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1、生物工程设备习题生物工程设备习题 一.名词解释: (每题2分) 1.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。 2.酶反应器 酶反应器是根据酶的催化特性而设计的反应设备。根据酶催化剂类别的不同，酶反应器可分为游离酶反应器和固定化酶反应器 3.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。N ln2N1=-KL4.搅拌雷诺准数 雷诺准数是惯性力与液体粘滞力之比,即Re=dur,而在搅拌容器中,液体的代表速度 u= n Di ,Rem=nDir2m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 m 5.滤
2、饼过滤：当悬浮液通过过滤介质时，固体颗粒被介质阻拦而形成滤饼，当滤饼体积至一定厚度时就起到过滤作用，此时即可获得澄清的滤液。 6.生物药物 是利用生物体、生物组织或其成分，综合应用生物学、生物化学、微生物学、免疫学、生物分离与纯化技术和药学的原理与加工方法进行加工、制造而成的一大类预防、诊断、治疗疾病的物质 7.间歇操作：又称分批操作，采用此种操作方式的生物反应器又称间歇反应器。其基本特征是反应物料一次加入到反应器中，一次卸出，中间没有物料的加入和输出；反应物系的组成仅随时间变化。它是一个非稳态过程。需要有用于清洗、加料及卸料等辅助过程。适合于多品种、小批量和反应速率较慢的反应过程。 8连续操
3、作：采用此种操作方式的反应器叫作连续反应器。这种操作方式的特点是原料连续输入反应器，反应产物连续地从反应器中流出，反应器内任何部位的物系的组成不随时间变化，只在流经的长度方向上变化，故连续操作反应器多属于稳态操作。一般不需要辅助过程。适用于大批量的品种的生产，具有产品质量稳定、生产效率高及易实现自动化控制和生产。 9. 生物反应器 用于生物反应过程的容器总称。包括酶反应器(游离酶和固定酶反应器)、固定细胞反应器、各种细胞培养器、发酵罐和转基因动植物等。可用于制备或生产某些生物反应产物，有的可作为生物传感器。 10.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
4、须满足下式要求： b(0.10.12)D Dn=Dn=0.5D-发酵罐直径，b-挡板宽度，n-挡板数 11.离心机分离因数 离心机在运动过中产生的离心加速度和重力加速度的比值,叫做离心机分离因素. 是反映离心机分离能力的重要指标。 12.萃取：将选定的某种溶剂加入到混合溶液中，因混合物中各组分在不同溶剂中的溶解度不同，将所需提取的组分分离出来的过程 13.澄清过滤：当悬浮液通过过滤介质时，固体颗粒被阻拦或吸附在滤层颗粒上，使滤液得以澄清。 14.对数死亡规律 在培养基湿热灭菌时，其中微生物受热死亡的速率是与残存的微生物数量成正比的。即：-dNdt=kNn N：培养基中的活菌个数 n t：时间
5、n k：热死死亡速率 K表明微生物耐热性的强弱。K越大，微生物越容易热死 15.非对数死亡规律 对于耐热性的微生物芽孢，其死亡不符合对数规律。具有代表性的模型为“菌体循序死亡模型”。认为：芽孢的死亡是渐进的。有耐热的芽孢转变为死亡的芽孢(D型），需经过敏感的中间过程。 16.理想反应器 见书p 8-9 17.生物技术 是应用生物体或其组成部分，在最适条件下，生产有价值的产物，或进行有益的过程技术。现代生物技术包括基因工程，细胞工程，酶工程，蛋白质工程和发酵工程 二 1. 动物细胞培养反应器 1)搅拌式生物反应器供氧方式的改进搅拌桨的改进 2)非搅拌式生物反应器填充床反应器填充是在反应器中中空纤
6、维反应器中空纤维反应器气升式生物反应器气升式生物反应器 2. 非牛顿型流体分类 纯粘性流体，但流动中粘度会发生变化，如某些涂料、油漆、食品等。 粘弹性流体，大多数高分子熔体、高分子溶液是典型的粘弹性流体，而且是非线性粘弹性流体。一些生物材料，如细胞液，蛋清等也同属此类。 流动性质有时间依赖性的流体。如触变性流体，震凝性流体。 2. 固定化酶 定义:水溶性酶经物理或化学方法处理后，成为不溶于水的但仍具有酶活性的一种酶的衍生物。在催化反应中以固相状态作用于底物。 与游离酶相比，固定化酶在保持其高效专一及温和的酶催化反应特性的同时，又克服了游离酶的不足之处，呈现贮存稳定性高，分离回收容易，可多次重复
7、使用，操作连续可控，工艺简便等优点。 影响固定化酶动力学因素:空间效应;分配效应;扩散效应;外扩散限制效应; 内扩散限制效应 3. 液液萃取中常见的离心萃取机的主要结构和工作过程：见P170 4.多级逆流固液萃取流程：P176 5. 介质过滤除菌机理有哪几种？ 惯性冲击滞留作用机理拦截滞留作用布朗扩散截留作用重力沉降作用机理静电吸附作用机理 (1)惯性碰撞作用：空气流速在临界气流速度以上； (2)拦截作用：空气流速在临界气流速度以下；边界滞留层的气流速度更慢,进到滞留区的微粒慢慢靠近和接触纤维而被黏附截留. (3)布朗扩散作用：低速，小颗粒凝聚成大颗粒； (4)重力沉降作用： (5)静电吸附作用：
