(yǎng)工程素養(yǎng)。本課程既有有一定基礎理論，又有較強的工程實際應用，使本專業(yè)學生成為能在生物技術(shù)與工程領域從事產(chǎn)業(yè)化設計、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人才，為以后工作奠定基礎。《生物工程工廠設計》是生物工程專業(yè)一門專業(yè)選修課程，學位課。該課程是生物工程技術(shù)和化學工程與設備交叉的結(jié)合體，是一門實踐性很強的學科。課程主要介紹生物工程產(chǎn)業(yè)界常見的工業(yè)生產(chǎn)設備及生物工程研究領域的主要設備的基本原理、結(jié)構(gòu)、特點、設計選用計算方法及發(fā)酵車間工藝設計。本課程既有一定基礎理論，又有較強的工程實際應用，使本專業(yè)學生成為能在生物技術(shù)與工程領域從事產(chǎn)業(yè)化設計、生產(chǎn)、管理和新技術(shù)研究、新產(chǎn)品開發(fā)的工程技術(shù)人才。通過本課程的學習，懂得如何應用這些基本理論去分析和解決生產(chǎn)過程中的具體問題，改造原有生產(chǎn)過程使其更符合客觀規(guī)律，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的優(yōu)化，提高生產(chǎn)過程的經(jīng)濟和社會效益。二、課程內(nèi)容和基本要求1原料的預處理及輸送設備固體物料的輸送設備固體物料的預處理及粉碎設備液體物料的輸送及均質(zhì)設備基本要求：掌握固體物料的預處理及粉碎設備，理解液體物料的輸送及均質(zhì)設備。2培養(yǎng)基制備設備培養(yǎng)基制備設備培養(yǎng)基的滅菌及冷卻設備基本要求：掌握培養(yǎng)基的滅菌及冷卻設備。3空氣除菌及調(diào)節(jié)設備空氣除菌設備空氣調(diào)節(jié)設備基本要求：掌握空氣除菌設備及其工藝流程，1掌握主要的空氣調(diào)節(jié)設備。4種子制備及擴大培養(yǎng)設備種子制備設備酵母的擴大培養(yǎng)設備基本要求：掌握酵母的擴大培養(yǎng)設備。5發(fā)酵罐及附屬設備嫌氣發(fā)酵設備好氧（通風）發(fā)酵設備新型生物反應器基本要求：熟練掌握常用的嫌氣發(fā)酵設備和好氧（通風）發(fā)酵設備，了解典型的新型生物反應器。6液固分離設備液固分離方法重力沉降設備過濾設備離心分離設備膜分離設備基本要求：掌握常見的重力沉降設備和過濾設備，了解膜分離設備的工作原理。7萃取及離子交換設備萃取分離設備離子交換設備基本要求：掌握萃取分離的原理和離子交換的原理，掌握常用的離子交換設備。8蒸發(fā)結(jié)晶干燥設備蒸發(fā)設備結(jié)晶設備干燥設備基本要求：掌握典型的干燥設備及其優(yōu)缺點。0緒論課程的目的和任務生物工程工廠設計的重要性工廠設計的任務和內(nèi)容生產(chǎn)工藝設計在總體設計中的重要地位生產(chǎn)工藝設計的依據(jù)、內(nèi)容和深度工廠設計工作原則教學要求：了解生物工程工廠設計的目的和要求，工廠設計在國民經(jīng)濟中的地位和意義。了解設計工作的基本任務和內(nèi)容，理解總體設計和局部設計。了解生產(chǎn)工藝設計在總體設計中的地位，計算機在工藝設計中的應用。1基本建設程序概述執(zhí)行基本建設程序的重要性基本建設程序的內(nèi)容項目申請報告項目申請報告的任務項目申請報告的主要內(nèi)容可行性研究可行性研究的任務和意義可行性研究報告的內(nèi)容設計任務書設計任務書的內(nèi)容設計任務書的附件初步設計階段概述初步設計的主要內(nèi)容與成果2初步設計的步驟初步設計的深度初步設計階段工藝設計人員應向協(xié)同設計的相關(guān)專業(yè)提交的資料施工圖設計階段施工圖設計的內(nèi)容與成果施工圖設計的步驟施工圖設計的深度施工圖設計階段工藝設計人員應向協(xié)同設計的相關(guān)專業(yè)提交的資料基本要求：了解可行性研究報告內(nèi)容及編制方法，掌握可行性研究報告編制方法。了解項目建議書的任務、意義及建廠報告的主要內(nèi)容。2廠址選擇與工廠總平面設計廠址選擇的重要性及原則廠址選擇的重要性廠址選擇的原則廠址選擇的工作程序廠址選擇報告總平面設計總平面設計的內(nèi)容總平面設計的原則和要求總平面設計的方法廠內(nèi)運輸設計總平面布置圖的繪制基本要求：了解廠址選擇的原則，廠址選擇的程序及廠址選擇報告的編寫。了解廠內(nèi)運輸方式的選擇，道路的布置形式，廠區(qū)豎向布置的內(nèi)容與目的，理解總平面設計的步驟，基本要求和具體規(guī)范。3工藝流程設計概述生產(chǎn)方法的選擇和工藝流程的設計原則生產(chǎn)方法的選擇工藝流程的設計原則工藝流程的設計步驟生產(chǎn)工藝流程示意圖工藝流程草圖的設計工藝流程圖的設計工藝流程圖概述帶控制點工藝流程圖的繪制基本要求：掌握生產(chǎn)工藝流程示意圖，然后進行衡算；根據(jù)設備選型情況，充實和修改工藝流程示意圖，形成工藝流程草圖；根據(jù)設備設計選型和工藝流程草圖，進行車間設備布置設計；根據(jù)設備布置情況，再完善工藝流程草圖，形成生產(chǎn)工藝流程圖。4工藝計算物料平衡計算物料衡算的意義、方法和步驟主要技術(shù)經(jīng)濟指標的確定計算實例熱量平衡計算熱量衡算的意義、方法和步驟計算實例(100000t/a啤酒廠糖化車間熱量衡算)水平衡計算3水衡算的意義、方法和步驟計算實例(100000t/a淀粉原料酒精廠蒸餾車間水衡算)耗冷量計算耗冷量計算的意義、方法和步驟計算實例(100000t/a啤酒廠發(fā)酵車間耗冷量計算)無菌壓縮空氣消耗量計算無菌壓縮空氣消耗量計算的意義、方法和步驟計算實例抽真空量計算抽真空量計算的意義、方法、步驟計算實例基本要求：了解過程水平衡和無菌空氣消耗量計算的方法和步驟，理解物料衡算和能量衡算的意義，掌握物料衡算和能量衡算的原理與計算方法。5設備的設計與選型概述設備設計與選型的任務設備設計與選型的原則專業(yè)設備的設計與選型專業(yè)設備設計與選型的依據(jù)專業(yè)設備設計與選型的程序和內(nèi)容專業(yè)設備設計與選型的特點專業(yè)設備設計與選型的實例通用設備的設計與選型液體輸送設備選型氣體輸送設備選型固體輸送設備選型空氣潔凈設備選型通用設備選型注意事項非標準設備的設計起貯存專業(yè)的罐、池設計起混合調(diào)量滅菌的非標準設備設計起計量作用的非標準設備設計應