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生物工程设备复习资料 生 物 工 程 设 备 （第一篇）第一章 kt x  x0 e x 1，生长动力学公式： （X : 细胞在时 t 时的浓度； : 细胞在开始时间时的浓度；t : 培养的时间； 0 k : 细胞的特别生长速率。） v s max v  2 ，抑制动力学（米氏公式）： km  s （V : 实际酶促反应速度；Vmax: 最大酶促反应速度；S : 底物浓度； Km : 米氏常数。） E  3，致死动力学（阿氏公式）k  A e R T （K : 致死速率；A : 阿氏常数（Arrhenius ）E : 反应活化能；T : 体系的绝 对温度；R : 理想气体常数。） 4 ，生物反应器设计要求：①反应器的物理传热传质特征②培养生物体的生理生化特征③生长要求④灭菌要求⑤其它要 求 5，生物反应器种类：①厌氧生物反应器：酒精发酵罐，沼气池 ②通气生物反应器：机械通风搅拌罐，气升罐，鼓泡罐，自吸罐 ③光照生物反应器④膜生物反应器 6，剪切力对发酵的影响：①剪切力对质量和热量传递有较大影响,湍流传导与层流传导②对动物细胞和植物细胞培养 影响很大③对放线菌和丝状真菌的影响 7，机械搅拌通气发酵罐：机械搅拌通气式发酵罐又称通用式发酵罐，是工业上最常用的一种微生物反应器，这类发酵 罐既具有机械搅拌又有压缩空气分布装置，搅拌器的主要作用是打碎空气气泡，增加气液接触界面，以提高气液间的 传质速率，同时也是为了使发酵液充分混合，液体中的固形物料保持悬浮状态。 优点：充分的搅拌，高密度培养时其供氧能力和混合效果好 缺点：剪切力大，对植物细胞或剪切力敏感菌株易造成较大损伤 8，气升式生物反应器：气升式生物反应器是通过通气气流的上升带动流体混合的一类发酵罐。 优点：无需机械搅拌，因而动力消耗相对较小，且能够避免搅拌轴封所导致的微生物污染 缺点：剪切力小导致的混合强度不足，不适应于高粘度的培养体系 （第一篇）第二章 1，机械搅拌通气发酵罐结构：罐体，搅拌器和挡板，换热装置，轴封装置，空气分布器，消泡装置，空气过滤系统 （记结构图） 2 ，气-液相间溶氧传质理论： 气泡中的氧→气液界面→氧从气相侧转移到液相侧 →氧从液相侧转移到液相主体→氧从 液相主体转移至细胞表面→氧扩散至细胞内 3，常用的涡轮搅拌器有平叶式、弯叶式和箭叶式三种 4 ，空气净化除菌方法及原理：热杀菌, 辐射杀菌, 静电除菌, 过滤除菌 5， 机械搅拌反应器的 优点:操作弹性大，pH 值和温度易于控制；有较规范的工业放大方法；适合连续培养 缺点:驱动功率大；内部结构复杂，难于彻底洗净,易造成污染；在丝状菌的培养中由于搅拌 器的剪切作用，细胞易损伤 6，增加（培养基）中溶解氧供应的办法①加大通气②加大搅拌转速③改变叶轮形状和罐体 设计④加压发酵⑤富氧通风 7，污染发生的原因：①空气过滤系统②密封系统③卫生死角 （液流的方向） 8，一个 150 m3 的生物反应器在 35 oC 条件下用糖蜜生产霉菌菌体。培养时氧气的消耗量 为 225 kg/h ；机械搅拌功率为 150 kW 。已知菌体生长时每消耗 1mol 氧气产热 460 kJ ；水 第 1 页第 1 页 生物工程设备复习资料 的比热为75.4 J ·mol-1 ·oC-1 。盘管冷却水的进水温度为 10 oC，流速为 60 m3/h 。在 忽略蒸发和外壁的热散发时，问冷却水的出水温度是多