生物制药设备习题及考试重点

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1、生物制药设备习题及考试重点 生物制药设备重点,习题及答案,考试重点,包括名词解释,填空,问答,简答,计算 定义 生物技术 生物反应器 抱负反应器 非抱负反应器 对数死亡规律 非对数死亡规律 澄清过滤 萃取 离心机分别因数 全挡板条件 间歇操作 连续操作 滤饼过滤 搅拌雷诺准数 深层过滤的对数穿透定律 酶反应器 搅拌器轴功率 学问重点 生物反应器的分类 动物细胞生物反应器的分类 非牛顿流体分类 生物反应器放大的方法 连续灭菌流程 常用的空气预处理 典型的生物反应过程 比较涡轮式搅拌器的三种形式的耗能 离心分别 常用的空气预处理 空气除菌方法 常见的固液分别方法。 简答题（带答案）及论述题 （自己

2、找） 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，与上升管的发酵液亲密接触。由于上升管内的发酵液轻，加上压缩空气的喷流淌能，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，在上升管供应微生物所需要的溶解氧，使发酵正常进行 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

3、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，通过定子而使气液匀称分布甩出。由于转子的搅拌作用，气液在叶轮的外缘形成剧烈的混合流（湍流），使刚刚离开叶轮的空气马上在不断循环的发酵液中分裂成微小的气泡，并在湍流状态下混合、翻腾、集中到整个罐中，因此转子同

4、时具有搅拌和充气两个作用。 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，由于液体表面层作用，使靠近流体表面的无菌空气气体边界层具有肯定的速率，从而形成气体的流淌和自吸作用，并被高速流淌的液体打碎、分散,与液体匀称混合,使氧溶解在发酵液中的，这是溶氧阶段。发酵液进入发酵罐后，微生物耗氧，同时将代谢产生的二氧化碳和其它气体不断地从发酵液中分别并排出，发酵液的比重变大向发酵罐底部循环，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循环管，开头下一个循环。 常见连续

5、灭菌流程： 连消塔-喷淋冷却流程：配好的培育基用泵打入连消塔与蒸汽直接混合，达到灭菌温度后进入维持罐，维持肯定时间后经喷淋冷却器冷却至肯定温度后进入发酵罐。主要设备：配料预热罐、连消塔、维持罐。P20图2-4 喷射加热-真空冷却连续灭菌流程：培育基（培育液）用泵打入喷射加热器，以较高的速度至喷嘴喷出，借高速流体的抽吸作用与蒸汽混合后进入管道维持器（维持管），经肯定时间后通过一膨胀阀进入真空急骤蒸发室，因真空作用使水分急骤蒸发而冷却至70-80左右，再进入发酵罐冷却至接种温度。主要设备：喷射加热器、维持管、膨胀阀、真空急骤蒸发室。P21图2-5 板式换热器灭菌流程：采纳了板式换热器作为培育液的加

6、热和冷却器，培育液在设备中同时完成预热、灭菌及冷却过程。加热段使培育液的温度上升，经维持段保温一段时间，然后在板式换热器的水冷却段冷却，从而是培育液的预热、加热、灭菌及冷却过程可在同一设备内完成。 管式离心机的结构和工作原理：结构，转鼓、分别盘、机壳、机架、传动装置；工作原理，操作时，将待处理的料液在肯定的压力下由进料管经底部中心轴进入鼓底，靠圆形挡板分散到四周，并由于受到高速离心力作用而旋转向上，轻液则位于转筒中央，呈螺旋形运转，向上移动。重液相则靠近筒壁，至分别盘时轻液相则沿轻液孔道进入集液槽后排出收集。固体则在离心力场的作用下沉积于鼓壁上，达到肯定数量后，停机人工除渣。 碟片式离心机的结

7、构和工作原理：结构，圆锥形盖、倒锥形转鼓、锥形碟片、喷嘴；工作原理，发酵醪由转鼓中心进入高速旋转的转鼓内，因固-液密度不同，在碟片空隙内受到离心力的作用下，将发酵醪分成固液两厢。比重轻的清夜有规律地沿碟片的 生物制药设备重点,习题及答案,考试重点,包括名词解释,填空,问答,简答,计算 上表面的碟片轴心方向移动，在轻液出口处排出。而密度大的浓缩物或菌体，则有规律地沿着上一碟片的底表面下滑到碟片外边缘，经转鼓壁上的喷嘴喷出，从而达到离心分别的目的。 通用式机械搅拌发酵罐中的平直叶涡轮搅拌器为什么要安一个圆盘? 答： 通用式机械搅拌发酵罐中的平直叶涡轮搅拌器假如没有圆盘，从搅拌器下方空气管进入的无菌

8、空气气泡就会沿着轴部的叶片空隙上升，不能被搅拌叶片打碎，致使气泡的总表面积削减，溶氧系数降低；同时气泡大，上升速度快，走短路，传质效果差。而安一个圆盘，大的气泡受到圆盘的阻挡，只能从圆盘中央流至其边缘，从而被圆盘周边的搅拌浆叶打碎、分散，提高了溶氧系数。 一个良好的生物反应器应满意的要求：结构严密，经得起蒸汽的反复灭菌，内壁光滑，耐腐蚀性好，以利于灭菌彻底和减小金属离子对生物反应的影响；有良好的气、液、固接触和混合性能以及高效的热量、质量、动量传递性能；在保持生物反应要求的前提下，降低能耗；有良好的热量交换性能，以维持生物反应最适温度；有可行的管道比例和仪表掌握，适用于灭菌操作和自动化掌握。

9、板框过滤机的主要结构和工作过程：主要结构，滤布、滤框、滤板、滤饼推出板；工作原理，悬浮液从板框上部的两条通道流入滤框，然后，滤液在压力的作用下，穿过在滤框前后两侧的滤布，沿滤板表面流入下部通道，最终流出机外。清洗滤饼也按此路线进行。洗饼完毕后，油压机根据既定距离拉开板框，再把滤框升降架带着全部滤框同时下降一个框的距离。然后推动滤饼推板，将框内的滤饼向水平方向推出落下。滤布由牵动装置牵引循环行进，并由防止滤布歪行的装置自动定位，同时洗刷滤布。最终，滤布复位，重新夹紧，进入下一操作周期。 什么是轴封？机械轴封与填料函轴封相比有什么优缺点？ 答：轴封是安装在旋转轴与设备之间的部件，它的作用是阻挡工作

10、介质（液体、气体）沿转动轴伸出设备之处泄漏。 机械轴封与填料函轴封相比优点是: a. 密封牢靠，在一个较长的使用期中不会泄漏或很少泄漏。清洁，无死角，可以防止杂菌污染。 b. 使用寿命长，正确选择摩擦副和比压的机械密封可使用年，最长有用到年。 c. 修理周期长，在正常工作的状况下，不需要修理。 d. 轴或轴套不受磨损。 e. 摩擦功率耗损少，一般约为填料函密封的1050 f. 机械轴封对轴的精度和光滑度没有填料函要求那么严格，对旋转轴的振摆和轴对壳体孔的偏斜不敏感，对轴的震惊敏感性小。 g.适用范围广，能用于低温、高温、高真空、高压、各种转速以及各种腐蚀性、磨蚀性、易燃、易爆、有毒介质的密封。

11、 其缺点是：结构简单，需要肯定的加工精度和安装技术。 在培育基的灭菌过程中是否能做到肯定无菌？为什么？发酵生产中对培育基的灭菌的无菌程度是多少？ 答 若要求灭菌后肯定无菌，即Ns=0，从上面公式可以看得出灭菌时间将等于无穷大，这对生产来说是不行能，所以培 -3养基灭菌后，在培育液中必定还产残留肯定的活菌。工程上通常以Ns=10个/罐来进行计算，即杂菌污染降低到被处 理的每1000罐中只残留一个活菌的程度，这就可以满意生产的要求了。 发酵罐实罐灭菌为什么要“三路进汽”? 实罐灭菌的进汽和排气原则是什么? 答： 所谓发酵罐实罐灭菌的“三路进汽”就是在对培育基灭菌时，让蒸汽从空气进口、排料口、取样口

12、进入罐内，使培育基匀称翻腾，达到培育基灭菌之目的。这是由于这三个管都是插入到发酵醪中，若不进蒸汽就会形成灭菌死 N1 log0 kNs 角。实罐灭菌的进汽和排气原则是“非进即出”，就是说全部进入发酵罐的管道在灭菌过程中假如不进入蒸汽就肯定要进行排气，使全部管道都被蒸汽（或二次蒸汽）通过，得以灭菌。不能有既不进汽也不排汽的管道（死角）存在。 什么是离心分别机?叙述离心分别机分别两种不同重度液体的原理。 答: 藉离心沉降速度的不同将轻重不同或互不溶解的两种液体分开的离心机称作离心分别机。 离心分别机机的转鼓内有数十只(50-80)外形和尺寸相同的碟片,碟片按肯定间距(0.5-1.2mm)叠置起来组

13、成碟片组，每只碟片在离开轴线肯定距离的圆周上开有几个对称分布的圆孔很多这样的碟片叠置起来时，对应的圆孔就形成垂直的通道。两种不同重度液体的混合液进入离心分别机后，通过碟片上圆孔形成的垂直通道进入碟片间的隙道，并被带着高速旋转，由于两种不同重度液体的离心沉降速度的不同，重液的离心沉降速度大，就离开轴线向外运动，轻液的离心沉降速度小，则向轴线流淌。这样，两种不同重度液体就在碟片间的隙道流淌的过程中被分开。 生物制药设备重点,习题及答案,考试重点,包括名词解释,填空,问答,简答,计算 问答题 什么是固定化酶？它与游离酶相比有哪些优缺点？影响固定化酶动力学的因素有哪些？ 画图说明机械搅拌通风发酵罐结构，并标出至少4个部件名称及相关作用。 多级逆流固液萃取流程 画图说明真空转鼓过滤机的结果并文字说明不同区域的工作原理 液液萃取中常见的离心萃取机的主要结构和工作过程并画图说明：（主要是倾析式离心机） 介质过滤除菌机理有哪几种？不同空气流速下（高中低）分别对应的是何种机理？ 下列为沿海潮湿地区一家生物发酵厂空气处理的简易流程，推断其是否合理，简述其缘由，如不合理，试提出修改看法，并列出合理的流程图。 粗过滤器空压机丝网分别器旋风分别器分过滤器总过滤器发酵罐 计算题 书上例题p139 1） 3） 书上例题p25. 书上例题p183，184 10Word版本