生物工程設備習題

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1、1、對輥式粉碎機中兩輥的轉速為何要有5%~30%的速差？答：兩輥速度若相同，則輥筒對物料只有擠壓作用；若有速差，則可同時產生擠壓與剪切作用，從而增加粉碎度。2、錘式粉碎機是如何粉碎物料的？使用時必須注意什么？答：錘式粉碎機是用途比較廣泛的一種粉碎機械，主要構件為加料斗、轉子、錘刀、篩板等。粉碎時，物料從上方料斗加入，在懸空狀態(tài)下受到錘刀的沖擊力而破碎，小于格柵網孔直徑的物料被篩面篩分后落進出料口；而大于網孔直徑的則被拋至沖擊板上再次被高速旋轉的下排錘刀沖擊，直到撞碎成細小顆粒，從篩孔篩分落下進入出料口。使用時一般應注意：①為避免物料堵塞篩孔，物料給水量不應超過15%；②錘刀片應嚴格

2、準確對稱安裝，保證主軸具有動平衡性能，避免產生附加慣性力損傷機器和出現(xiàn)其他意外。3、機械攪拌式發(fā)酵罐中擋板是否越多越好？在什么情況下需加擋板？什么叫全擋板條件？答：不是越多越好，一般只要4~6塊。只要存在液相的攪拌，就要考慮加裝擋板，只有在加擋板困難時才不設擋板。如①在制作搪玻璃反應罐時若加擋板則會給在金屬上均勻涂瓷釉帶來困難，故不加擋板，而把防腐作為主要目的；②當設置的換熱裝置為列管或排管，并且數(shù)量足夠多時，發(fā)酵罐內不另設擋板；而冷卻管為盤管時，則應設擋板。③液體黏度越大，擋板的作用就越小。因為黏度液體與罐壁所產生的阻力，就相當于擋板所起的作用。因此當液體黏度高于50pa.s時就

3、沒有必要再用擋板。④另外，擋板只適用于攪拌器直徑比罐徑小很多的場合，即旋轉式、槳式和渦輪式。錨式、框式、螺帶式等攪拌器的外緣直徑接近罐內徑，不能安裝擋板，這幾種攪拌器常用于高黏度液體的攪拌。所謂“全擋板條件”是指能達到消除液面旋渦的最低條件。即：在一定轉速下再增加罐內擋板（或附件）數(shù)也不會改善攪拌效果。4、簡述機械攪拌反應器中攪拌器的強化措施。為什么常采用圓盤渦輪式攪拌器？答：強化攪拌器的作用，提高發(fā)酵液的混合效果，對攪拌器常采用以下強化措施：（1）提高攪拌器轉速；（2）抑制攪拌罐內的“打旋”現(xiàn)象，在攪拌罐內安裝擋板；（3）加設導流筒等。因為渦輪式攪拌器有較大的剪切力，可使流體微團

4、分散得很細，適用于低粘度到中等粘度流體的混合、液-液分散、液-固懸浮。平直葉渦輪攪拌器如果沒有圓盤，從攪拌器下方空氣管進入的無菌空氣氣泡就會沿著軸部的葉片空隙上升，不能被攪拌葉片打碎，致使氣泡的總表面積減少，溶氧系數(shù)降低。而安一個圓盤，大的氣泡受到圓盤的阻擋，只能從圓盤中央流至其邊緣，從而被圓盤周邊的攪拌漿葉打碎、分散，提高了溶氧系數(shù)。所以常采用圓盤渦輪式攪拌器。5、怎樣保證攪拌輸入功率并防止“打漩”現(xiàn)象？影響攪拌功率的因素有哪些？答：（1）工業(yè)上要盡量防止“打漩”流動，常用的方法大致有2種：①在罐內加裝擋板：在攪拌罐內壁安裝擋板，可以大大增加液體作旋轉流動的阻力，消除圓周向的旋轉

5、運動，是最常用的方法。裝置擋板后，可使機械能明顯增加。②改變攪拌器插入的位置：如將攪拌器偏心或偏心且傾斜安裝，由于攪拌器的軸線與罐軸偏離一定的位置，可以避免圓周向流動，也不存在液面凹陷問題。（2）影響攪拌功率的因素可分為幾何因素、物性因素和操作因素。其中①幾何因素包括葉輪直徑；葉片數(shù)目、形狀及葉片長度和寬度；容器直徑；容器中液體的高度；葉輪距容器底部的距離；擋板數(shù)目及寬度等等，②物性因素主要有液體的密度、黏度，此外當液體表面有下凹現(xiàn)象時，必有部分液體被舉到平均液面以上，這部分液體必須克服重力做功，因此重力加速度也是印象攪拌功率的物理因素之一，③操作因素主要是葉輪的轉速等。6、嫌氣發(fā)

6、酵設備與通風發(fā)酵設備在結構方面有何區(qū)別？答：嫌氣發(fā)酵設備因不需要通入昂貴的無菌空氣，因此在設備放大、制造和操作時，都比好氣發(fā)酵設備簡單得多：比重較小的發(fā)酵液具有上浮的提升力；而且在發(fā)酵時上升的CO2氣泡對周圍的液體具有一種拖拽力。由于拖拽力和提升力結合后所造成的氣體攪拌作用，使罐的內容物得到循環(huán)，所以無機械攪拌裝置。微生物在嫌氣發(fā)酵過程中總的發(fā)酵熱，一般由生物合成熱Q1，蒸發(fā)熱損失Q2，罐壁向用圍散失的熱損失Q3等三部分熱量所組成，故溫度控制采用罐內蛇管和罐外壁直接水噴淋相結合，排料管在罐的底部。而好氣發(fā)酵設備中的發(fā)酵熱，除Q1，Q2，Q3外，還有Q4（即機械攪拌放熱），故其冷卻裝

7、置多用列管（排管），因為列管的傳熱效果更好，且列管可起相應的擋板作用，從而可簡化通風發(fā)酵設備的結構，減少染菌機會。7、為何酒精發(fā)酵罐的冷卻裝置多用蛇管,而機械攪拌通風發(fā)酵罐多用列管?答：微生物在嫌氣發(fā)酵過程中總的發(fā)酵熱，一般由生物合成熱Q1，蒸發(fā)熱損失Q2，罐壁向用圍散失的熱損失Q3等三部分熱量所組成，故酒精發(fā)酵罐的溫度控制采用罐內蛇管和罐外壁直接水噴淋相結合，排料管在罐的底部。因為蛇管換熱器結構簡單、便于制造、維修、造價較低，能耐高壓，但發(fā)酵罐內應設相應的擋板，且擋