2025年發(fā)酵工廠設(shè)計試題及答案試題一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.發(fā)酵工廠廠址選擇時，下列哪項不是考慮的主要因素（）A.原料供應(yīng)B.交通條件C.周邊居民的宗教信仰D.水電供應(yīng)2.發(fā)酵罐的攪拌器功率計算與以下哪個因素?zé)o關(guān)（）A.攪拌器直徑B.攪拌轉(zhuǎn)速C.發(fā)酵液的密度D.發(fā)酵罐的高度3.空氣除菌流程中，下列設(shè)備順序正確的是（）A.粗過濾器空氣壓縮機(jī)冷卻器除水器加熱器總過濾器分過濾器B.空氣壓縮機(jī)粗過濾器冷卻器除水器加熱器總過濾器分過濾器C.粗過濾器空氣壓縮機(jī)除水器冷卻器加熱器總過濾器分過濾器D.空氣壓縮機(jī)粗過濾器除水器冷卻器加熱器總過濾器分過濾器4.發(fā)酵工廠中，常用的培養(yǎng)基滅菌方法是（）A.干熱滅菌B.濕熱滅菌C.射線滅菌D.化學(xué)藥劑滅菌5.對于連續(xù)發(fā)酵，下列說法錯誤的是（）A.可以提高設(shè)備利用率B.發(fā)酵周期長C.產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定D.易于自動化控制6.發(fā)酵工廠的車間布置中，以下哪種布置方式適用于產(chǎn)品品種單一、產(chǎn)量大的情況（）A.工藝布置B.產(chǎn)品布置C.混合布置D.露天布置7.發(fā)酵液的過濾設(shè)備中，哪種設(shè)備適用于過濾粘性較大的發(fā)酵液（）A.板框壓濾機(jī)B.轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)C.離心過濾機(jī)D.袋式過濾機(jī)8.發(fā)酵工廠的廢水處理中，活性污泥法屬于（）A.物理處理法B.化學(xué)處理法C.生物處理法D.物理化學(xué)處理法9.發(fā)酵工廠的蒸汽管道設(shè)計中，為了防止水擊現(xiàn)象，應(yīng)采取的措施是（）A.增大管道直徑B.減小管道流速C.安裝疏水器D.提高蒸汽壓力10.發(fā)酵工廠的自動化控制系統(tǒng)中，以下哪種傳感器用于測量發(fā)酵液的溫度（）A.壓力傳感器B.液位傳感器C.溫度傳感器D.pH傳感器二、多項選擇題（每題3分，共15分）1.發(fā)酵工廠的總體設(shè)計包括以下哪些內(nèi)容（）A.廠址選擇B.工藝流程設(shè)計C.車間布置設(shè)計D.公用工程設(shè)計2.發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)組成包括（）A.罐體B.攪拌器C.通風(fēng)裝置D.冷卻裝置3.發(fā)酵工廠的空氣除菌方法有（）A.過濾除菌B.加熱除菌C.靜電除菌D.輻射除菌4.發(fā)酵工廠的節(jié)能措施有（）A.采用高效的發(fā)酵設(shè)備B.回收余熱C.優(yōu)化工藝流程D.加強(qiáng)設(shè)備保溫5.發(fā)酵工廠的安全設(shè)計應(yīng)考慮以下哪些方面（）A.防火防爆B.防毒防塵C.電氣安全D.機(jī)械安全三、填空題（每題2分，共10分）1.發(fā)酵工廠的工藝流程設(shè)計應(yīng)遵循______、______、______的原則。2.發(fā)酵罐的通風(fēng)比是指______。3.發(fā)酵工廠的空氣預(yù)處理包括______、______、______等過程。4.發(fā)酵液的提取方法有______、______、______等。5.發(fā)酵工廠的自動化控制水平可分為______、______、______三個層次。四、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述發(fā)酵工廠廠址選擇的基本原則。2.說明發(fā)酵罐攪拌器的作用及選型要點。3.闡述發(fā)酵工廠廢水處理的目的和一般工藝流程。五、計算題（共25分）某發(fā)酵工廠生產(chǎn)某產(chǎn)品，發(fā)酵罐的容積為50m3，發(fā)酵周期為100h，接種量為10%，發(fā)酵液的裝料系數(shù)為0.8。求：（1）每批發(fā)酵的接種量（m3）。（5分）（2）每天需要的發(fā)酵罐批數(shù)。（10分）（3）如果該工廠年產(chǎn)該產(chǎn)品1000t，產(chǎn)品的收率為80%，每立方米發(fā)酵液的產(chǎn)品含量為50kg/m3，計算該工廠需要的發(fā)酵罐數(shù)量（一年按300天計算）。（10分）答案一、單項選擇題1.C。周邊居民的宗教信仰一般不是發(fā)酵工廠廠址選擇的主要考慮因素，而原料供應(yīng)、交通條件和水電供應(yīng)對工廠的生產(chǎn)運營至關(guān)重要。2.D。發(fā)酵罐攪拌器功率計算主要與攪拌器直徑、攪拌轉(zhuǎn)速和發(fā)酵液的密度有關(guān)，與發(fā)酵罐的高度無關(guān)。3.A?？諝獬鞒陶_順序是粗過濾器空氣壓縮機(jī)冷卻器除水器加熱器總過濾器分過濾器。4.B。發(fā)酵工廠常用濕熱滅菌對培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌，因為濕熱滅菌效果好，能有效殺滅各種微生物。5.B。連續(xù)發(fā)酵發(fā)酵周期短，可以提高設(shè)備利用率，產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定，且易于自動化控制。6.B。產(chǎn)品布置適用于產(chǎn)品品種單一、產(chǎn)量大的情況，能實現(xiàn)高效率的生產(chǎn)。7.A。板框壓濾機(jī)適用于過濾粘性較大的發(fā)酵液，能提供較高的過濾壓力。8.C?；钚晕勰喾▽儆谏锾幚矸ǎ梦⑸锏拇x作用去除廢水中的有機(jī)物。9.C。安裝疏水器可以及時排出蒸汽管道中的冷凝水，防止水擊現(xiàn)象。10.C。溫度傳感器用于測量發(fā)酵液的溫度。二、多項選擇題1.ABCD。發(fā)酵工廠的總體設(shè)計包括廠址選擇、工藝流程設(shè)計、車間布置設(shè)計和公用工程設(shè)計等內(nèi)容。2.ABCD。發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)組成包括罐體、攪拌器、通風(fēng)裝置和冷卻裝置等。3.ABC。發(fā)酵工廠的空氣除菌方法有過濾除菌、加熱除菌和靜電除菌等，輻射除菌一般不用于空氣除菌。4.ABCD。采用高效的發(fā)酵設(shè)備、回收余熱、優(yōu)化工藝流程和加強(qiáng)設(shè)備保溫都是發(fā)酵工廠的節(jié)能措施。5.ABCD。發(fā)酵工廠的安全設(shè)計應(yīng)考慮防火防爆、防毒防塵、電氣安全和機(jī)械安全等方面。三、填空題1.技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、操作方便。工藝流程設(shè)計需遵循這些原則以確保工廠的高效運行和經(jīng)濟(jì)效益。2.每分鐘通過單位體積發(fā)酵液的空氣體積。通風(fēng)比是衡量發(fā)酵罐通風(fēng)量的重要指標(biāo)。3.除塵、除油、冷卻?？諝忸A(yù)處理是為了保證進(jìn)入發(fā)酵罐的空氣符合要求。4.過濾、萃取、離子交換。這些是常見的發(fā)酵液提取方法。5.手動控制、半自動控制、全自動控制。反映了發(fā)酵工廠自動化控制的不同程度。四、簡答題1.發(fā)酵工廠廠址選擇的基本原則如下：原料供應(yīng)：廠址應(yīng)靠近原料產(chǎn)地，以保證原料的充足供應(yīng)和降低運輸成本。交通條件：具備良好的交通條件，便于原料和產(chǎn)品的運輸，如靠近鐵路、公路或港口。水電供應(yīng)：要有充足可靠的水電供應(yīng)，滿足生產(chǎn)需求。地質(zhì)條件：選擇地質(zhì)條件良好的地方，確保建筑物的安全和穩(wěn)定。環(huán)境因素：應(yīng)遠(yuǎn)離居民區(qū)、水源保護(hù)區(qū)等敏感區(qū)域，減少對環(huán)境和居民的影響，同時要考慮當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件，如風(fēng)向、氣溫等。勞動力資源：當(dāng)?shù)匾谐渥愕膭趧恿?，且勞動力素質(zhì)應(yīng)能滿足工廠生產(chǎn)和管理的需要。政策支持：選擇在有相關(guān)政策支持和優(yōu)惠的地區(qū)建廠，有利于企業(yè)的發(fā)展。2.發(fā)酵罐攪拌器的作用：混合均勻：使發(fā)酵液中的微生物、營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣充分混合，保證微生物生長和代謝的均勻性。傳質(zhì)作用：促進(jìn)氧氣從氣相向液相的傳遞，提高溶氧速率，滿足微生物對氧氣的需求。傳熱作用：使發(fā)酵過程中產(chǎn)生的熱量均勻散發(fā)，維持發(fā)酵液溫度的穩(wěn)定。攪拌器選型要點：發(fā)酵液性質(zhì)：根據(jù)發(fā)酵液的粘度、密度等性質(zhì)選擇合適的攪拌器類型。對于低粘度發(fā)酵液，可選用槳式攪拌器；對于高粘度發(fā)酵液，可選用渦輪式或螺帶式攪拌器。發(fā)酵罐尺寸：攪拌器的直徑和轉(zhuǎn)速應(yīng)與發(fā)酵罐的尺寸相匹配，以保證良好的攪拌效果。通風(fēng)要求：如果發(fā)酵過程需要大量通風(fēng)，應(yīng)選擇能與通風(fēng)裝置配合良好的攪拌器，提高氧氣傳遞效率。功率消耗：在滿足攪拌要求的前提下，盡量選擇功率消耗低的攪拌器，以降低生產(chǎn)成本。3.發(fā)酵工廠廢水處理的目的：保護(hù)環(huán)境：去除廢水中的有機(jī)物、懸浮物、氮、磷等污染物，防止其對水體、土壤和大氣造成污染。資源回收：回收廢水中的有用物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、糖類等，實現(xiàn)資源的再利用。符合排放標(biāo)準(zhǔn)：使處理后的廢水達(dá)到國家或地方規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，以便安全排放或回用。一般工藝流程：預(yù)處理：通過格柵、沉砂池等設(shè)備去除廢水中的大顆粒懸浮物和砂粒，防止后續(xù)設(shè)備堵塞。生物處理：采用活性污泥法、生物膜法等生物處理技術(shù)，利用微生物的代謝作用分解廢水中的有機(jī)物。深度處理：對于經(jīng)過生物處理后仍未達(dá)標(biāo)的廢水，可采用化學(xué)沉淀、過濾、吸附等深度處理方法進(jìn)一步去除污染物。消毒：采用氯氣、紫外線等消毒方法殺滅廢水中的病原微生物，確保廢水的衛(wèi)生安全。五、計算題（1）每批發(fā)酵的接種量：已知發(fā)酵罐容積為\(V=50m3\)，裝料系數(shù)為\(0.8\)，接種量為\(10\%\)。每批發(fā)酵的發(fā)酵液體積\(V_1=V\times0.8=50\times0.8=40m3\)接種量\(V_{接種}=V_1\times10\%=40\times0.1=4m3\)（2）每天需要的發(fā)酵罐批數(shù)：發(fā)酵周期\(T=100h\)，一天\(t=24h\)每天需要的發(fā)酵罐批數(shù)\(n=\frac{24}{100}=0.24\)批（3）計算該工廠需要的發(fā)酵罐數(shù)量：已知年產(chǎn)產(chǎn)品\(M=1000t=1000\times1000kg\)，產(chǎn)品收率\(Y=80\%\)，每立方米發(fā)酵液的產(chǎn)品含量\(m=50kg/m3\)，一年按\(300\)天計算。每年需要的發(fā)酵液總體積\(V_{總}=\frac{M}{m\timesY}=\frac{1000\times1000}{50\times0.8}=25000m3\)每天需要的發(fā)酵液體積\(V_{每天}=\frac{V_{總}}{300}=\frac{25000}{300}=\frac{250}{3}m3\)每批發(fā)酵液體積\(V_1=40m