生物工程設(shè)備復(fù)習(xí)資料第三篇(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第三篇第一章 空氣凈化除菌與空氣調(diào)節(jié)1、生物工業(yè)生產(chǎn)中對空氣質(zhì)量的要求。無菌，無灰塵，無雜質(zhì)，無水，無油，溫度，濕度，正壓等要求；生物工業(yè)生產(chǎn)中對無菌空氣的無菌程度要求是：一般要求1000次發(fā)酵周期所用的無菌空氣只允許一次染菌。即經(jīng)過濾后空氣的無菌程度為N=10-32、 空氣除菌的一般方法，生物工業(yè)常用的除菌方法。輻射殺菌、化學(xué)藥品殺菌、熱殺菌、靜電除菌、過濾除菌（工業(yè)常用）介質(zhì)過濾除菌是使空氣通過經(jīng)高溫滅菌的介質(zhì)過濾層，將空氣中的微生物等顆粒阻截在介質(zhì)層中，而達(dá)到除菌的目的。3、 介質(zhì)過濾除菌機(jī)理及常用介質(zhì)。機(jī)理：微粒隨空氣流通過濾層時，濾層纖維所形成的網(wǎng)格阻礙氣流

2、前進(jìn)，使氣流無數(shù)次改變運動速度和方向而繞過濾層前進(jìn)，這些改變引起微粒對濾層纖維產(chǎn)生慣性沖擊、重力沉降、攔截、布朗擴(kuò)散、靜電吸附等作用而把微粒滯留在纖維表面。常用的過濾介質(zhì)有棉花、活性炭、超細(xì)玻璃纖維、石棉濾紙、PVA燒結(jié)材料過濾介質(zhì)、燒結(jié)金屬過濾介質(zhì)等。4、 兩級冷卻、分離、加熱的空氣除菌流程（各設(shè)備的結(jié)構(gòu)及作用）。流程：空氣粗過濾器空壓機(jī)貯罐一級冷卻器旋風(fēng)分離器二級冷卻器絲網(wǎng)分離器加熱器過濾器無菌空氣流程特點：兩次冷卻，兩次分離，適當(dāng)加熱粗過濾器：搜集較大灰塵顆粒，防止壓縮機(jī)受磨損，減輕總過濾器負(fù)荷壓縮機(jī)：吸入空氣并使其獲得較高的離心力，再將其部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓輸出貯罐：消除壓縮機(jī)排出空氣量

3、的脈沖，維持穩(wěn)定空氣壓力，利用重力沉降除去部分油霧一級冷卻器：降低空氣溫度，將油、水凍結(jié)成較大霧粒旋風(fēng)分離器：分離空氣中較大微粒，并除去油和水二級冷卻器：降低空氣溫度，使其進(jìn)一步冷卻后析出較小的霧粒絲網(wǎng)分離器：分離較小直徑的霧粒加熱器：將空氣相對濕度降低至50%-60%，保證過濾器正常進(jìn)行過濾器：除去空氣中余留的較小霧粒，獲得無菌空氣5、 對數(shù)穿透定律。過濾器的種類。 N：濾層中空氣的微粒濃度，個/m3；L：濾層厚度m；K：過濾常熟個/m2） 種類：纖維介質(zhì)深層過濾器 平板式纖維紙過濾器 管式過濾器 接迭式低速過濾器JPF空氣過濾器YUD-Z空氣過濾器6、焓濕圖及狀態(tài)變化過程。1等濕（干式）加

4、熱過程：空氣狀態(tài)變化是等濕增焓升溫過程2等焓減濕過程：等焓減濕升溫過程變化 3等焓加濕過程 4等溫加濕過程5減濕冷卻（或冷卻干燥）過程第二章 設(shè)備與管道的清洗與殺菌1、保證管道徹底滅菌的設(shè)計要求。1）管道應(yīng)有一定的斜度，通常取1/100或更大；2）凹陷低點安裝排污閥；3）管路有足夠的支撐點；4）盡可能減少和簡化管路，盡可能少用彎頭管件和閥門；5）盡可能減少最高與最低點，且在每個最高點裝設(shè)蒸汽進(jìn)管，在最低點均裝冷水閥；6）每個罐及管道盡可能分開滅菌。這樣才能保證蒸汽殺菌的嚴(yán)密性與穩(wěn)定安全性。2、空罐滅菌。滅菌溫度和滅菌時間的要求是高溫長時(121，60分鐘) ，既合理經(jīng)濟(jì)，又能殺滅設(shè)備中各死角殘

5、存的雜菌或芽孢。3、 設(shè)備材料及加工要求。1）設(shè)備材料的選擇 發(fā)酵罐及產(chǎn)品分離純化等設(shè)備、管道的材料多采用不銹鋼，尤其是可耐酸、耐堿、耐鹽等質(zhì)量優(yōu)良的不銹鋼，如1Cr18Ni9Ti和含鉬的不銹鋼。塑料等高分子聚合物加工時應(yīng)盡可能表面上存在微孔。盡量不用低密度聚乙烯、氯丁橡膠和聚氯乙烯。 設(shè)備材料應(yīng)避免使用含鋅、鎘、鉛等的材料。2）加工要求：設(shè)備管路閥門等內(nèi)表面要求較高的光潔度，尤其發(fā)酵罐等要光滑、無細(xì)孔、無毛刺及凹坑裂紋等。設(shè)備內(nèi)焊縫需要機(jī)械打磨或拋光、電鍍。第三章 生物反應(yīng)物料輸送設(shè)備1、機(jī)械輸送設(shè)備種類。斗式提升機(jī)皮帶運輸機(jī)螺旋輸送機(jī)適用范圍：垂直提升固體物料，適用于松散型、小顆粒物料。裝

6、料方式分掏取式和喂入式兩種；卸料方式：重力卸料：適用干燥松散磨損小的物料；離心卸料：適用黏度較大或較重的物料適用物料：松散干濕物料、谷物顆粒及成件制品。適用物料：松散的粉狀或小顆粒狀物料2、 如何選擇輸送方式。選擇輸送方式時，應(yīng)根據(jù)物料的特性、輸送量、輸送距離、線路狀況、動力消耗等因素，綜合進(jìn)行考慮。一般對于大麥、大米等松散的粒狀物料，最適宜用氣流輸送；而較大的塊狀物料或過細(xì)的粉狀物料，氣流輸送時困難較大。輸送量大且能連續(xù)運行的操作，宜用氣流輸送；輸送量少且是間歇操作的，不宜用氣流輸送。對短距離輸送，宜用低壓壓送；長距離輸送，則以高壓壓送有利。3、 氣流輸送。借助強烈的空氣流沿管道流動，把懸浮

7、在氣流中的物料送至所需的地方。應(yīng)用：輸送大麥、大米、麥芽及地瓜干等松散物料。優(yōu)點：設(shè)備簡單，占地面積小，費用少，輸送能力和輸送距離的可調(diào)性大，管理簡便，易于實現(xiàn)自動化。缺點：動力消耗比較大，不適于輸送潮濕的和粘滯的物料。根據(jù)設(shè)備組合不同，氣流輸送裝置可分為真空輸送、壓力輸送和壓力真空輸送。4、 旋風(fēng)分離器原理結(jié)構(gòu)。旋風(fēng)分離器主要由三部分組成：內(nèi)筒（也稱排氣管）、外筒和倒錐體。當(dāng)含雜質(zhì)氣體沿軸向進(jìn)入旋風(fēng)分離管后，氣流受導(dǎo)向葉片的導(dǎo)流作用而產(chǎn)生強烈旋轉(zhuǎn)，氣流沿筒體呈螺旋形向下進(jìn)入旋風(fēng)筒體，密度大的液滴和塵粒在離心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿筒壁下落流出旋風(fēng)管排塵口至設(shè)備底部儲液區(qū)，從設(shè)備

8、底部的出液口流出。旋轉(zhuǎn)的氣流在筒體內(nèi)收縮向中心流動，向上形成二次渦流經(jīng)導(dǎo)氣管流至凈化天然氣室，再經(jīng)設(shè)備頂部出口流出。5、 離心泵原理及氣蝕現(xiàn)象。1） 原理：在啟動泵前，泵體及吸入管路內(nèi)充滿液體。當(dāng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)時，葉輪帶動葉片間的液體一道旋轉(zhuǎn)，由于離心力的作用，液體從葉輪中心被甩向葉輪外緣，動能也隨之增加。當(dāng)液體進(jìn)入泵殼后，由于泵殼中的流道逐漸擴(kuò)大，液體流速逐漸降低，一部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，于是液體以較高的壓強沿排出口流出。與此同時，葉輪中心處由于液體被甩出而形成一定的真空，而液面處的壓強比葉輪中心處要高，因此，吸入管路的液體在壓差作用下進(jìn)入泵內(nèi)。葉輪不停旋轉(zhuǎn)，液體也連續(xù)不斷的被吸入和壓出。2）

9、 氣蝕現(xiàn)象：離心泵能吸上液體是由于在泵的葉輪進(jìn)口形成了低壓，如果提高泵的安裝高度，將導(dǎo)致泵內(nèi)壓力降低，當(dāng)壓力降至被輸送液體的飽和蒸汽壓時，將發(fā)生沸騰。使液體以很大速度從周圍沖向氣泡中心，產(chǎn)生頻率很高，瞬時壓力很大的沖擊，這種現(xiàn)象就稱為氣蝕現(xiàn)象。發(fā)生氣蝕現(xiàn)象時，會發(fā)出噪音，使泵體震動，嚴(yán)重時可使泵根本無法工作，而且使泵的壽命大大降低第四章 生物工程供水與制冷系統(tǒng)及設(shè)備1、水處理的三個階段及設(shè)備。1）水過濾機(jī)理：水過濾是一系列不同過程的綜合效應(yīng)，包括篩濾、深層過濾和靜電吸附。常用水的過濾裝置：砂濾棒過濾器：砂濾棒（又稱砂芯）系選用多孔陶瓷原料經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。棒身具有許多細(xì)微孔，是過濾器發(fā)揮過濾作用

10、的主體部分，未經(jīng)處理的原水經(jīng)過濾棒本身透過達(dá)到過濾澄清的目的。過濾器分上下二層，中間置放隔水板一塊。隔水板即是固定濾棒的裝置，又起液體過濾前后分界作用活性炭過濾器：活性微孔徑為25nm。利用活性炭的表面吸附和機(jī)械過濾作用除去水中的雜質(zhì)，常用于離子交換法和電滲析法的前處理。中空纖維超濾裝置2）水的軟化或脫鹽離子交換裝置電滲析裝置 利用陰、陽離子交換膜對水中離子具有選擇性和透過性的特點。在外加直流電場的作用下，使原水中陰、陽離子分別通過陰離子交換膜和陽離子交換膜遷移，從而達(dá)到除鹽的目的。 電滲析器有立式和臥式兩種。由離子交換膜、隔板、電極、極框、壓緊裝置等組成。3）水的殺菌氯殺菌：常用的氯殺菌劑有

11、活性二氧化氯、漂白粉和次氯酸鈉。紫外線殺菌臭氧殺菌2、發(fā)酵工廠潔凈蒸汽的工藝要求。蒸汽壓力穩(wěn)定，以保證熱加工過程的穩(wěn)定性，通過穩(wěn)壓閥和緩沖罐來實現(xiàn)；蒸汽應(yīng)維持一定的干度；保持蒸汽流量穩(wěn)定，且含有較少的不凝性氣體，以提高蒸汽的熱效率。第五章 生物工程壓力容器1、壓力容器零部件的標(biāo)準(zhǔn)化（公稱直徑、公稱壓力）1）公稱直徑： 是容器和管道標(biāo)準(zhǔn)化后的尺寸系列。 對容器而言是指容器的內(nèi)徑（用管子作筒體的容器除外）；對于管子或管件，公稱直徑是指名義直徑，是介于管子內(nèi)外徑之間的某個數(shù)值。 2）公稱壓力：規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力等級，一般單位為MPa。2、壓力容器用鋼的類型。按化學(xué)成分分類，壓力容器用鋼可分為三大基本類型

12、，即碳素鋼、低合金鋼、和高合金鋼。1）碳素鋼強度較低，而塑性與可焊性良好，價格低廉。常用20R鋼-R表示壓力容器專用鋼 2)低合金鋼是在碳素鋼的基礎(chǔ)上加入少量的Mn、V(釩)、Mo、Nb（鈮）等合金元素構(gòu)成的，它具有優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，其強度、韌性、耐腐蝕性、低溫和高溫性能均優(yōu)于相同含碳量的碳素鋼。常用16MnR。3)高合金鋼大多是耐腐蝕、耐高溫鋼。根據(jù)所含主要合金元素的3、內(nèi)壓薄壁容器定義及設(shè)計。壓力容器按壁厚可以分為薄壁容器和厚壁容器。通常把壁厚與其內(nèi)半徑之比小于0.1的容器稱為薄壁容器，反之為厚壁容器。壓力容器的設(shè)計是根據(jù)工藝過程的要求和條件，進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度計算。結(jié)構(gòu)設(shè)計需要選擇適用

13、、合理、經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)形式，同時滿足制造、檢測、裝配、運輸和維修等要求；而強度計算內(nèi)容包括容器的材料，主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定，強度、剛度和穩(wěn)定性計算等，以保證容器安全可靠運行。設(shè)計參數(shù)的確定1設(shè)計壓力：容器的設(shè)計壓力是指在相應(yīng)的設(shè)計溫度下，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。 對于盛裝液體的容器，當(dāng)容器內(nèi)液體靜壓大于等于設(shè)計壓力的5時，液柱靜壓應(yīng)計入容器的設(shè)計壓力內(nèi)。 2設(shè)計溫度：是指容器在正常操作情況，在相應(yīng)的設(shè)計壓力下設(shè)定的受壓元件的金屬溫度。 3 厚度及厚度附加量 對于設(shè)計壓力較低的壓力容器，按強度計算公式計算出的壁厚很小，不能滿足制造、運輸和安裝時的剛度要求，因此，應(yīng)對容器規(guī)定一最小壁厚。按照我國容器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，最小壁厚按下列方法確定：1. 對于碳素鋼和低合金鋼容器，不小于3mm，腐蝕裕量另加；2. 對于不銹鋼容器，取tmin=2mm。4 許用應(yīng)力：是容器殼體等受壓元件的材料許用強度，取材料極限強度與相應(yīng)的安全系數(shù)之比。查表計算。5 焊縫系數(shù)：在強