【正文】 第一章 生物質(zhì)原料預(yù)處理設(shè)備 1. 固體物料的粉碎有可能受那些力作用引起的？ 擠壓粉碎、沖擊粉碎、磨碎、剪碎、劈碎 2. 錘式粉碎機(jī)有哪些部件構(gòu)成？它是如何粉碎物料的？ 工作原理：物料從上方料斗加入，在懸空狀態(tài)下就被錘的沖擊力所破碎。然后物料被拋至沖擊板上，再次被擊碎。此外物料在機(jī)內(nèi)還受到擠壓和研磨的作用。 （ 1）錘片 是粉碎機(jī)的主要工作部件?；拘螤钣?8 種，其中以矩形最多。 錘片的形狀由被粉碎物料而定，錘片菱角多，粉碎力強(qiáng)，耐磨性差，尖角適合粉碎纖維性物料，環(huán)形錘片磨損均勻。錘片長(zhǎng)度一般不超過(guò) 200mm。 (2）篩板 篩板是錘式粉碎機(jī)的排料裝置，一般用 厚的優(yōu)質(zhì)剛板沖孔制成。通常設(shè)在轉(zhuǎn)子的下半周的位置，為了提高粉碎機(jī)的排料能力，可使篩板占整個(gè)粉碎室內(nèi)周面積的 3/4 以上，或者是將篩板置于粉碎室側(cè)面。 篩孔的形狀和尺寸是決定粉料粒度的主要因素，對(duì)機(jī)器的排料能力也有很大的影響。篩孔的形狀一般是圓孔或長(zhǎng)孔。直徑分四個(gè)等級(jí)：小孔 12mm，中孔 34mm，粗孔 56mm，大孔 8mm以上。 3. 輥式粉碎機(jī)是如何粉碎物料？它有幾類(lèi)？ 原理：主要工作機(jī)構(gòu)為兩個(gè)相對(duì)旋轉(zhuǎn)的平行裝置的圓柱形輥筒，裝在兩輥之間的 物料通過(guò)輥筒對(duì)其的摩擦作用而被拖入兩輥的間隙中被粉碎。 兩輥式、四輥式、五輥式、六輥式 4. 簡(jiǎn)述濕法粉碎的優(yōu)點(diǎn) . ，改善了勞動(dòng)環(huán)境，降低了原料消耗； ，淀粉已開(kāi)始吸水膨脹，提高了蒸煮效果； ，提高了蒸汽的利用率； ，節(jié)省了設(shè)備維修費(fèi)用。 5. 按篩面的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同，搖動(dòng)篩可分為哪三種？ 直線(xiàn)搖動(dòng)篩、平面搖晃篩和差動(dòng)篩 6. 影響篩分效率的因素有哪些？ （ 1）篩面上物料層厚度 （ 2）篩下顆粒百分含量、顆粒級(jí)配和形狀 （ 3）物料含水量 此外，篩孔形狀 、篩面種類(lèi)、篩分機(jī)械的運(yùn)動(dòng)方式、加料量的多少及均勻程度也直接影響篩分效率。 7. 球磨機(jī)粉碎時(shí)，粒度，研磨體的尺寸，裝填量之間有什么樣的關(guān)系？ 在粒度較大物料研磨時(shí)，研磨體的尺寸要大些，裝填量少些，使沖力作用加強(qiáng)；反之，研磨體尺寸小些，裝填量多些，則有利于小粒物料的研磨。 研磨體裝填量、尺寸大小和轉(zhuǎn)速的配合直接影響著球磨機(jī)的操作質(zhì)量。研磨體（球體）裝填量越少，筒體轉(zhuǎn)速越大（在極限轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)），則研磨體的滑動(dòng)也越小，故對(duì)物料的研磨作用也較小。 8. 常用的超細(xì)粉碎設(shè)備有哪些？ 有振動(dòng)磨、膠體磨、攪拌 磨、沖擊式機(jī)粉碎機(jī)等。 9. 固體粒子混合時(shí)會(huì)發(fā)生哪三種運(yùn)動(dòng)形式？ 對(duì)流混合：固體粒子的循環(huán)流。 剪切混合：粒子間相互滑動(dòng)和撞擊產(chǎn)生。 擴(kuò)散混合：存在狀態(tài)不同而產(chǎn)生的局部混合作用。 第二章 1. 機(jī)械輸送設(shè)備有幾種？ 斗式提升機(jī)、皮帶運(yùn)輸機(jī)、 螺旋輸送機(jī) 2. 帶式輸送機(jī)的張緊裝置有哪幾種？看帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)圖簡(jiǎn)述其工作原理 張緊裝置的作用：是給膠帶一定張力，防止膠帶在鼓輪上打滑。 常用的張緊裝置有重錘式和螺絲拉緊式兩種。 型式：螺旋式－－利用 螺桿拉 (壓 )力 重錘式－－利用懸垂重物的重力 小 車(chē)式－－兩種作用 原理：利用一根封閉的環(huán)形帶，繞在相距一定距離的 2 個(gè)鼓輪上，帶由主動(dòng)輪帶動(dòng)運(yùn)行，物料在帶上靠摩擦力隨帶前進(jìn)，到另一端卸料。 3. 請(qǐng)說(shuō)明斗式提升機(jī)的構(gòu)造和原理。 （料斗布置形式和裝料形式、卸料方式、適用物料）。 1 構(gòu)造 組成：由牽引帶、料斗、張緊裝置、機(jī)殼及裝卸裝置構(gòu)成 料斗：有底、無(wú)底 牽引帶：平皮帶、鏈條 料斗類(lèi)型有深斗、淺斗和尖角形三種類(lèi)型。 裝料方式：分掏取式和喂入式兩種。 卸料方式 離心式卸料：適用于粒狀較小而且磨損性小的物料 ； 重力式卸料：適用于提升大塊狀、比重 大、磨損性大和易碎的物料 適用范圍：提升固體物料，適用于松散型、小顆粒物料。 原理：物料放在斗式提升機(jī)的底座內(nèi)，當(dāng)提升機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)帶隨之而被帶動(dòng)，斗子經(jīng)過(guò)底座時(shí)將物料舀起，再漸漸被提升到上部，當(dāng)斗子轉(zhuǎn)過(guò)上端的滾輪時(shí)物料便倒入出料槽內(nèi)流出。 4. 螺旋輸送機(jī)的工作原理和適用的物料。 原理：旋轉(zhuǎn)的螺旋葉片將物料推移而進(jìn)行螺旋輸送機(jī)輸送，使物料不與螺旋輸送機(jī)葉片一起旋轉(zhuǎn)的力是物料自身重量和螺旋輸送機(jī)機(jī)殼對(duì)物料的摩擦阻力。 適用物料：松散的粉狀或小顆粒狀需要密封運(yùn)送的干濕物料。 5. 請(qǐng)說(shuō)明氣流輸送的原理。 借助強(qiáng)烈的 空氣流沿管道流動(dòng)，把懸浮在氣流中的物料送至所需的地方。 1）粒子向下加速運(yùn)動(dòng)： W＞ Fa+Fs 2）粒子相對(duì)靜止 (或勻速直線(xiàn)下落 )： W=Fa+Fs 3）粒子向上加速運(yùn)動(dòng)： W+Fs＜ Fa 粒子不再靜止懸浮，而是向上作加速運(yùn)動(dòng)。此時(shí)的氣流速度大于粒子的懸浮速度，氣流速度迫使粒子向上運(yùn)動(dòng)。 6. 氣流輸送流程有幾種方式？ 根據(jù)設(shè)備組合不同，氣流輸送裝置可分為 真空輸送（吸入式） 、 壓力輸送 和 壓力真空輸送（混合式） 。 7. 畫(huà)出旋風(fēng)分離器的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，并標(biāo)出各部位名稱(chēng)，簡(jiǎn)述其工作原理及適用范圍 工作原理：含塵氣流 由切向進(jìn)入筒體，沿內(nèi)壁螺旋式向下旋轉(zhuǎn)，粉塵在離心力的作用下甩向器壁，并在重力作用下落入灰斗。已凈化氣體由中心管排出。 適用范圍： 除去輸送介質(zhì)氣體中攜帶的固體顆粒雜質(zhì)和液滴 。 適用于凈化大于 13 微米的非粘性、非纖維的干燥粉塵。 8. 生物工廠(chǎng)常用泵有哪幾種？ 離心泵，螺桿泵、齒輪泵等。 9. 風(fēng)機(jī)分為哪幾種？ 壓縮機(jī) () 鼓風(fēng)機(jī) (－ ) 通風(fēng)機(jī) (115KPa) 10. 氣力輸送系統(tǒng)由哪五部分組成？ 1 供料器 （ 1）吸嘴 （ 2）旋轉(zhuǎn)加料器 2 輸料管 3 分離器 （ 1）容積式分離器 （ 2）離心式分離器 4 空氣除塵器 （ 1）離心式除塵器 （ 2）布袋式過(guò)濾器 （ 3）洗滌式除塵器 5 風(fēng)機(jī)或真空泵 第三章 畫(huà)出蒸汽噴射加熱器的示意圖，注明各個(gè)部件名稱(chēng)并簡(jiǎn)述其工作原理。 當(dāng)物料流過(guò)噴射泵時(shí)，在噴嘴處產(chǎn)生的真空將外來(lái)的蒸汽吸入，對(duì)物料進(jìn)行加熱，它屬于混合器的一種。 在培養(yǎng)基的滅菌過(guò)程中是否能做到絕對(duì)無(wú)菌？為什么？發(fā)酵生產(chǎn)中對(duì)培養(yǎng)基的滅菌的無(wú)菌程度是多少？ 若要求滅菌后絕對(duì)無(wú)菌，即 Ns=0，從上面公式可以看得出滅菌時(shí)間將等于無(wú)窮大，這對(duì)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)是不可能，所以培養(yǎng)基滅菌后， 在培養(yǎng)液中必然還殘留一定的活菌。工程上通常以 Nt=103個(gè) /罐來(lái)進(jìn)行計(jì)算，即雜菌污染降低到被處理的每 1000 罐中只殘留一個(gè)活菌的程度，這就可以滿(mǎn)足生產(chǎn)的要求了。 發(fā)酵罐實(shí)罐滅菌為什么要“三路進(jìn)汽” ? 實(shí)罐滅菌的進(jìn)汽和排氣原則是什么 ? （ 1） “三路進(jìn)汽 ”：在對(duì)培養(yǎng)基滅菌時(shí)，讓蒸汽從空氣進(jìn)口、排料口、取樣口進(jìn)入罐內(nèi)，使培養(yǎng)基均勻翻騰，達(dá)到培養(yǎng)基滅菌之目的。這是因?yàn)檫@三個(gè)管都是插入到發(fā)酵醪中，若不進(jìn)蒸汽就會(huì)形成滅菌死角。（ 2）進(jìn)汽和排氣原則是 “非進(jìn)即出 ”：所有進(jìn)入發(fā)酵罐的管道在滅菌過(guò)程中如果不進(jìn)入蒸 汽就一定要進(jìn)行排氣，使所有管道都被蒸汽（或二次蒸汽）通過(guò)，得以滅菌。不能有既不進(jìn)汽也不排汽的管道（死角）存在。 畫(huà)出任意一種培養(yǎng)基連續(xù)滅菌的流程圖，并注明各個(gè)設(shè)備的名稱(chēng)。 見(jiàn)書(shū) P21 畫(huà)出連續(xù)蒸煮糖化的流程圖，并注明各個(gè)設(shè)備的名稱(chēng)。 見(jiàn)書(shū) P25 淀粉質(zhì)原料蒸煮目的是什么？ ：原料吸水后，借助于蒸煮時(shí)的高溫高壓作用，破壞原料中淀粉顆粒的外皮，使其內(nèi)容物質(zhì)流出，呈溶解狀態(tài)變成可溶性淀粉，以便糖化劑作用，使淀粉變成可發(fā)酵性糖。采用 的方法是用蒸汽加熱。 ：借助蒸汽的高溫高壓 作用，把存在于原料中的大量微生物進(jìn)行滅菌，以保證發(fā)酵過(guò)程中原料無(wú)雜菌污染，使酒精發(fā)酵能順利進(jìn)行。 常見(jiàn)的淀粉質(zhì)原料的蒸煮糖化設(shè)備有哪三種？ 多采用連續(xù)式蒸煮，有低溫長(zhǎng)時(shí)間的 罐式連續(xù)蒸煮 ，中溫的 柱式連續(xù)蒸煮 和高溫短時(shí)間的 管式連續(xù)蒸煮 。 看圖說(shuō)明真空冷卻器的工作原理。 見(jiàn)書(shū) P28 真空冷卻器的器身為圓筒錐底，料液以切線(xiàn)進(jìn)入，由于器內(nèi)為真空、醪液產(chǎn)生自蒸發(fā)， 產(chǎn)生大量的二次蒸汽，醪液在器內(nèi)旋轉(zhuǎn)被離心甩向周邊沿壁下流，以錐底排醪液口排出。二次蒸汽從器頂進(jìn)入冷凝器，在冷凝器內(nèi)與水直接接觸而被冷凝，不凝性氣體 則由真空泵或蒸汽噴射器抽走，造成器內(nèi)真空。真空度保持在 70～ 80kPa，醪液的溫度很快可降至 60～ 650C。 真空冷卻：物料在一定真空度下蒸發(fā)部分水，需要汽化潛熱，取自料液本身，因而料液很快被冷卻到真空相應(yīng)的溫度。 糖蜜原料澄清常用的方法有哪三種？ （ 1）加酸通用處理法： %~%濃硫酸通入壓縮空氣 1 小時(shí)，靜止澄清數(shù)小時(shí) （ 2）加熱加酸沉淀法：在較高的溫度和酸度下，對(duì)糖蜜中有害微生物的滅菌作用和膠體 物質(zhì)，灰分雜質(zhì)的澄清沉降作用均較強(qiáng)。 （ 3）絮凝劑澄清處理法：添加聚酰胺（ PAM）絮凝劑 四器組合的啤酒麥芽汁制備系統(tǒng)由哪些設(shè)備組成？ 四器為糊化鍋、糖化鍋、過(guò)濾槽和麥汁蒸煮鍋； 1滅菌時(shí)間的計(jì)算 例：有一發(fā)酵罐，內(nèi)裝培養(yǎng)基 40m3，在 131℃的溫度下進(jìn)行連續(xù)滅菌。設(shè)每毫升培養(yǎng)基含有耐熱菌的芽孢 2 107 個(gè)，在 131 ℃時(shí)的滅菌速率常數(shù)為 。試求滅菌失敗的機(jī)率為 所需的時(shí)間。 解： 第四章 ？生物工業(yè)對(duì)空氣質(zhì)量有何要求？ 無(wú)菌空氣在發(fā)酵生產(chǎn)中的作用有四點(diǎn)： 1. 給培養(yǎng)微生物提供氧氣； 2. 促進(jìn)菌體在培養(yǎng) 基中不斷混合，加快生產(chǎn)繁殖速度； ( m i n ))((0 )(10810210400114760???????????SSNNktskNN個(gè)）個(gè) 3. 維持代謝產(chǎn)物的均勻擴(kuò)散； 4. 保持發(fā)酵過(guò)程的正壓操作。 生物工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)空氣質(zhì)量的要求是 ：無(wú)菌，無(wú)灰塵，無(wú)雜質(zhì)，無(wú)水，無(wú)油，溫度，濕度，正壓等要求； 生物工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)無(wú)菌空氣的無(wú)菌程度要求是：一般要求 1000 次發(fā)酵周期中只允許有一次染菌，即經(jīng)過(guò)濾后空氣的無(wú)菌程度為 N=103。 ？ 熱殺菌 輻射殺菌 靜電除菌 過(guò)濾除菌法：（按孔隙的大小可分為深層過(guò)濾、絕對(duì)過(guò)濾：）介質(zhì)過(guò)濾除菌是使空氣通過(guò)經(jīng)高溫滅菌的介質(zhì)過(guò)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。 、分離、加熱的空氣除菌設(shè)備流程圖，簡(jiǎn)述各部件的功能。 P289 312圖4 3 兩 極冷卻,加 熱除菌流程1 粗過(guò)濾器 2 壓 縮機(jī) 3 貯 罐 4, 6 冷卻器 5 旋風(fēng)分離器 7 絲網(wǎng)分離器 8 加熱器 9 過(guò)濾器456789 ? 常用的除去水霧和油霧的設(shè)備有哪兩種？ 空氣除菌中除去水霧油霧的原因： 否則：（ 1）導(dǎo)致傳熱系數(shù) 降低，給空氣冷卻帶來(lái)困難。 （ 2）如果油霧的冷卻分離不干凈，帶入過(guò)濾器會(huì)堵塞過(guò)濾 介質(zhì)的纖維空隙，增大空 氣壓力損失。 （ 3）黏附在纖維表面，可能成為微生物微粒穿透濾層的途徑，降低過(guò)濾效率，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)浸潤(rùn)介質(zhì)而破壞過(guò)濾效果。 離心式空氣壓縮機(jī)和往復(fù)式空氣壓縮機(jī) ？ 增濕方法 ； ； 。 減濕方法 ； ； ，使 空氣減濕； ，使空氣減濕； 。 （介質(zhì)過(guò)濾除菌的機(jī)理） (1)使空氣通過(guò)經(jīng)高溫滅菌的介質(zhì)過(guò)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 (2)微生物粒子： ~2181。m； 深層過(guò)濾常用的過(guò)濾介質(zhì)如棉花的纖維直徑： 16~20181。m； 棉花纖維所形成網(wǎng)格的空隙： 20~50181。m。 依靠氣流通過(guò)濾層時(shí)，基于濾層纖維的層層阻礙，迫使空氣在流動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)無(wú)數(shù)次改變氣速大小和方向的繞流運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致微粒與濾層纖維間產(chǎn)生撞擊、攔截、布朗擴(kuò)散、重力 和靜電引力等作用，從而把微生物截留、捕集在纖維表面上，實(shí)現(xiàn)過(guò)濾目的。 ？ 消除壓縮機(jī)排出空氣量的脈沖，維持穩(wěn)定的空氣壓力，同時(shí)也可以利用重力沉降作用分離部分油霧。 5 種常用的空氣過(guò)濾介質(zhì) 常用的過(guò)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(guò)濾介質(zhì)、燒結(jié)金屬過(guò)濾介質(zhì)等。 ？ 提高過(guò)濾效率的措施 。可以從以下幾個(gè)方面著手： (1)加強(qiáng)生產(chǎn)環(huán)境的衛(wèi)生管理，減少環(huán)境空氣中的含菌量； (2)提高空氣進(jìn)口位置 （高空采風(fēng)），減少空氣進(jìn)口含量； (3)加強(qiáng)壓縮前的空氣預(yù)過(guò)濾。 2. 設(shè)計(jì)和安裝合理的空氣過(guò)濾器。 。主要從以下幾個(gè)方面入手： (1)采用無(wú)油潤(rùn)滑空壓機(jī)； (2)加強(qiáng)空氣的冷卻，去油水； (3)提高進(jìn)入總過(guò)濾器的空氣溫度，降低其相對(duì)濕度。 第五章