发酵工程设备题库Word文件下载.docx

发酵工程设备题库Word文件下载.docx

《发酵工程设备题库Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发酵工程设备题库Word文件下载.docx（38页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

10、某发酵罐直径为5m，下列组合可达到全挡板条件的有　　。

A.挡板宽度为0.5m，挡板数为4B.挡板宽度为0.4m，挡板数为6

C.挡板宽度为0.5m，挡板数为6D.挡板宽度为0.4m，挡板数为5

11、双端面机械轴封的主要部件有　　　。

A.动环B.静环C.弹簧加荷装置D.辅助密封元件

12、耙式消泡器通常安装在发酵罐的　　。

A.内壁上B.马达上C.搅拌轴上D.搅拌器上

13、下列　　可提高氧传递推动力，从而增加溶氧速率。

A.降低培养液黏度B.机械搅拌C.通入富氧空气D.提高通气压强

14、在发酵过程中，发酵罐罐顶压强（表压）一般为　　MPa。

A.0.01B.0.03C.0.05D.0.07

15、有导流筒结构的发酵罐是　　。

A.机械搅拌通风发酵罐　B.气升式发酵罐

C.机械搅拌自吸式发酵罐D.喷射自吸式发酵罐

16、气升式发酵罐的主要特点有　　　。

A.溶氧速率和溶氧效率较高B.剪切力小，对生物细胞损伤小

C.易于放大设计和模拟D.操作和维修方便

17、气升式发酵罐的循环周期与　　有关。

A.发酵液体积B.发酵液循环流量C.导流筒直径D.导流筒内发酵液流速

18、在设计和使用气升式发酵罐时，关于导流筒的说法正确的是　　　。

A.导流筒高度＞4m　　B.导流筒高度＜4m

C.液面高度＞导流筒高度D.液面高度＜导流筒高度＋1.5m

19、采用负压吸入空气的发酵罐是　　。

A.机械搅拌通风发酵罐　B.气升式发酵罐

C.机械搅拌自吸式发酵罐D.喷射自吸式发酵罐

20、可采用自吸与鼓风相合的发酵罐是　　。

21、具有转子和定子结构的发酵罐是　　　。

C.机械搅拌自吸式发酵罐D.喷射自吸式发酵罐

22、下列关于机械搅拌自吸式发酵罐，正确的是　　。

A.产生的负压不大，发酵罐的放大受到限制B.适于丝状菌的发酵

C.适于微好氧的微生物发酵D.转子与液面距离应控制在2～3m

23、由于液体流动而吸气的发酵罐是　　。

A.机械搅拌自吸式发酵罐　B.文氏管吸气自吸式发酵罐

C.液体喷射自吸式发酵　　D.溢流喷射自吸式发酵罐　

24、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

二、判断题

1、（　　）在α-淀粉酶发酵生产中，发酵罐内使用的是单管式空气分布器，空气气泡的直径与通风量有关，而与管口直径无关。

2、（2　　）通用式机械搅拌发酵罐中搅拌器的作用是打碎泡沫，促使CO2从醪液中排出。

3、（　　）100m3通用式机械搅拌发酵罐一般搅拌转速在140-160rpm之间，所用变速装置多为三角皮带轮变速。

4、（　2　）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。

5、（　2　）小型发酵罐罐顶设有清洗用的人孔。

6、（　2　）大型发酵罐罐顶装设手孔。

7、（　　）发酵罐罐体上的罐体上的管路越少越好，能合并的应合并。

8、（　　）发酵罐内达到全挡板条件时，挡板的数量往往小于理论值，这是因为罐内有些部件也可起到挡板的作用，如冷却竖管、排管、蛇管。

9、（　2　）搅拌功率越大，溶氧系数越大，越有利于发酵。

10、（　　2）搅拌器的形状对溶氧系数没有影响。

11、（　　）在同样的搅拌形式和尺寸，同样的输入功率，培养液的体积至少要浸没搅拌叶情况下，培养液的净体积越大，溶氧系数越小。

12、（　2　）有挡板的发酵罐比没有挡板的发酵罐，体积溶氧系数小。

13、（　　）通入空气时，培养液中的气泡比纯水中的气泡小，体积溶氧系数高。

14、（　　）消泡剂既可增大体积溶氧系数，也可降低溶氧系数。

15、（　　）发酵罐的高径比因发酵菌种而异。

16、（　　）气升式发酵罐的高径比适宜范围为5～9。

17、（　　）气升式发酵罐的导流筒直径/发酵罐直径的适宜范围为0.6～0.8。

18、（2　　）一般的自吸式发酵罐是负压吸入空气的，较易产生杂菌污染。

三、填空

1、罐体必须能承受一定压力和温度，通常要求耐受130℃和0.25MPa（绝压）

2、在通风发酵罐中，挡板与罐壁之间的距离为1/5～1/8D，可避免形成死角，防止物料与菌体堆积。

3、轴封的作用是防止染菌和泄漏，大型发酵罐常用的轴封为双端面机械轴封。

4、空气分布器的作用是向罐体内通入无菌空气，并使空气均匀分布。

5、为了防止空气分布器吹入的空气直接喷击罐底，加速罐底腐蚀，常在空气分布器下部罐底上加焊一块补强板。

6、在大多数通气发酵场合，氧由气泡传递到液相中是生物通气发酵过程的限速步骤。

7、根据经验，通气发酵罐的装料系数范围在0.6～0.85。

8、在大多数的发酵罐中，罐顶压强取0.05MPa较好。

9、关于搅拌剪切与反应器形式、结构及对象生物细胞的设计准则，目前以搅拌叶尖线速度为基准。

10、酵母和细菌培养液呈现牛顿型流体特性；

而丝状菌培养液呈现非牛顿型流体特性。

11、通常，对一个发酵罐的大小用公称体积表示。

12、体积溶氧系数的实验测定方法有物料平衡法、动态法和亚硫酸盐氧化法。

13、在机械搅拌自吸式发酵罐中，转子同时具有搅拌和充气两个作用。

四、名词解释

1、通用式发酵罐：

　指兼有搅拌和空气压缩分布装置的发酵罐.

2、全挡板条件：

　可以达到时涡旋基本消失或消除液面涡旋的最低档板条件

3、KLa：

　体积溶氧系数,有实验测得

4、牛顿型流体：

之发酵过程中,液体的粘度不遂剪切速度和剪切力的改变并而改变　

5、公称体积：

　罐体体积和罐顶体积之和

6、消泡器：

7、自吸式发酵罐：

　是一种不需要空气压缩机提供加压空气而依靠特色的机械搅拌吸气装置或液体喷射吸气装置吸入无菌空气并同时实现混合搅拌,及溶氧船只的发酵罐.

五、问答题

1、搅拌器的作用。

搅拌的主要作用是混合和传质，即使通入的空气分散气泡并与发酵液充分混合，使气泡破碎以增大气－液接触界面，以获得所需要的氧传递速率，并使生物细胞悬浮分散于发酵体系中，以维持适当的气－液－固（细胞）三相的混合与质量传递，同时强化传热过程。

2、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呢？

通用式机械搅拌发酵罐中的平直叶涡轮搅拌器如果没有圆盘，从搅拌器下方空气管进入的无菌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减少，溶氧系数降低。

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。

3、挡板的作用。

①防止液面中央产生漩涡，②促使液体激烈翻动，增加溶解氧，③改变液流的方向，由径向流改为轴向流。

4、说明增加通气量对体积溶氧系数有何影响？

　　对同一个生物反应器，一般来说通气量越大，溶氧系数越大。

这是因为：

①较大的通气量能够在发酵液中产生较多的气泡，从而增大气液接触面积，使溶氧系数提高。

②通气对培养液也起到一定的搅拌作用，通气量越大，搅拌越剧烈，降低了液膜和气膜厚度，减少了传质阻力。

　　但是，通气量也不能太大，因为太大的通气量不仅容易产生大量泡沫，使发酵液冲出发酵罐，而且，通气量超过一定的限度，搅拌将带动大量的气泡空转，无法有效地将空气分散到发酵液中，发生所谓的“过载”现象，溶氧系数会降低。

5、在发酵中，提高罐压可明显提高溶氧速率，但为何在实践中行不通？

　　提高罐压后，不仅对生物细胞的生长与代谢受影响，而且相应提高的CO2浓度会抑制生物细胞的生长代谢，从而降低发酵速率。

故此操作罐压应适度，在大多数的发酵，罐顶压强取0.05MPa较好。

6、在通风搅拌发酵设备中，请描述搅拌剪切与细胞损伤的定性关系？

单细胞微生物如球状或杆状的细菌、酵母、小球藻等耐受搅拌剪切的能力强，而丝状菌的耐受力弱，特别是动物细胞对搅拌剪切甚至对通气混合所产生的较轻微的剪应力也非常敏感，以致于在进行动物细胞组织培养反应器时把降低搅拌剪切放于首位。

7、以内循环为例，说明气升式发酵罐的工作原理。

气升发酵罐内中央有一个导流筒。

在导流筒的下部有空气喷嘴，空气以250~300米/秒的高速度喷入导流筒，通过气－液混合物的湍流作用而使气泡分割破碎，同时导流筒内的发酵液密度降低，加上压缩空气的喷流动能，因此使导流筒内的发酵液向上运动。

在发酵罐上部，一部分气泡破碎，CO2排出发酵液密度增大，并在导流筒外下降，再次进入上升管，形成循环流动，实现混合与溶氧传质。

8、叙述机械搅拌自吸式发酵罐的工作原理。

自吸式发酵罐的主要构件是自吸搅拌器（转子）和导轮（定子）。

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，在转子中心处形成负压，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。

同时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。

9、叙述溢流喷射自吸式发酵罐的工作原理。

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一定的速率，从而形成气体的流动和自吸作用，吸入空气被高速流动的液体打碎、分散，与液体均匀混合,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离并排出，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，开始下一个循环。

10、文氏管吸气自吸式发酵罐原理

其原理是用泵将发酵液压入文氏管，由于文氏管的收缩段中液体的流速增加，形成真空而将无菌空气吸入，并被高速流动的液体打碎，与液体均匀混合，提高发酵液中的溶解氧，同时由于上升管中发酵液与气体混合后，比重较罐内发酵液轻，再加上泵的提升作用，使发酵液在上升管内上升。

当发酵液从上升管进入发酵罐后，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离并排出，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上升管，开始下一个循环。

11、影响溶氧系数的因素有哪些？

（1）提高饱和浓度C*：

①降低培养液黏度；

②通入富氧空气；

③提高通气压强；

（2）增加溶氧系数：

①机械搅拌；

②培养液的体积；

③通气速度；

④搅拌罐内部结构；

⑤发酵液性质；

⑥消沫剂；

第二章　厌氧发酵设备

1、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。

A.蒸气B.酒精C.冷凝水D.热水

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、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

4、生产中使用的酒精发酵罐是受压容器，因此上下封头一般选用　　　　封头。

A.锥形B.球形C.蝶形D.平板

5、酒精发酵罐应具备的性能有　　　　　。

A.及时移走热量B.有利于发酵液的排出C.便于设备的清洗、维修D.有利于回收二氧化碳

6、下列发酵罐是密闭式的有　　　　。

A.机械搅拌通风发酵罐B.气升式发酵罐C.酒精发酵罐D.啤酒发酵罐

7、厌氧发酵罐与好氧发酵罐在结构上区别有　　　　。

A.通风　　B.搅拌　　C.冷却　　D.清洗

8、圆筒体锥底发酵罐在啤酒发酵中，锥底的作用是　　　　。

A.有利用排除酵母　　B.有利于冷却　　C.有利于进料　　D.有利于充CO2

9、在进行啤酒发酵罐的设计时，应重点考虑　　　　。

A.罐的耐压要求　　B.内部清洗　　C.发酵液的对流　　D.发酵液的热交换

10、啤酒发酵罐与酒精发酵罐在工作时的区别是　　　　。

A.冷媒　　B.温度　　C.压力　　D.充气

11、圆筒体锥底啤酒发酵罐的优点是　　　　　。

A.既可做发酵罐，又可做储酒罐　　B.可缩短发酵周期　　

C.减少酒花苦味质损失　　　　　　D.啤酒二氧化碳溶解度高，泡沫丰富，泡持性长

12、圆筒体锥底啤酒发酵罐的缺点是　　　　　。

A.酒液澄清慢，影响过滤，排酵母时酒液损失大　　B.对麦芽质量有一定的要求

C.主发酵时产生大量泡沫，罐利用率低　　　D.啤酒内二氧化碳含量不均匀

13、使用圆筒体锥底啤酒发酵罐时，主发酵产生大量泡沫，解决的办法有　　　　　。

A.降低麦汁含氧量　　B.加消泡剂　　　　C.减少酵母接种量　　D.加压发酵

14、具有搅拌装置的啤酒发酵设备是　　　　。

A.圆筒体锥底发酵罐　　B.联合罐　　　　C.朝日罐

15、罐体不耐压的啤酒发酵设备是　　　　　。

16、罐底不是锥底的啤酒发酵设备是　　　　　。

17、内部设有带转轴的可动排液管的啤酒发酵设备　　　　。

18、有离心的啤酒发酵设备　　　　　。

19、朝日罐在发酵啤酒循环的目的是为了　　　　。

A.回收酵母　　B.降低酒温　　　　C.控制下酒酵母浓度　　D.排除啤酒中的生味物质

20、利用朝日罐进行一罐法生产啤酒的优点是　　　　。

A.加速啤酒成熟B.装液系数高　　C.设备利用率高D.减少了排除酵母时发酵液的损失

二、判断

1、（　　）大型酒精发酵罐通常采用高压强水力喷射洗涤装置。

2、（　2　）酒精发酵罐冷媒通常用酒精、乙二醇、液氨等。

3、（　2　）在酒精发酵时，罐内自始至终要保持厌氧环境。

4、（　2　）在酒精发酵时，收集二氧化碳的目的是避免污染环境。

5、（　2　）在酒精连续发酵时，各个发酵罐应专用，不能轮换。

6、（　　）圆筒体锥底发酵罐是目前国内外应用最广的啤酒发酵设备。

7、（　　）发酵后期，为了加强冷却时酒液的自然对流，可人工充二氧化碳强化酒液循环，人工充二氧化碳也起到二氧化碳洗涤作用，可除去酒液中生酒味。

8、（2　　）圆筒体锥底发酵罐是国内外广泛使用的设备，它只能用于下面啤酒发酵。

9、（2　　）使用圆筒体锥底发酵罐时，发酵周期较长，啤酒品质较好。

10、（　　）使用圆筒体锥底发酵罐时，酒内二氧化碳含量不均匀，可通过控制罐的高度及在罐的中部装设出酒口，以改善酒的质量。

11、（　　）联合罐的相对于圆筒锥底发酵罐和朝日罐，造价最低。

12、（　　）联合罐做发酵罐，又可做储酒罐，也能用于多罐法和一罐法生产。

13、（　　）朝日罐的发酵工艺不同于圆筒锥底发酵罐和联合罐。

顺序依次排出，入蒸馏塔蒸馏。

而空罐则依次进行清洗灭菌待用。

二氧化碳则由各罐罐顶排人总汇集罐，再送往二氧化碳车间，进行综合利用。

3、简述淀粉质原料制酒精的连续发酵流程

1、圆筒体锥底发酵罐中发酵液的对流主要是依靠其中二氧化碳和温度变化的作用。

2、朝日罐的酵母分离靠离心机完成。

3、在啤酒发酵罐中，CIP是指内部清洗系统。

4、啤酒四罐式连续发酵，是在三罐发酵中的一级发酵罐前增加一个酵母繁殖罐。

5、啤酒多罐式连续发酵其特点是发酵罐内装有搅拌器。

1、简述酒精发酵设备中的冷却装置。

答：

①中小型发酵罐：

多采用罐顶喷水淋于罐外壁表面进行膜状冷却；

②大型发酵罐：

由于罐外壁冷却面积不能满足冷却要求，所以，罐内装有冷却蛇管或罐内蛇管和罐外壁喷洒联合冷却装置。

要求罐体底部沿罐体四周装有集水槽。

③此外，也有采用罐外列管式喷琳冷却的方法，此法具有冷却发酵液均匀、冷却效率高等优点。

2、简述糖蜜原料制酒精的连续发酵流程。

该流程由9个发酵罐组成，其容量视生产能力大小而定。

酵母和糖蜜同时连续流加入1号罐内，并依次流经各罐，最后从9号罐排出。

除了在酒母槽通入空气之外，在1号罐内也同样通入适量的空气，或增大酵母接种量，维持1号罐内工艺所要求的酵母数。

连续发酵周期结束，则储存于每罐的发酵液，先从末罐按逆向

该流程是由11个发酵罐组成，借连通管将各罐互相勾通。

糖化醪和液曲混合液同时连续平行流入前3罐。

在发酵过程中，发酵液由罐底流出，经连通管进入另一罐的上部，其余依次类推，最后流入最末的两罐计量，并轮流用泵送往蒸馏工段。

发酵过程中所产生的二氧化碳气体借带有控制阀门的U形支管和总管相连，并引向液沫捕集器经分离除去泡沫后，再通过一个鼓泡式的水洗涤塔，经回收酒精后才排入大气或二氧化碳综合利用车间。

4、说明朝日罐的特点。

利用离心机回收酵母，利用薄板换热器控制发酵温度，利用循环泵把发酵液抽出又送回去。

这三种设备互相组合，解决了前、后发酵温度控制和酵母的控制问题，同时也解决了消除发酵液不成熟的风味，加速了解酒的成熟。

　　使用酵母离心机分离发酵液的酵母，可以解决酵母沉淀慢的缺点，而且还可以利用凝聚性弱的酵母进行发酵，增加酵母与发酵液接触时间，促进发酵液中乙醛和双乙酰的还原，减少其含量。

5、啤酒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。

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，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，可以用高压水涨法使其复原。

6、简述啤酒三罐式连续发酵。

将经过冷却、杀菌并已加入酒花的麦芽汁，通过柱式供氧器，流向2个带有搅拌器发酵罐的第一罐中。

经第一罐发酵的啤酒和酵母混合液，借液位差溢流入第二罐，发酵温度24℃。

最后流入第三个酵母分离罐，在罐内被冷却到5℃，自然沉降的酵母则定期用泵抽出，而成熟啤酒则由罐上面溢流到贮酒罐中。

第三章　植物细胞（组织）、动物细胞培养反应器

1、植物细胞培养与微生物细胞培养区别主要体现在　　。

A.细胞体积B.培养液黏度C.需氧量D.体积溶氧系数

2、固定化细胞生物反应器解决了植物细胞培养的　　。

A.细胞遗传的不稳定性B.细胞生理的不稳定性

C.目的物产量低的问题D.降低细胞剪切力

3、填充床反应器的缺点在于　　。

A.支持物颗粒破碎，易阻塞填充床B.氧传递效果不好

C.气体排出较困难　　　　　　　D.温度和pH不易控制

4、流化床反应器的优点在于　。

A.混合效果好B.支持物颗粒不易破损

C.放大容易　　D.有利于植物细胞摄取营养和代谢产物排出

4、植物细胞膜反应器优点在于　。

A.流体动力学易于控制B.操作压下降较低

C.放大容易　　　　　　D.提供更均匀的环境条件

5、在应用通气搅拌反应器培养动物细胞时，应　　。

A.改进冷却装置　　B.降低搅拌速度

C.改进通气装置　　　D.改进搅拌器结构

6、既可培养贴壁依赖性细胞，又可非贴壁依赖性细胞的反应器是　。

A.机械搅拌通风反应器　　B.气升式反应器

C.中空纤维细胞培养反应器　D.喷射自吸式反应器

7、中空纤维细胞培养反应器的优点在于　　。

A.培养器体积小，细胞高密度生长　　B.浓缩产品

C.自动化程度高，细胞生长周期长　　　D.产物纯度高

8、微囊培养系统优点在于　　。

A.细胞密度大　　B.产量低

C.分离纯化操作经济简便　　　D.产物活性、纯度低

1、（　2　）机械搅拌通风发酵罐不能应用于植物细胞培养。

2、（　　）机械搅拌通风发酵罐可通过改进搅拌器，以适应植物细胞培养。

3、（　2　）填充床反应器中，培养液的流速高于流化床反应器。

4、（　　）构建膜反应器的成本较高。

5、（　　）贴壁依赖性动物细胞宜采用滚瓶系统培养。

6、（　2　）气升式反应器不能应用于动物细胞的培养。

7、（　　）中空纤维细胞培养反应器操作要求较高。

8、（　　）微囊培养系统是将动物细胞包裹在半透膜中，并放入气升式反应器进行培养。

三、填空题

1、很多研究表明，（气体搅拌式）反应器十分适于植物细胞生长与次级代谢产物的生成。

2、固定化细胞培养反应器常见的有（填充床反应器）、（流化床反应器）和（膜反应器）三种。

3、膜反应器主要有（中空纤维反应器）和（螺旋卷绕反应器）二种。

4、动物细胞培养方法有（贴壁培养）、（悬浮培养）和（固定化培养）三种。

5、动物细胞大规模培养中，（笼式）通气搅