【正文】 第一章 生物質(zhì)原料預處理設(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。此外物料在機內(nèi)還受到擠壓和研磨的作用。 （ 1）錘片 是粉碎機的主要工作部件?；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，耐磨性差，尖角適合粉碎纖維性物料，環(huán)形錘片磨損均勻。錘片長度一般不超過 200mm。 (2）篩板 篩板是錘式粉碎機的排料裝置，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，為了提高粉碎機的排料能力，可使篩板占整個粉碎室內(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，對機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孔。直徑分四個等級：小孔 12mm，中孔 34mm，粗孔 56mm，大孔 8mm以上。 3. 輥式粉碎機是如何粉碎物料？它有幾類？ 原理：主要工作機構(gòu)為兩個相對旋轉(zhuǎn)的平行裝置的圓柱形輥筒，裝在兩輥之間的 物料通過輥筒對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. 簡述濕法粉碎的優(yōu)點 . ，改善了勞動環(huán)境，降低了原料消耗； ，淀粉已開始吸水膨脹，提高了蒸煮效果； ，提高了蒸汽的利用率； ，節(jié)省了設(shè)備維修費用。 5. 按篩面的運動規(guī)律不同，搖動篩可分為哪三種？ 直線搖動篩、平面搖晃篩和差動篩 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、顆粒級配和形狀 （ 3）物料含水量 此外，篩孔形狀 、篩面種類、篩分機械的運動方式、加料量的多少及均勻程度也直接影響篩分效率。 7. 球磨機粉碎時，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，研磨體的尺寸要大些，裝填量少些，使沖力作用加強；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)），則研磨體的滑動也越小，故對物料的研磨作用也較小。 8. 常用的超細粉碎設(shè)備有哪些？ 有振動磨、膠體磨、攪拌 磨、沖擊式機粉碎機等。 9. 固體粒子混合時會發(fā)生哪三種運動形式？ 對流混合：固體粒子的循環(huán)流。 剪切混合：粒子間相互滑動和撞擊產(chǎn)生。 擴散混合：存在狀態(tài)不同而產(chǎn)生的局部混合作用。 第二章 1. 機械輸送設(shè)備有幾種？ 斗式提升機、皮帶運輸機、 螺旋輸送機 2. 帶式輸送機的張緊裝置有哪幾種？看帶式輸送機結(jié)構(gòu)圖簡述其工作原理 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 個鼓輪上，帶由主動輪帶動運行，物料在帶上靠摩擦力隨帶前進，到另一端卸料。 3. 請說明斗式提升機的構(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、機殼及裝卸裝置構(gòu)成 料斗：有底、無底 牽引帶：平皮帶、鏈條 料斗類型有深斗、淺斗和尖角形三種類型。 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的底座內(nèi)，當提升機運轉(zhuǎn)時，機帶隨之而被帶動，斗子經(jīng)過底座時將物料舀起，再漸漸被提升到上部，當斗子轉(zhuǎn)過上端的滾輪時物料便倒入出料槽內(nèi)流出。 4. 螺旋輸送機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行螺旋輸送機輸送，使物料不與螺旋輸送機葉片一起旋轉(zhuǎn)的力是物料自身重量和螺旋輸送機機殼對物料的摩擦阻力。 適用物料：松散的粉狀或小顆粒狀需要密封運送的干濕物料。 5. 請說明氣流輸送的原理。 借助強烈的 空氣流沿管道流動，把懸浮在氣流中的物料送至所需的地方。 1）粒子向下加速運動： W＞ Fa+Fs 2）粒子相對靜止 (或勻速直線下落 )： W=Fa+Fs 3）粒子向上加速運動： W+Fs＜ Fa 粒子不再靜止懸浮，而是向上作加速運動。此時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動。 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. 畫出旋風分離器的設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖，并標出各部位名稱，簡述其工作原理及適用范圍 工作原理：含塵氣流 由切向進入筒體，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. 生物工廠常用泵有哪幾種？ 離心泵，螺桿泵、齒輪泵等。 9. 風機分為哪幾種？ 壓縮機 () 鼓風機 (－ ) 通風機 (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）布袋式過濾器 （ 3）洗滌式除塵器 5 風機或真空泵 第三章 畫出蒸汽噴射加熱器的示意圖，注明各個部件名稱并簡述其工作原理。 當物料流過噴射泵時，在噴嘴處產(chǎn)生的真空將外來的蒸汽吸入，對物料進行加熱，它屬于混合器的一種。 在培養(yǎng)基的滅菌過程中是否能做到絕對無菌？為什么？發(fā)酵生產(chǎn)中對培養(yǎng)基的滅菌的無菌程度是多少？ 若要求滅菌后絕對無菌，即 Ns=0，從上面公式可以看得出滅菌時間將等于無窮大，這對生產(chǎn)來說是不可能，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 /罐來進行計算，即雜菌污染降低到被處理的每 1000 罐中只殘留一個活菌的程度，這就可以滿足生產(chǎn)的要求了。 發(fā)酵罐實罐滅菌為什么要“三路進汽” ? 實罐滅菌的進汽和排氣原則是什么 ? （ 1） “三路進汽 ”：在對培養(yǎng)基滅菌時，讓蒸汽從空氣進口、排料口、取樣口進入罐內(nèi)，使培養(yǎng)基均勻翻騰，達到培養(yǎng)基滅菌之目的。這是因為這三個管都是插入到發(fā)酵醪中，若不進蒸汽就會形成滅菌死角。（ 2）進汽和排氣原則是 “非進即出 ”：所有進入發(fā)酵罐的管道在滅菌過程中如果不進入蒸 汽就一定要進行排氣，使所有管道都被蒸汽（或二次蒸汽）通過，得以滅菌。不能有既不進汽也不排汽的管道（死角）存在。 畫出任意一種培養(yǎng)基連續(xù)滅菌的流程圖，并注明各個設(shè)備的名稱。 見書 P21 畫出連續(xù)蒸煮糖化的流程圖，并注明各個設(shè)備的名稱。 見書 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行滅菌，以保證發(fā)酵過程中原料無雜菌污染，使酒精發(fā)酵能順利進行。 常見的淀粉質(zhì)原料的蒸煮糖化設(shè)備有哪三種？ 多采用連續(xù)式蒸煮，有低溫長時間的 罐式連續(xù)蒸煮 ，中溫的 柱式連續(xù)蒸煮 和高溫短時間的 管式連續(xù)蒸煮 。 看圖說明真空冷卻器的工作原理。 見書 P28 真空冷卻器的器身為圓筒錐底，料液以切線進入，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，靜止澄清數(shù)小時 （ 2）加熱加酸沉淀法：在較高的溫度和酸度下，對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。 （ 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、過濾槽和麥汁蒸煮鍋； 1滅菌時間的計算 例：有一發(fā)酵罐，內(nèi)裝培養(yǎng)基 40m3，在 131℃的溫度下進行連續(xù)滅菌。設(shè)每毫升培養(yǎng)基含有耐熱菌的芽孢 2 107 個，在 131 ℃時的滅菌速率常數(shù)為 。試求滅菌失敗的機率為 所需的時間。 解： 第四章 ？生物工業(yè)對空氣質(zhì)量有何要求？ 無菌空氣在發(fā)酵生產(chǎn)中的作用有四點： 1. 給培養(yǎng)微生物提供氧氣； 2. 促進菌體在培養(yǎng) 基中不斷混合，加快生產(chǎn)繁殖速度； ( m i n ))((0 )(10810210400114760???????????SSNNktskNN個）個 3. 維持代謝產(chǎn)物的均勻擴散； 4. 保持發(fā)酵過程的正壓操作。 生物工業(yè)生產(chǎn)中對空氣質(zhì)量的要求是 ：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)酵周期中只允許有一次染菌，即經(jīng)過濾后空氣的無菌程度為 N=103。 ？ 熱殺菌 輻射殺菌 靜電除菌 過濾除菌法：（按孔隙的大小可分為深層過濾、絕對過濾：）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，而達到除菌的目的。 、分離、加熱的空氣除菌設(shè)備流程圖，簡述各部件的功能。 P289 312圖4 3 兩 極冷卻,加 熱除菌流程1 粗過濾器 2 壓 縮機 3 貯 罐 4, 6 冷卻器 5 旋風分離器 7 絲網(wǎng)分離器 8 加熱器 9 過濾器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）導致傳熱系數(shù) 降低，給空氣冷卻帶來困難。 （ 2）如果油霧的冷卻分離不干凈，帶入過濾器會堵塞過濾 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，降低過濾效率，嚴重時還會浸潤介質(zhì)而破壞過濾效果。 離心式空氣壓縮機和往復式空氣壓縮機 ？ 增濕方法 ； ； 。 減濕方法 ； ； ，使 空氣減濕； ，使空氣減濕； 。 （介質(zhì)過濾除菌的機理） (1)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，而達到除菌的目的 (2)微生物粒子： ~2181。m； 深層過濾常用的過濾介質(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。 依靠氣流通過濾層時，基于濾層纖維的層層阻礙，迫使空氣在流動過程中出現(xiàn)無數(shù)次改變氣速大小和方向的繞流運動，從而導致微粒與濾層纖維間產(chǎn)生撞擊、攔截、布朗擴散、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，實現(xiàn)過濾目的。 ？ 消除壓縮機排出空氣量的脈沖，維持穩(wěn)定的空氣壓力，同時也可以利用重力沉降作用分離部分油霧。 5 種常用的空氣過濾介質(zhì) 常用的過濾介質(zhì)有棉花、活性炭、超細玻璃纖維、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。 ？ 提高過濾效率的措施 ?？梢詮囊韵聨讉€方面著手： (1)加強生產(chǎn)環(huán)境的衛(wèi)生管理，減少環(huán)境空氣中的含菌量； (2)提高空氣進口位置 （高空采風），減少空氣進口含量； (3)加強壓縮前的空氣預過濾。 2. 設(shè)計和安裝合理的空氣過濾器。 。主要從以下幾個方面入手： (1)采用無油潤滑空壓機； (2)加強空氣的冷卻，去油水； (3)提高進入總過濾器的空氣溫度，降低其相對濕度。 第五章