1、第 2 章 发酵设备练习一、单项选择题1、好气性发酵工厂，在无菌空气进入发酵罐之前 2 ，以确保安全。A.应该安装截止阀 B. 应该安装止回阀 C. 应该安装安全阀 D.不应该安任何阀门2、机械搅拌发酵罐中最下面一档搅拌器离罐底距离一般_1_搅拌器直径的高度，最上面一个搅拌器要在液层以下 0.5 米(大罐)。A.小于或等于一个 B.大于一个小于两个 C.等于两个 D 以上答案都不对3、塔式啤酒发酵罐换热的蛇管在发酵罐外，蛇管内用 2 与罐内的啤酒发酵醪进行热交换。A. 蒸气 B. 酒精 C. 冷凝水 D. 热水4、目前啤酒厂的圆筒锥底发酵罐内采用_3_。A.圆盘平直叶涡轮搅拌器 B.螺旋浆式搅
2、拌器 C.无搅拌器 D.锚式搅拌器5、气升式发酵罐的优点是无需 2 。A. 空气过滤系统 B. 搅拌器 C. 空气喷嘴 D. 罐外上升管6、 自吸式发酵罐的搅拌轴是从罐下方进罐的,因此 3 轴封。A. 应该用填料函 B. 应该用单端面机械 C. 应该用双端面机械 D. 无需7机械搅拌通风发酵罐在装液灭菌冷却后，搅拌器的输出功率应是：( 1 ) A通入无菌空气后比通入无菌空气前有所下降 B通入无菌空气后比通入无菌空气前有所上升 C与有无空气无关，输出功率在通风前后保持不变 D通入无菌空气后与通入无菌空气前相比，有时上升，有时下降8对于大通风比发酵过程来说，发酵罐内发酵液中的空气气泡直径：( 3
3、) A与通风量有关，与空气喷嘴直径有关B与通风量无关，与空气喷嘴直径有关 C与通风量有关，与空气喷嘴直径无关 D与通风量无关，与空气喷嘴直径无关9. 外循环空气带升式发酵罐的优点是无需_。A.空气过滤系统 B.搅拌器 C.空气喷嘴 D.罐外上升管10. 在搅拌器功率消耗一定的情况下，搅拌器直径增加，有利于 A 动压头增加 B 发酵液相与相之间的混合 C 溶氧传质系数增加 D 传热11. 在搅拌器功率消耗一定的情况下，搅拌器转速增加，有利于 A 培养基与细胞的混合 B 传热 C 提高溶氧传质系数 D 提高翻动量二、多项选择题1、由于大生产中所使用的好气性发酵罐是受压容器，因此封头一般选用_封头。
4、A.锥形 B.椭圆 C.蝶形 D.球形2、通用式机械搅拌发酵罐中挡板的作用是_。A.提高醪液湍流程度，有利于传质 B.增加发酵罐罐壁的机械强度 C.改变液流方向，由径向流改变为轴向流 D.防止醪液在罐内旋转而产生旋涡，提高罐的利用率3、气升式发酵罐的特点有 A. 高径比(H/D)比机械搅拌通风发酵罐的小 B. 无需机械搅拌C. 无需空气压缩机 D. 溶氧速率较高4、圆筒锥底啤酒发酵罐的夹套内可用 与啤酒发酵醪进行热交换。A. 乙二醇 B. 乙醇 C. 液氨 D. 冷凝水5、生产中使用的酒精发酵罐是受压容器，因此上下封头一般选用_ _封头。A. 锥形 B. 球形 C. 蝶形 D. 平板6. 喷射
5、自吸式发酵罐的优点是 。A. 空气吸入量与液体循环量之比较高 B. 无需搅拌传动系统 C. 气液固三相混合均匀 D. 适用好氧量较大的微生物发酵三、填空题1 、目前，常用的通风发酵设备有 、 、 、和 等，其中应用最多的是 。 2 、通风发酵罐的消泡装置有 、离心式消泡器、 、 和 等。3 、通风发酵罐的主要结构有 、 、 和 等。 4 、 嫌气发酵设备包括 和 等，锥形酒精发酵罐的全体积公式为 。 5、 通用式发酵罐是典型机械搅拌通风发酵罐，其罐的传热装置有 、 和 等几种。 6体外培养的动物细胞有两种类型,一种是 ，来源于血液、淋巴组织的细胞，许多肿瘤细胞（包括杂交瘤细胞）和某些转化细胞属
6、于这一类型，可采用类似微生物培养的方法进行悬浮培养。另一种是 ，大多数动物细胞，包括非淋巴组织的细胞和许多异倍体细胞属于这一类型，它们需要附着于带适量正电荷的固体或半固体表面上生长。 7. 植物细胞悬浮培养所用生物反应器主要有 和 式。 8、植物细胞培养反应器的固定化细胞培养反应器有 、 和 等类型。 四、判断题（ ）1、100 m 3 通用式机械搅拌发酵罐一般搅拌转速在 140-160 rpm 之间，所用变速装置为无极变速器，以调整搅拌转速。（ ）2、通用式机械搅拌发酵罐的高径比一般为 1.7-2.5（ ）3、一个 10 吨左右的通用式机械搅拌发酵罐往往采用夹套作为传热装置。（ ）4、在发酵
7、罐排气系统中安装的碟式消泡器的工作原理与离心分离机基本相同。（ ）5、用通用式机械搅拌发酵罐进行糖化酶（黑曲霉）发酵时，在维持搅拌功率不变的前提下，减少搅拌器直径，增加其转速，有利于提高溶氧系数，因此在糖化酶（黑曲霉）发酵罐设计时，采用小高，对发酵有利。（ ）6、通用式机械搅拌发酵罐中搅拌器的作用是打碎泡沫,促使二氧化碳从醪液中排出。（ ）7、100 m 3通用式机械搅拌发酵罐一般搅拌转速在 140-160 rpm 之间,所用变速装置多为三角皮带轮变速。（ ）8、空气进罐的最后一个阀门往往采用安全阀，这是防止由于操作失误造成的发酵液倒流入空气过滤系统。（ ）9、比较涡轮式搅拌器的三种形式，以平
8、叶式所消耗功率最小。 （ ）10 自吸式发酵罐的转子的作用之一是吸入连续灭菌后的培养基。（ ）9、比较涡轮式搅拌器的三种形式，以平叶式所消耗功率最小。 （ ）10、通风生物反应器搅拌器功率消耗与密度有关，与粘度无关。（ ）11、多罐式连续啤酒发酵设备需要搅拌装置（ ）12、酒精发酵罐与机械通风发酵罐的主要结构差异在于是否具有搅拌器。五、概念1. 搅拌器的轴功率2. 全挡板条件3、 搅拌雷诺准数 ReM4. 气体截留率5. CIP六、问答题1. 以外循环为例来说明空气带升式(气升式) 发酵罐的工作原理。2. 通用式机械搅拌发酵罐中的平直叶涡轮搅拌器为什么要安一个圆盘?3叙述机械搅拌自吸式发酵罐的
9、工作原理。4啤酒发酵罐由于操作失误就可能造成罐内真空甚至被吸瘪，叙述造成上述事故的原因,以及预防和修复(被吸瘪)的方法。5.什么是轴封？机械轴封与填料函轴封相比有什么优缺点？七、画图题1. 画出通用式机械搅拌发酵罐(20 M 以上)的示意图，并至少注明十个部件的名称。32. 画出柠檬酸厂 4 M 通用式机械搅拌种子发酵罐的示意图，并至少注明十个部件的名称。33 画出多罐式啤酒连续发酵的流程图，并注明各个设备的名称。八、计算题1某味精厂需新建 50M3种子罐,装料系数为 60%,已计算出主发酵期生物合成热Q1=7.0105kj/h，搅拌热 Q2=8.5104kj/h,查有关资料可知汽化热 Q3=
10、1104kj/h，醪液的比重为 =1.0410 3kg/M3，发酵温度为 32，冷却水进口温度为 15，出水温度为 26，冷却水的平均比热 Cp=4.186kj/(kg.)，罐内采用不锈钢盘管冷却，其规格为 53/60 (mm),壁厚3.5mm，其导热系数 =188 kj/(Mh)，根据生产经验数据可取传热系数 1 和 2 分别为2700 kj/(M h)和 1.4510 kj/(M h)，另外管壁水垢层的热阻取 1/16750 M h242/kj，试求发酵罐冷却面积、盘管总长度和冷却水耗量。参考公式： ； ； ； 211lg30.2)(tttFm2 某抗菌素厂需新建 30M3种子罐，装料系数
11、为 60%，已计算出主发酵期生物合成热Q1=4.4105kj/h，搅拌热 Q2=7.2104 kj/h，查有关资料可知汽化热 Q3 =1104 kj/h，醪液的比重为 =1.0410 3 kg/M3，发酵温度为 32，冷却水进口温度为 16，出水温度为 25，冷却水的平均比热 Cp=4.186 kj/ (kg )， 罐内采用竖式蛇管冷却，蛇管为水煤管，其规格为 53/60 (mm)，壁厚 3mm，其导热系数 =188 kj/ (M h )，根据生产经验数据可取传热系数 1和 2分别为 2.7103 kj/(M2 h )和 1.4510 3kj/(M2 h )，另外管壁水垢层的热阻取 1/167
12、50 M2 h /kj，试求发酵罐冷却面积、竖式蛇管总长度和冷却水耗量。 参考公式： ； ； ； 211lg30.2)()(tttFm112SK)(12tCWp mtKQA112SK)(12tCQWp mtKQA3有一 50m3 的发酵罐，装料系数为 0.7,罐的直径为 3m,采用三层六弯叶涡轮搅拌器进行搅拌,搅拌桨直径为 1m,搅拌器转速为 130 转/分,罐内装有 4 块档板,通气量为 25m3/min,罐压为 0.05Mpa(表压),培养温度为 28,发酵液的粘度为1.9610-3Pas,密度为 1050kg/m3,封头直边高度为 0.04m,封头凸出高度为(1/4)D求:液柱高度 HL及 H/D?不通气时的搅拌功率为多少?通气时搅拌功率为多少?4某厂在 100 升发酵罐中进行发酵实验，然后放大至 30m3 发酵罐。醪液粘度2.2510-3NS/m3 ，醪液密度 1010kg/m3 。试验罐的参数为：罐径T375mm，搅拌器直径 D125mm，涡轮式搅拌器转速 350r/min，试按 P0/V相等准则进行放大，计算放大搅拌器的直径和转速。其中： 035PNndMndRe2
