2020-2021《发酵工程设备》期末课程考试试卷A
适用专业 | | 试卷所需时间 | 120分钟 | 试卷总分 | 测井车 100分 |
考试日期 | | 开卷/闭卷 | 闭卷 | 成 绩 | |
| | | | | |
一、选择题: (每题1分，共5分)
1、 无菌空气在机械搅拌发酵罐生产中的主要作用是______。 A.给培养微生物提供氧气，并可促进菌体在培养基中不断混合 B.主要起搅拌作用 C.打碎泡沫，防止逃液 D.防止产生涡流
2、罐式连续蒸煮糖化设备中，为了使真空冷却器达到一定的真空度，除了________之外都可以选用。
A.真空泵 B.蒸汽喷射泵 C.水力喷射泵 D.高压水泵
3、空气过滤系统中旋风分离器的作用是______________。
A.分离油雾和水滴 B.分离全部杂菌 C.分离二氧化碳 D.分离部分杂菌
4、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
5、管道式光培养反应器最适合______________pstang
细胞培养。 A.酵母菌 B.长春花细胞 C.Hela细胞 D.海藻细胞。
二、 判断题（对的打“√” ，错的打“×”每题1分，共5分）
2、空气过滤系统中空气加热器的作用是杀灭杂菌。
3、生产操作过程中，始终要保持发酵罐内的罐压为正压。
4、弱碱性阳离子交换树脂交换能力不受溶液pH的影响。
5、立式结晶锅多采用螺旋式搅拌器。
三、填空题（共14空，每空1分，共14分）
1、自吸式发酵罐的搅拌轴是从罐下方进罐的,因此应该用________轴封。
2、动物细胞培养时，悬浮培养适用于 型动物细胞，贴壁培养适用于贴壁依赖型细胞。除此之外还有一种 培养对两类细胞都适用。
3、啤酒厂生产麦芽汁多采用四器组合，四器为 、 、
和 。
4、空气过滤除菌中常用的介质材料有__________ __ 、_____________、________________等。
5、啤酒发酵罐中发酵液的对流主要是依靠其中 的作用,另外冷却操作时啤酒 的变化也会引起罐的内容物的对流循环。
6、 转鼓直径小，转速高,一般为15000r/min,分离因数大,可达50000,因此分离强度高,可用于液-液分离和微粒较小的悬浮液的澄清。。
7、膜过滤时为了减少浓差极化现象，可以采取错流操作或 等措施。
四、名词解释（共5小题，每小题3分，共15分）
1全挡板条件
2气流干燥
3、CIP清洗系统
4、kLA
5、发酵液预处理
、
五、简答题（共6小题，每小题6分，共36分）
1、指出下列分批发酵中的产物合成各属于哪种动力学模型，并简述之。
----------产物
生物量
2、叙述空气带升式(气升式)发酵罐的工作原理。
3、简述植物细胞培养与微生物细胞培养的不同之处。
4、淀粉质原料蒸煮糖化的目的是什么？
6、为什么对于管式薄膜蒸发器的加热管子直径、长度选择要适当？
六、画图题（共1小题，每小题15分，共15分）
1、请画出机械搅拌通风发酵罐的结构简图，并标出五个部位的名称，说明它们的作用。
1、设计一台通风量为50M3/min的棉花活性炭空气过滤器，空气压力为 0.4 MPa(绝对压力)，已知棉花纤维直径 d=16微米，填充系数α= 8%，空气线速度为 0.1 M/sec，若进入空气过滤器的空气含菌量是 5000 个/M，要求因空气原因引起的倒罐率为0.1%，发酵周期 100 hr。工作温度为 40℃，平均气温为 20℃，计算空气过滤器的尺寸(过滤介质厚度和过滤器直径)。
表1 纤维直径 d=16 微米，填充系数α= 8% 时棉花纤维的K值
空气流速 v (M/sec) | 0.05 | 0.10 | 0.50 | 1.0 | 2.0 | 3.0 |
k (1/cm) | 0.193 | 0.135 | 0.1 | 0.195 | 1.32 | 2.55 |
| | | | | | |
2020-2021《发酵工程设备》期末课程考试试卷A答案一、单项选择题: (每题1分)
正渗透膜
1、A 2、D 3、A 4、C 5、D
二、 判断题（对的打“√” ，错的打“×” ）（1×10=10分）
1、×2、× 3、√ 4×、 5、×
三、填空题（共14空，每空1分，共14分）
1、双端面
2、 非贴壁依赖型、包埋
3、糊化锅、糖化锅、麦汁过滤槽、煮沸锅
4、棉花、活性炭、多孔陶瓷、烧结材料等
5、CO2、温度
6、管式离心机
7、加大流速
四、名词解释（共5小题，每小题3分，共15分）
1全挡板条件：指在一定转速下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。
2气流干燥：利用热空气与粉状或颗粒状湿物料在流动过程中充分接触，气体与固体物料之间进行传热与传质，从而使湿物料达到干燥的目的。
3、CIP清洗系统：CIP清洗系统是Clean In Place的简称,即原位清洗。
例如：进行大罐清洗工作的关键设备是喷射洗涤设备。
4、kLA：体积质量传递系数。它是质量传递的比速率，指在单位浓度差下，单位时间单位面积所吸收的气体。
5、发酵液预处理：增大悬浮液中固体粒子的尺寸，除去高价无机离子和杂蛋白质，降低液体黏度，实现有效分离。方法有：
1.加热
2.凝聚和絮凝
3.加入盐类
4.调节pH
5.加入助滤剂
五、简答题（共6小题，每小题6分，共36分）
1.答：A为生长偶联型，即类型Ⅰ(相关模型)：是指产物的生成与细胞的生长相关的过程，产物是细胞能量代谢的结果。属于此类型的有乙醇、葡萄糖酸、乳酸的生产等。
B为非偶联型，即类型Ⅲ (非相关模型)：产物的生成与细胞的生长无直接联系，产物是二次代谢物。属于此类型的有抗生素、微生物毒素等代谢产物的生成。
C为混合型，即类型Ⅱ(部分相关模型)：该类反应产物的生成与基质消耗仅有间接结果，产物是能量代谢的间接结果。属于此类型的有柠檬酸和氨基酸的生成。
2、答：气升式生物反应器操作原理为： 把无菌空气通过喷嘴或喷孔喷射进入该反应器外
管的发酵液中，通过气液混合物的湍流作用而使空气泡分割细碎，同时由于形成的气液混合物密度降低故在外管中向上运动，从而将气液混合物带到圆柱体的反应器中并向下运动，形成循环流动，实现混合与溶氧传质。
3、植物细胞培养与微生物的区别：
a.细胞的大小:植物细胞一般比微生物细胞大；
b.细胞块的形状:植物细胞为块状，而微生物细胞有球状、杆状、螺旋状等；
c.培养液的黏度:植物细胞培养液有一定的黏度；
d.需氧量:植物细胞培养的耗氧量比微生物细胞的好氧量少；
e.植物细胞的Kla值比微生物培养的水平潜流人工湿地Kla值小得多；
f.植物细胞对剪切力敏感；
g.植物细胞培养需CO2和光照；
4、答：a.糊化：原料吸水后，借助于蒸煮时的高温高压作用，使原料的淀粉细胞膜和植物组织破裂，即破坏原料中淀粉颗粒的外皮，使其内容物质流出，呈溶解状态变成可溶性淀粉，以便糖化剂作用，使淀粉变成可发酵性糖。采用的方法是用蒸汽加热蒸煮。
缘114 b.灭菌：借助蒸汽的高温高压作用，把存在于原料中的大量微生物进行灭菌，以保证发酵过程中原料无杂菌污染，使酒精发酵能顺利进行。
5、固体物料的输送设备斗式提升机、皮带运输机、螺旋输送机、气力输送系统。选择输送方式时，应根据物料的特性、输送量、输送距离、线路状况、动力消耗等因素，综合进行考虑。斗式提升机垂直提升固体物料，适用于松散型、小颗粒物料。一般对于大麦、大米等松散的粒状物料，最适宜用气流输送；而较大的块状物料或过细的粉状物料，气流输送时困难较大。输送量大且能连续运行的操作，宜用气流输送；输送量少且是间歇操作的，不宜用气流输送。对短距离输送，宜用低压压送；长距离输送，则以高压压送有利。
6、答：对于管式薄膜蒸发器的加热管子直径、长度选择要适当。管径不宜过大，因为加热管管径越大，长度要求越长。长管加热器结构复杂，应考虑热胀冷缩的应力对结构的影响。所以管长一般在25～28毫米之间，管长与管径之比一般为 100－150，这样才能使加
热面供应足够成膜的汽速。
六、画图题（共1小题，每小题15分，共15分）
答： 1）搅拌器：混合、增强传热传质
发光片2）冷却管：降温
3）轴：带动搅拌叶轮转动
4）空气分布器：吹入无菌空气，并使空气均匀分布。
5）消泡装置：就是安装在发酵罐内转动轴的上部或安装在发酵罐排气系统上的，可将泡沫打破或将泡沫破碎分离成液态和气态两相的装置，从而达到消泡的目的。
七计算题（共1小题，每小题10分，共10分）
解： 查表： 当v0= 0.1 M/sec 时,K'=0.135
N1= 5000×50×60×100 = 1.5×109
N2= 10－3
∴
P1 = 0.1 MPa P2= 0.4 MPa
V1= 50 M/min = 0.83 M/sec
由气态方程得：
（M）
答: 该空气过滤器的过滤介质厚度为 90.2 cm ,过滤器直径为 1.67 M.
院系：________________ 专业班级：______________ 姓名：_________ 学号：_______
装 订 线
2020-2021《发酵工程设备》期末课程考试试卷A1
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议