制藥設備與工程設計習題精解(編輯修改稿)
2024-09-05 15:29 本頁面
【文章內容簡介】 旋渦的最低條件。即：在一定轉速下，在攪拌罐中增加擋板或其他附件時，攪拌功率不再增加，而旋渦基本消失，要達到全擋板條件必須滿足下式要求：b/D*n=（~）D/D*n=通風管的類型有哪些？安裝在書面位置？為什么選擇單管式分布器而不用環(huán)形管為大型通風管的通氣裝置？答：通風管的類型有單孔管和環(huán)形管。大型發(fā)酵罐一般采用單孔管，安裝在攪拌器下面，正對圓盤中心。A單孔管的出口應位于最下面的攪拌器的正下方，開口應向下，使中間物質在開口處堆積和罐底固體物質的沉積；b管口與罐底的距離約為40mm，目的是讓空氣與培養(yǎng)液充分混合以利用氧的溶解，流速一般取20m/s；c為了防止吹管所吹入的空氣對罐底的噴擊，加速罐底的腐蝕，應在罐中央加焊一塊直徑為100~300mm的不銹鋼板，以延長罐底的壽命。底常用單管的原因：①通氣量較小時，氣泡的直徑與空氣噴口直徑有關，噴口直徑越小，氣泡直徑越小，氧的傳質系數越大；通氣量較大時，氣泡直徑僅與通氣量有關而與分布器直徑無關；②強烈機械攪拌時，主要是依靠攪拌剪切破碎作用使氣泡變??；若用多孔管，則會造成不必要的壓力損失，且易使物料堵塞小孔，使滅菌不充分。發(fā)酵罐內的泡沫是如何產生的？如何消除？機械消泡有何優(yōu)缺點？答：發(fā)酵過程中，由于發(fā)酵液中含有大量蛋白質等發(fā)泡物質，在強烈的通氣攪拌下將產生大量泡沫。消除方法：①機械消除；②加化學消泡劑；③將代表上沿略低于正常液面。優(yōu)點：節(jié)省原料，減少染菌機會；可消除因添加化學消泡劑對發(fā)酵和下游分離過程的危害問題，確保產品安全；提高發(fā)酵罐的裝液系數和生化反應的穩(wěn)定性，減少逃液；減少微生物在泡沫中停留時間，適合較大量生產，可提高生產效率。缺點：不能從根本上消除氣泡產生的原因，不如化學消泡迅速、可靠。為什么機械攪拌式發(fā)酵罐一直是發(fā)酵工業(yè)應用最普遍的反應器型式？有哪些缺點？答：因為機械攪拌式發(fā)酵罐是一種既具有機械攪拌又有壓縮空氣分布裝置的發(fā)酵罐：①能使空氣發(fā)酵罐液混合充分，溶解系數高；②操作方便，PH值和溫度等技術參數較易控制；③適合于放熱量大，空氣含量要求較高的發(fā)酵反應。缺點：內部結構復雜，不易清洗干凈，易造成雜菌污染；機械攪拌需要傳動裝置，動力消耗大；罐內的機械攪拌剪切力容易損傷幼嫩的細胞，造成某些細胞培養(yǎng)過程減產。試說明實驗室小型發(fā)酵罐多采用夾套控制溫度而工業(yè)生產應用的大型發(fā)酵罐則盤管或列管換熱器？答：夾套式換熱器具有：結構簡單，加工簡單，罐內死角少，容易清洗滅菌的優(yōu)點，但其傳熱較厚，冷卻水流速低，降溫效果差，故只適用于實驗室小型發(fā)酵罐的換熱。而蛇管具有流速大，傳熱系數大，降溫效果較好。列管換熱器具有加工方便，提高傳熱推動力的溫差特點，故常采用大型發(fā)酵罐的換熱。氣升式發(fā)酵罐與通用式發(fā)酵罐有何主要區(qū)別？有哪些優(yōu)缺點？在哪些發(fā)酵生產中最常用？答：由于通用式發(fā)酵過研究的比較成熟，在實驗室和大生產中通常都使用這類發(fā)酵罐。目前，也有少數工業(yè)開始采用氣升式發(fā)酵罐。 區(qū)別：①功率消耗氣升罐比通用式罐低，單位體積培養(yǎng)功率消耗：通用式罐包括機械攪拌功率和通氣功率，比通用式罐的總功率小很多；②氧傳遞速率：單位體積培養(yǎng)液的總功率相同時，氣升罐的氧傳遞速率比通用式罐高；③結構：氣升罐比通用罐簡單，且沒有機械軸封；④氣升罐對細胞的剪切作用比通用罐小很多。 通用式發(fā)酵罐應用于：抗生素、維生素、有機酸、酶制劑和酵母等。氣升式發(fā)酵罐應用于：單細胞蛋白。第十章 機械分離設備過濾介質的懸浮液中的顆粒比較柔軟，在過濾時會發(fā)生什么現(xiàn)象？為了增加過濾速度應加入什么物質？寫出加入物質的使用方法及注意事項。答：現(xiàn)象：流動通道變小，阻力增加。應該加入助濾劑。將助濾劑制成懸浮液，直接加入懸浮液，只能用于濾液產品，而濾渣是無法使用的。試述板框式壓濾機和洗版在結構和作用方面的異同？濾液的流出方式有哪兩種？各有何優(yōu)缺點？答：相同點：結構基本相同，左右上角均有小孔，左下方裝有排液閥，兩面均制有供濾液流動的溝槽，且溝槽與下方的排液閥孔道相通。不同點：洗滌板的左上角小孔有一瞳孔，專供洗液輸入之用，而過濾板沒有。方式為明流和暗流兩種。明流可以直接觀察每組板框的工作情況，可方便檢查各組濾布是否破碎，染菌機會增加。暗流可以防止污染，不方便檢查各濾布是否破損。為什么轉筒真空過濾機不適用過濾溫度較高的濾漿？答：轉筒真空過濾機不適用于溫度太高的懸浮液，以免濾液的蒸汽壓過大而使真空失效。制藥生產中，常用的非均分離方法有過濾法，沉降法和離心分離。過濾式離心機和沉降式離心機在結構和分離原理上有什么差異？答：過濾式離心機的轉鼓開孔，附加濾網。懸浮液在轉鼓內旋轉，靠離心力把液相甩出濾網，而固相顆粒被濾網截留，形成濾餅，從而實現(xiàn)液固分離。沉降式離心機的轉鼓上無孔，也無濾網，懸浮液隨轉鼓高速旋轉，因固液兩相的比重不同，則產生不同的離心慣性力，離心力大的固相顆粒沉積在轉鼓內壁上，液相則沉積在中央，從而實現(xiàn)液相分離。螺旋式離心機有哪幾
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