生物工程设备复习资料
1．1生物反应器设计基础
1、发酵罐数的确定。
1．2通风发酵罐
1、通风发酵罐的主要类型及其原理、优缺点或特点。
高效生物反应器的特点：(1) 传质和传热性能好；(2) 结构密封、防杂菌污染；(3) 设备简单、维修方便；(4) 生产能力高 (5) 能耗低； (6)检测控制系统完善；(7) 易放大； (8)生产安全
1）主要类型
①机械搅拌发酵罐(TRC)
A.工作原理：
利用机械搅拌器的作用，使空气和发酵液充分混合促使氧在发酵液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖、发酵所需要的氧气。
发酵罐的基本条件:(1)具有适宜的径高比；(2)能够承担一定压力；(3)保证必需的溶解氧；(4)具有足够的冷却面积；(5)尽量减少死角，灭菌彻底，避免染菌；(6)轴封严密。
B.特点
②气升式发酵罐（类型：气升环流式、塔式、空气喷射式等。）
A.工作原理
把无菌空气通过喷嘴或喷孔喷射进入发酵液中，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向上运动，而气含率小的发酵液则下沉，形成循环流动，实现混合与溶氧传质。
B.特点（8）
反应溶液分布均匀；较高的溶氧速率和溶氧效率；剪切力小；传热良好；结构简单；能耗小；不易染菌；操作和维修方便
③自吸式发酵罐
A.不需空气压缩机提供加压空气，而依靠特设的机械吸气装置或液体喷射吸气装置吸入无菌空气，实现混合搅拌与溶氧传质的发酵罐。
B.优点：不必配备空气压缩机及其附属设备，节约设备投资，减少厂房面积；溶氧速率高，溶氧效率高，能耗较低；生产效率高、经济效率高设备便于自动化、连续化。
缺点：较易产生杂菌污染，需配备低阻力损失低高效空气过滤系统，罐压较低，装料系数约为40％。
C. 喷射自吸式发酵罐：利用文氏罐喷射吸气装置或溢流喷射吸气装置进行混合和溶氧传质。
④通风固相发酵设备
2、机械搅拌通风发酵罐装配图、各部件作用及原理。
①罐体（壁厚计算）
由圆柱体及椭圆形或碟形封头焊接而成，材料为碳钢或不锈钢。为了满足工业要求，在一定压力和温度下操作，罐为一个受压耐温容器，通常要求耐受130℃和0.25MPa(绝对压力)。
②搅拌器：
有平叶式、弯叶式、箭叶式涡轮式和推进式等；其作用是打碎气泡，使氧溶解于发酵液中，从搅拌程度来说，以平叶涡轮最为激烈，功率消耗也最大，弯叶次之，箭叶最小。为了拆装方便，大型搅拌器可做成两半型，用螺栓联成整体。 ③挡板：
改变液流的方向，由径向流改为轴向流，促使液体激烈翻动，增加溶解氧。通常挡板宽度取(0.1～0.12)D ，装设4~6块即可满足全挡板条件。
所谓“全挡板条件”是指在一定转速下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。 要达到全挡板条件必须满足下式要求： ④轴封
作用：使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封，防止泄露和污染杂菌。 常用的轴封有填料函轴封和端面轴封两种
填料函轴封：由填料箱体，填料底衬套，填料压盖和压紧螺栓待零件构成，使旋转轴达到密封的效果。
端面式轴封又称机械轴封：密封作用是靠弹性元件（弹簧、波纹等）的压力使垂直轴线的动环和静环光滑表面紧密地相互贴合，并作相对转动而达到密封。 ⑤空气分布器
空气分布器的作用：吹入无菌空气，并使空气均匀分布。分布装置的形式有单管及环形管等，常用的分布装置有单管式。
空气由分布管喷出上升时，被搅拌器打碎成小气泡，并与发酵液充分混合，增加了气液传质效果。
环形管的分布装置的空气分散效果不及单管式分布装置。同时由于喷孔容易被堵塞，已很少采用。
通常通风管的空气流速取20m/s 。
为了防止吹管吹入的空气直接喷击罐底，加速罐底腐蚀，在空气分布器下部罐底上加焊一块不锈钢补强。可延长罐底寿命 ⑥消泡装置
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。
两种消泡方法: (1) 加入化学消泡剂；(2)使用机械消泡装置
化学消泡剂：植物油脂，如玉米油、豆油等；动物油脂，如猪油等；高分子化合物。 机械消泡装置：最简单实用为耙式消泡器，此外还有涡轮消泡器、旋风离心式和叶轮式离心消泡器、碟片式消泡器和刮板式消泡器等。 ⑦联轴器
大型发酵罐搅拌轴较长，常分为二至三段，用联轴器使上下搅拌轴成牢固的刚性联接。 常用的联轴器有鼓形及夹壳形两种。 小型的发酵罐可采用法兰将搅拌轴连接 ⑧轴承
中型发酵罐一般在罐内装有底轴承； 大型发酵罐装有中间轴承。
罐内轴承不能加润滑油，应采用液体润滑的塑料轴瓦（如石棉酚醛塑料，聚四氟乙烯等）。
⑨冷却装置（竖式蛇管冷却和竖式列管冷却器可以起到档板的作用。）
()5.012.0~1.0==
???
??n D D n D b
3、机械搅拌通风发酵罐轴功率的计算（非通气状态和通气状态注意参数单位）。
（单只搅拌桨）
在具有挡板且满足全挡板的情况下，搅拌准数是搅拌雷诺准数的函数。即 雷诺数表示作用于流体微团的惯性力与粘性力之比。 当液体处于湍流状态时
1. 不通气条件下的轴功率P 0计算（鲁士顿(Rushton J. H.)公式：）
P 0－无通气搅拌输入的功率（W ）；N P －功率准数，是搅拌雷诺数R eM 的函数（圆盘六平直叶涡轮，N P ≈6；圆盘六弯叶涡轮， N P
≈4.7；圆盘六箭叶涡轮，N P
≈3.7）；ω－涡轮转速（r/s ）；ρL －液体密度（kg/m3）；μ －液体粘度（N.s/m2）；D －涡轮直径（m ）； 2.通气搅拌功率Pg 的计算（修正的迈凯尔公式）
P 0－无通气搅拌输入的功率（kW ）；ω－涡轮转速（r/min ）；D i －涡轮直径（cm ）Q －通气量（mL/min ）
例题：某酶制剂厂 10m3机械搅拌发酵罐，发酵罐直径D=1.8m ，一只圆盘六弯叶涡轮搅拌器直径D =0.6m ，罐内装
有四块标准挡板，装液量VL 为6m3，搅拌转速 ω=168rpm ，通气量Q=1.42 m3 /min ，醪液粘度μ=1.96×10-3 N ·s/ m2，醪液密度 ρ=1020 kg/ m3 ，三角皮带的效率是 0.92，滚动轴承的效率是 0.99，滑动轴承的效率是0.98，端面轴封增加的功率为 1%，求轴功率Pg 和kL α，并选择合适的电机。（已知在充分湍流状态时，圆盘弯叶涡轮搅拌器的功率准数 N P = 4.7 ）
解：1.先求出Re ：
2. 因Re ≥104，所以发酵系统在充分湍流状态，即有功率系数NP = 4.7 ，故叶轮的不通气时搅拌功率P 0为：
3.求通气时搅拌功率Pg ：
4.所需电动机功率为：
4. 求kL α ：
()x
P eM N K R =P N K
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30D
N P L P ρω=39
.008
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g )1025.20Q D P P ω（
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6.0)60/168(Re ?=???==-μρωL i D ）（＝＝kW 07
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? ???=D N P L P ρω）
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kW (55.6)
14200006016807.8(1025.2)1025.239
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.03i 23
g 0=????=?=--Q
D P P ω（
①先求空截面气速vS ：
②求kL α ：
1．3嫌气发酵罐
1、酒精发酵罐和啤酒发酵罐的结构特点。
1）
2、酒精发酵罐的计算。
1）发酵罐结构尺寸的确定
①发酵罐全容积
式中 V —发酵罐的代表容积（m3）；V0—进入发酵罐的发酵液量（m3） Φ—装液系数， 一般取=0.85~0.90 ②带有罐体高度、底、盖高度和罐径的尺寸关系： ③锥形底、盖的圆柱形发酵罐全容积为: 2）发酵罐罐数的确定
对于间歇发酵，发酵罐罐数可按下式计算：
（式中N －发酵罐个数； n －每24小时内进行加料的发酵罐数目； t －一次发酵周期所需时间，h ） 3）发酵罐冷却面积计算（实例） 可按传热基本方程式来确定，即： （A —冷却面积（m2） ;Q —总的发酵热（J/h ） ； K —传热总系数（J/m2 .h) ；△Tm —对数平均温度差）
① ② ③ ④
3、啤酒发酵罐的计算及设计中涉及的问题（如压力、真空、发酵液混和及对流）等。
1）啤酒发酵罐的计算
①前发酵槽的计算 A.发酵槽数目的确定
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n
N =
nt
N =
B.前发酵槽体积的确定
C.前发酵槽冷却面积计算 ②后发酵槽的计算
A.后发酵槽数目的确定
B.后发酵槽全体积的确定 2）大型锥罐设计中的问题：
压力；真空；热交换及发酵液循环。
4、新型啤酒发酵设备的优缺点。
1）圆筒体锥底发酵槽（简称锥形罐 ）。
优点在于能缩短发酵时间,而且具有生产上的灵活性，适合于生产各种类型啤酒的要求。目前，锥形发酵罐成为国内外啤酒工厂使用较多的设备。 2）联合罐 3）朝日罐
优点：可加速啤酒的成熟。发酵时罐的装量达96％，提高设备利用率，减少了排除酵母时发酵液的损失。缺点：动力消耗大。
5、CIP 在位清洗。
预冲洗→碱预洗→中间清洗→固定喷头喷洗→碱喷洗→清水冲洗→酸冲洗
6、连续发酵与间歇发酵的优缺点。
间歇发酵：操作简单，发酵周期长，发酵罐数多，设备利用率低。
连续发酵：培养液浓度和代谢产物含量相对稳定，发酵周期短，设备利用率和生产效率高，易于自动化生产。
连续发酵存在的问题：1）微生物的突变；2）污染杂菌；3）混合均匀度不理想；4）丝状菌的输送困难
1）单罐间歇发酵
2）多罐连续发酵
3）连续发酵理论罐数的确定（图解法）
1．4．1动物细胞培养反应器
1、动物细胞培养的特点。
1）细胞生长缓慢，易受微生物污染，培养时需要抗生素；
2）动物细胞较微生物大得多，无细胞壁，机械强度低，适应环境能力差； 3）培养过程需氧量少，且不耐受强力通风与搅拌；
?0ZV V =
m
T K Q
A ?=S
V V N =?S
V V =0
4）在机体中，细胞相互粘连以集群形式存在；
5）培养过程产物分布于细胞内外，成本高，产品价格昂贵； 6）大规模培养时，不可套用微生物反应的经验； 7）原代培养细胞一般繁殖50代即退化死亡。
2、动物细胞培养反应器的分类。
1）通气搅拌式细胞培养反应器 2）气升式细胞培养反应器
优点：①没有移动部件；②完全密封；③便于无菌操作；④设计简单；⑤便于放大生产；⑥氧的转换率高。
3）中空纤维细胞培养反应器
优点：①培养体积小，细胞高密度生长；②有浓缩产品的功能；③产物纯度高；④自动化程度高，细胞生长周期长
缺点：中空纤维价格昂贵，生产成本高。 4）工业化水平的大载体细胞培养反应器
优点：①操作控制简单，可随机取样检测；②人工增加附着细胞密度高；③消耗用品价格低廉，产物收率高； 5）微载体细胞培养反应器
优点：①比表面积大，单位体积培养培养基细胞产率高;②微载体悬浮于培养基中，细胞生长环境均一，简化了这些环境因素的检测和控制;③培养基的利用率高;④采样重演性好; ⑤收获过程简单;⑥放大较容易;⑦劳动强度小，占用空间小。 6）转基因动物生物反应器
动物乳腺生物反应器;动物膀胱生物反应器
1．4．2植物细胞培养反应器
1、植物细胞培养反应器的分类。
1）机械搅拌式反应器
优点：混合性能好；传氧效率高；操作弹性大；可用于细胞高密度培养； 缺点：剪切力大 2）非机械搅拌式反应器
非搅拌式反应器所产生的剪切力较小，结构简单。其主要类型有鼓泡式反应器、气升式反应器等气体搅拌式反应器 3）组合式反应器
利用“ 优势互补”原则，将两种反应器结合起来研究出组合式反应器。带有低速搅拌的气升式发酵罐可弥补低气速时混合性差的弱点。
2、植物细胞培养与微生物培养的区别。
1)细胞的大小； 2)细胞块的形状；3) 培养液的黏度；4)需氧量；5)Kla 值比微生物培养的
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?固定化细胞培养悬浮培养
植物细胞培养???
???
?光生物反应器组合式反应器非机械搅拌反应器机械搅拌反应器悬浮培养反应器??
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??膜反应器流化床反应器填充床反应器固定化细胞培养反应器
Kla值小得多；6）对剪切力敏感7)需CO2和光照
植物细胞培养具有的优点：
（1）代谢产物的生产完全在人工控制条件下进行，可以通过改变培养条件和选择优良培养体系得到超整株植物产量的代谢产物；
（2）培养在无菌条件下进行，可排除病菌和虫害侵扰；
（3）可以进行特定的生物转化反应；
（4）可以探索新的合成路线和获得新的有用物质等。
1．4．3微藻细胞培养反应器
1、微藻细胞培养的特点及反应器种类。
微藻大规模培养的特点：1）需要足够的光照；2）需要供应大量的CO2和排放大量的O2；3）混合均匀，防止细胞沉降，且使细胞受光均匀；4）微藻的培养基多采用海水配制，除淡水藻外。
微藻培养反应器应有条件：1）足够的光照；2）合适的温度；3）合适的无机碳源及其他无机营养物质；4）合适的pH；5）充分混合；6）避免污染；7）氧的析出或供应；
分类：1）敞开式培养反应器优点：成本低、建造容易、操作简单、易于生产。
缺点：培养效率低、培养条件无法控制、易受污染、水分易蒸发、光能利用率低
2）密闭式培养反应器
优点：培养效率高、培养条件易于控制、污染少、生产周期延长、适用于所有藻类的培养。
开发密闭式微藻光培养反应器依据的原则：①高光照比表面积；②较高的气体交换效率；③适合的循环方式；④改善光的传播途径、分配和质量；⑤防治有害次生代谢的积累；⑥较易实现培养条件的优化；⑦尽量降低生产成本。
3）管道式光培养反应器
4）浅层溢流光培养反应器
1．5生物反应器的检测与控制
1、生物工程对传感器的要求。
1）传感器能经受高压蒸汽灭菌；2）传感器及其二次仪表具有长期稳定性；3）最好能在过程中随时校正；4）探头材料不易老化，使用寿命长；5）探头安装使用和维修方便；6）解决探头敏感部位被物料（反应液）粘住、堵塞问题；7）价格合理，便于推广使用。2、生物传感器及其组成。
传感器：能感受(或响应)一种信息并变换成可测量信号(一般指电学量)的器件。
生物传感器：将生物体的成份（酶、抗原、抗体、激素）或生物体本身（细胞、细胞器、组织）固定化在一器件上作为敏感元件的传感器称为生物传感器。
生物传感器的特点：
由选择性好的主体材料构成的分子——识别元件，一般不需进行样品的预处理；
利用优异的选择性把样品中被测组分的分离和检测统一为一体；
由于它的体积小、可以实现连续在位监测；
响应快、样品用量少，且由于敏感材料是固定化的，可以反复多次使用。
传感器连同测定仪的成本远低于大型的分析仪器，因而便于推广普及。
组成：敏感元件（分子识别元件）和信号转换器件
1）敏感元件（酶电极、微生物电极、免疫电极、）
2)信号转换器（将分子识别元件进行识别时所产生的化学的或物理的变化转换成可用信号的装置）
电化学电极可用作生物传感器的信号转换器的电化学电极一般可以分为两种类型。电位型电极和电流型电极．
生物热敏器件：基于温度测量原理，把生物功能材料和高性能检测器件结合而成，如酶热敏电阻。酶热敏电阻可分为密接型和反应器型。
光生物电极
光生物电极的测量原理：①生物发光反应的测量原理；②生物物质的光吸收、光激发；③生物反应物质对光传播对干扰原理。竞争结合型、光吸收型、荧光淬灭型、指示剂型、生物发光型和光传递干扰型。
组织传感器
以动植物组织薄片材料作为生物敏感膜的电化学传感器称为组织电极，此系酶电极的衍生型电极．动植物组织中的酶是反应的催化剂．与酶电极比较，组织电极具有如下优点：1.酶活性较离析酶高.2.酶的稳定性增大.3.材料易于获得.
工作原理：将热能变化转换为电信号；将光效应转换为电信号；直接产生电信号
3、生化过程各参数控制图的绘制。
4、PID控制。（比例、积分、微分控制）
比例控制能迅速反应误差，从而减小稳态误差。但是，比例放大系数的加大，会引起系统的不稳定。
积分控制的作用是，只要系统有误差存在，积分控制器就不断地积累，输出控制量，以消除误差。积分作用太强会使系统出现振荡。
微分控制可以克服振荡，使系统的稳定性提高，同时加快系统的动态响应速度，减小调整时间，从而改善系统的动态性能。
1．6生物反应器的比拟放大
1、生物反应器放大的目的。
应用理论分析和实验研究相结合的方法，总结生物反应系统的内在规律及影响因素，重点研究解决有关的质量传递、动量传递和热量传递问题，以便在反应器的放大过程中尽可能维持生物细胞的生长速率、代谢产物的生成速率。
2、放大的内容。
罐的几何尺寸，通风量，搅拌功率，传热面积和其他方面的放大问题，这些内容都有一定的相互关系。
3、经验放大中常用的两种方法。
1）以体积溶氧系数kLa(或kd)相等为基准的放大法（实例）
高好氧发酵通常应用等kLa的原则进行反应器放大
2）以P0/VL相等的准则进行反应器的放大
对于溶氧速度控制发酵反应的非牛顿型发酵液，通常应用P0/VL相等准则进行反应器的放大。
2．1．1生物反应物料处理设备
1、固体物料的筛选除杂设备具体包括哪些。(?)
1）大麦的精选设备
大麦精选机：利用杂粒与大麦不同的特点进行分离。
①碟片精选机
工作面积大，转速高，产量大，碟片损坏可以更换
2）大麦的分级设备
①平板分级筛
工作原理
②圆筒分级筛
工作原理
优点：设备简单、电动机传动比平板分级筛方便。
缺点：筛面利用率少，仅为整个筛面的1/5。
为什么固体物料需要进行粉碎?
固体物料经粉碎后，颗粒变小，原料的表面积显著增大，可加速蒸煮时的溶解过程。节省蒸汽，减少能量消耗，提高淀粉利用率，并能减少输送管道的阻塞现象，便于连续化生产。
2、原料粉碎的方式，具体设备
1)湿式粉碎是将水和原料一起加入粉碎机中，从粉碎机出来时即成粉浆。这种方法无原粉粉末飞扬，车间卫生好，缺点是粉浆必须随产随用，不宜储藏，且耗电量较多。
主要包括输料装置、加料器、粉碎机和加热器等几部分。
湿法粉碎流程的优点：
1.消除了粉尘危害，改善了劳动环境，降低了原料消耗；
2.粉碎过程中，淀粉已开始吸水膨胀，提高了蒸煮效果；
3.粉碎后经预热，提高了蒸汽的利用率；
4.机器零件的磨损减少，节省了设备维修费用。
2)干式粉碎是将干物料送入粉碎机中。粉碎机包在机壳之内，有一定的粉尘涌出来，如果不采取必要的除尘措施，车间内会布满灰尘。
3、物料粉碎的力学分析。
固体物料的粉碎按其受力情况可分以下几种：挤压破碎(a)、冲击破碎(b)、研磨粉碎(c)、剪切破碎(d)、劈裂粉碎(e)
4、锤式粉碎机的工作原理。
1)优点：构造简单、紧凑、物料适应性强，粉碎度大（粗粉碎细粉碎皆可），生产能力高，运转可靠。缺点：机械磨损较大。
2)适用范围: 中等硬度物料的中、细碎，脆性物料。
3)锤刀：可拆换，可摆动避开硬物。高碳钢和锰钢，可两头调换使用。
4)工作原理：物料从上方料斗加入，在悬空状态下就被锤的冲击力所破碎。然后物料被抛至冲击板上，再次被击碎。此外物料在机内还受到挤压和研磨的作用。
5、两辊式粉碎机的工作原理。
2．1．2液体培养基的制备及杀菌设备
1、罐式连续蒸煮流程及蒸煮罐和后熟罐结构特点及作用。
罐式连续蒸煮：蒸煮温度可高可低，节约能耗；设备简单，操作容易，制造方便。
2、真空冷却装置设备图及原理。
真空冷却：物料在一定真空度下蒸发部分水，需要汽化潜热，取自料液本身，因而料液很快被冷却到真空相应的温度。 真空冷却器中真空度产生：一般要借助于水力喷射泵或蒸汽喷射泵，连续地抽去真空冷却器中的二次蒸汽。
3、啤酒厂麦汁制备的四器组合。
四器组合：四器为糊化锅、糖化锅、过滤槽和麦汁蒸煮锅； 1）糊化锅 2）糖化锅
使麦芽糖与水混合，并保持一定温度进行蛋白质分解和淀粉糖化。 3）过滤槽
4）麦芽汁煮沸锅
又称煮沸锅或称浓缩锅，用于麦汁的煮沸和浓缩，把麦汁中多余水分蒸发，使麦汁达到要求浓度，并加入酒花，浸出酒花中的苦味及芳香物质；还有加热凝固蛋白质、灭菌、灭酶的作用。
4、液体培养基的灭菌方法及工业常用的方法。
灭菌：指用物理或化学方法杀灭或除去物料及设备中所有有生命物质的技术或工艺过程。 常用的灭菌方法有：
(1)化学试剂灭菌：常用试剂有甲醛、氯、高锰酸钾、环氧乙烷等； （2）射线灭菌：x-射线、 β-射线、紫外线； （3）干热灭菌； （4）湿热灭菌； （5）过滤除菌
5、对数残留公式及理论灭菌时间。
6、实罐灭菌、连续灭菌及灭菌时间的计算。
1）实罐灭菌：将培养基置于发酵罐中用蒸汽加热，达到预定灭菌温度后，维持一定时间，
S
S N N k N N k 00lg 303.2ln 1==
τ
再冷却到发酵温度，然后接种发酵，又称分批灭菌。
要保证分批灭菌的成功，必须有：1.内部结构合理，焊缝及轴封装置可靠，蛇管无穿孔现象的发酵罐；2.压力稳定的蒸汽；3.合理的操作方法
例：有一发酵罐，内装培养基40m3，在121℃的温度下进行实罐灭菌。设每毫升培养基含有耐热菌的芽孢2×107个，
在121 ℃时的灭菌速率常数为0.0287s-1。试求灭菌失败的机率为0.001所需的时间。 解：
2）培养基的连续灭菌有以下优点：（1） 提高产量，设备利用率高。（2）与分批灭菌比较，培养液受热时间短，培养基中营养成分破坏较少。（3）产品质量较容易控制；蒸汽负荷均衡，操作方便（4）降低了劳动强度，适用于自动控制。 流程
例：有一发酵罐，内装培养基40m3，在131℃的温度下进行连续灭菌。设每毫升培养基含有耐热菌的芽孢2×107个，
在131 ℃时的灭菌速率常数为0.25s-1。试求灭菌失败的机率为0.001所需的时间。 解：
2．2．1过滤、离心与膜分离设备
1、常压、加压和真空过滤具体设备。
2、离心分离因数。
3、常用的膜分离设备。(生物分离工程)
2．2．2离子交换分离、色谱原理及设备
1、离子交换的原理。
(min)9.23ln 1)(0287.0(001.0)(10810210400114760====?=???=-S
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v rn m F f 2
T 2P 900=
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++?→←+B RA RB A
离子交换过程包括5步：
1. A+自溶液扩散到树脂表面；
2. A+从树脂表面扩散到树脂内部的活性中心；
3. A+在活性中心发生交换反应；
4. 解吸离子B+自树脂内部的活性中心扩散到树脂表面；
5. B+从树脂表面扩散到溶液；
2、常用的离子交换罐（具有多孔支持板的离子交换罐）结构图。
圆筒体的高径比一般为2～3，树脂层高度约为圆筒高度的50 ～70％。
1-视镜2-进料口3-手口4-液体分布器5-树脂层6-多孔板7-尼龙层8-出液口
2．3萃取分离设备
1、溶剂萃取的方法。（生物分离工程）
1)溶剂萃取
影响萃取操作的因素：1. 萃取剂的选择2. pH的范围 3. 温度的确定
4. 盐析、带溶剂、去乳化的作用
2）双水相萃取(ATPP)
双水相萃取原理：基于物质在双水相体系中的选择性分配。
双水相体系：某些有机物之间或有机物与无机盐之间，在水中以适当的浓度溶解
后形成互不相溶的两相或多相水相体系。
双水相体系在生物分离的应用：用于蛋白质、酶、核酸、菌体、细胞、细胞器以及氨基酸、抗生素等生物小分子物质的分离、纯化。
2、双水相体系及常用于生物分离的双水相体系。
常用生物分离的双水相体系：PEG－Dextran系列和PEG－无机盐系列。
2．4蒸发与结晶设备
1、常压蒸发设备。
麦芽汁煮沸锅
①夹套加热式②内置加热式(列管式内加热器的煮沸锅、具两段内加热器的煮沸锅)
2、真空蒸发的优点及设备。
1)真空蒸发的优点：
①物料沸腾温度降低，避免或减少物料受高温所产生的质变；
②提高了热交换的温度差，增加了传热强度；
③为二次蒸汽的利用创造了条件，可采用双效或多效蒸发，提高热能利用率；
④蒸发器热损失减少。
2）管式薄膜蒸发器
特点：液体沿加热管壁成膜而进行蒸发；
类型：升膜式、降膜式和升降膜式
3、升膜式蒸发器工作原理、降膜式蒸发器工作原理。
1）升膜式蒸发器
工作原理：物料从加热器下部进入，在加热管内被加热蒸发拉成液膜，浓度液在二次蒸汽带动下一起上升，从加热器上端沿汽液分离器筒体的切线方向进入分离器，浓缩液从分离器底部排出，二次蒸汽进入冷凝器。
BM系列薄膜蒸发器：蒸发器为升膜式列管换热器。设备与物料接触部分均采用不锈钢制造，具有良好的耐腐蚀性能。对于加热管子直径、长度选择要适当，管径不宜过大，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
2）降膜式蒸发器
工作原理：物料从加热管上部进入，经分配器导流管进入加热管，沿管壁成膜状向下流。3）升降膜式蒸发器
工作原理：物料先进入升膜加热管，沸腾蒸发后，汽液混合物上升至顶部，然后转入另一半加热管，再进行降膜蒸发，浓缩液从下部进入汽液分离器，分离后，二次蒸汽从分离器上部排入冷凝器，浓缩液从分离器下部出料。
升降膜式蒸发器的特点：易达到升膜和降膜的要求；有利于降膜均匀分布，提高传热系数；用升膜控制降膜进料，有利于操作；两个浓缩过程串联，可提高产品的浓缩比，减低设备高度。
4、蒸发过程节能的方法。
采用多效蒸发，循环利用热能：将高能二次蒸汽用作加热介质去蒸发另外的物料而本身也被冷凝。
热泵蒸发：用机械泵或用蒸汽喷射泵将低压蒸汽压缩成较高压力的蒸汽，重新利用加热蒸汽的办法。
研制更理想的蒸发设备和效率更高的热泵。
5、真空煮晶设备结构。
煮晶锅的结构比较简单，是一个带搅拌的夹套加热真空蒸发罐，整个设备由加热蒸发室、加热夹套、汽液分离器、搅拌器等4部分组成。
2．5干燥设备
1、气流干燥原理。
工作原理：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
2、气流干燥流程中脉冲管的工作原理。
3、喷雾干燥原理及几种喷雾器的形式。
1）喷雾干燥是利用不同的喷雾器，将悬浮液和粘滞的液体喷成雾状，形成具有较大表面积的分散微粒同热空气发生强烈的热质交换，迅速排除本身的水分，在几秒至几十秒内获得干燥。
2）喷雾器：压力式喷雾器、气流式喷雾器和离心式喷雾器。
①压力式喷雾器
采用压力式喷嘴借助高压泵的压力将溶液、悬浮液、乳浊液、膏糊状物料雾化成细小液滴，然后与高温热空气进行快速热交换，在极短时间内以简单的工艺迅速连续干燥成细颗粒状物料的设备。
②气流喷雾器
内部混合式和外部混合式，常用的是内部混合式
③离心式喷雾器
空气经过滤和加热，进入干燥器顶部空气分配器，热空气呈螺旋状均匀地进入干燥室。料液经塔体顶部的高速离心雾化器，（旋转）喷雾成极细微的雾状液珠，与热空气并流接触，在极短的时间内可干燥为成品。成品连续地由干燥塔底部和旋风分离器中输出，废气由风机排空。
4、冻干的原理及特点。
1）原理：将湿物料（或溶液）在较低温度下（-10～-50℃）冻结成固态，然后在高度真空下，将其中固态水分直接升华为气态而除去的干燥过程。
2）特点：
①干燥温度低，特别适合于高热敏性物料的干燥；
②能保持原物料的外观形状；
③冻干制品具有多孔结构，有理想的速溶性和快速复水性；
④冷冻干燥脱水彻底，质量轻，产品保存期长。
2．6 蒸馏设备
1、洒精蒸馏挥发系数与精馏系数。
1）挥发系数K是指沸腾溶液的蒸汽中酒精含量与酒精在水溶液中的含量之比。
如，酒精的体积分数为10%，与其沸腾溶液平衡的蒸汽中的酒精体积分数为51%，则K A（A代表酒精）=51/10=5.1 2）醪液中存在大量挥发杂质，其挥发系数以Kc表示。为了更地比较酒精与杂质的可分离程度，引入了精馏系数K’的概念。
K’=Kc/KA
当K’>1时，则蒸汽中杂质含量增加，杂质多聚集在气相中。
当K’<1时，则蒸汽中杂质含量减少，杂质多聚集在液相中。
当K’=1时，则杂质平均分布在气相和液相中，在这种情况下，较难分离。
2、分子蒸馏技术。
分子蒸馏技术是在很高的真空条件下，对物料在极短的时间里加热、气化、分离，以达到提纯的目的，分离的对象都是沸点高，而又不耐高温、受热容易分解的物质。系统压力一般在0.133-1.33Pa范围内，物料受热时间仅为0.05s左右。
分子蒸馏因为在高真空中进行，与通常的常压蒸馏，减压蒸馏相比，其主要优点是：（1）蒸发速度快；（2）蒸发温度低；（3）分离效果好（因为相对挥发度增大）；（4）分解、聚合现象少；（5）热损失少；（6）共沸混合物消失；（7）在常压中不能蒸馏的物质也可以。
原理
3、水蒸汽蒸馏原理。
水蒸汽蒸馏是用水蒸汽来加热混合液体，使具有一定挥发度的被测组分与水蒸汽分压成比例地自溶液中一起蒸馏出来。当某些物质沸点较高，直接加热蒸馏时，因受热不均匀易局部炭化，还有些被测成分，当加热到沸点时可能发生分解。这些成分的提取，可用水蒸汽蒸馏。
当植物性芳香原料浸在水中并加热至沸腾或用蒸汽通过芳香原料的料层中，由于沸水或水蒸汽对原料组织表面的芳香油分与沸水或蒸汽直接接触，从而产生水和油的两个蒸汽分压。
混合蒸汽通过导气管进入冷凝器进行冷凝冷却，然后再经过油水分离后，即得精油。
所谓“水散”，就是指水向原料组织进行渗透，并以它作为载体，将精油逐步扩散到组织表面，这种现象称为“水散”所用。只有当精油传递到组织表面，才能形成水和油两个分压，精油才能被蒸出，所以“水散”作用在水蒸汽蒸馏过程中就显得十分重要了。“水散”方法有两种：一种是锅外“水散”，另一种是锅内“水散”。
3．1空气净化除菌与空气调节
1、生物工业生产中对空气质量的要求。
生物工业生产中对空气质量的要求是：无菌，无灰尘，无杂质，无水，无油，温度，湿度，正压等要求；
生物工业生产中对无菌空气的无菌程度要求是：一般要求1000次使用周期中只允许有一个菌通过，即经过滤后空气的无菌程度为N=10-3
2、空气除菌的一般方法，生物工业常用的除菌方法。
1）热杀菌
2）辐射杀菌
3）静电除菌
4）过滤除菌法
介质过滤除菌是使空气通过经高温灭菌的介质过滤层，将空气中的微生物等颗粒阻截在介质层中，而达到除菌的目的。
目前生物工业生产中最常用、适用的空气除菌方法。
3、介质过滤除菌机理及常用介质。
1）机理
①惯性冲击滞留作用机理
②拦截滞留作用机理
③布朗扩散作用机理
④重力沉降作用机理
⑤静电吸附作用机理
2）常用的过滤介质有棉花、活性炭、超细玻璃纤维、石棉滤纸、PV A 烧结材料过滤介质、烧结金属过滤介质等。
4、两级冷却、分离、加热的空气除菌流程（各设备的结构及作用）。（作业）
5、对数穿透定律。过滤器的种类。
1）-dN/dL = KN
它表示进入滤层的微粒数与穿透滤层的微粒数之比的对数是滤层厚度的函数。 2）种类
①纤维介质深层过滤器
②平板式纤维纸过滤器 ③管式过滤器
④接迭式低速过滤器 ⑤JPF 空气过滤器 ⑥YUD-Z 空气过滤器
6、焓湿图及状态变化过程。
空气湿度x(湿含量)：湿空气中所含的水蒸气质量与所含的干空气质量之比。 相对湿度：湿空气中水蒸气分压与同温下水的饱和蒸气压之比。
露点温度td ：空气在湿含量H 不变的情况下冷却，达到饱和状态时的温度称为露点温度td 。此时开始有水珠冷凝出来。在空调技术中，常利用冷却方法是空气温度降到露点温度以下，以便水蒸气从空气中析出凝结成水，从而达到干燥空气的目的
湿球温度tw ：将温度计的感温球包以湿纱布，纱布的一部分浸入水中以保持纱布足够湿润，这就成为湿球温度计。这种温度计在温度t 、湿度为H 的不饱和空气流中，在绝热条件下达到平衡所显示的温度，称为空气的湿球温度。与此同时，在空气流中还放一支普通温度计，所测得的温度，相对于湿球温度而言称为空气的干球温度。
1．等湿（干式）加热过程 2．等焓减湿过程 3．等焓加湿过程 4．等温加湿过程 5．减湿冷却（或冷却干燥）过程
L
K N N '12)lg(-=
3．2设备与管道的清洗与杀菌
1、保证管道彻底灭菌的设计要求。
1）管道应有一定的斜度，通常取1/100或更大； 2）凹陷低点安装排污阀； 3）管路有足够的支撑点；
4）尽可能减少和简化管路，尽可能少用弯头管件和阀门；
5）尽可能减少最高与最低点，且在每个最高点装设蒸汽进管，在最低点均装冷水阀； 6）每个罐及管道尽可能分开灭菌。这样才能保证蒸汽杀菌的严密性与稳定安全性。
2、空罐灭菌。
灭菌温度和灭菌时间的要求是高温长时(121℃，60分钟) ，既合理经济，又能杀灭设备中各死角残存的杂菌或芽孢。
3、设备材料及加工要求。
1）设备材料的选择
发酵罐及产品分离纯化等设备、管道的材料多采用不锈钢，尤其是可耐酸、耐碱、耐盐等质量优良的不锈钢，如1Cr18Ni9Ti 和含钼的不锈钢。 设备材料应避免使用含锌、镉、铅等的材料。 2）加工要求
设备管路阀门等内表面要求较高的光洁度，尤其发酵罐等要光滑、无细孔、无毛刺及凹坑裂纹等。
3．3生物反应物料输送设备
1、机械输送设备种类。
1）斗式提升机
适用范围：垂直提升固体物料，适用于松散型、小颗粒物料。
料斗类型有深斗（深度大、装料多，较难卸料，适用于干燥、易撒落的颗粒物料）、浅斗（深度小，斗口宽，易卸料，可用于较湿和较黏物料的输送）和尖角形三种类型。 装料方式分掏取式和喂入式两种。
卸料方式：重力卸料：适用干燥松散且磨损小的物料； 离心卸料：适用黏度较大或较重的物料。 计算：生产能力（输送量）： 功率消耗 轴功率P 轴
电机功率P 电机 2）皮带运输机 适用物料：松散干湿物料、谷物颗粒及成件制品。
)kg/h (3600φρ??=v h V
Q (kW)
367ηH
Q P ?＝轴(kW)
2.1轴电机＝P P
结构：皮带、托辊、鼓轮、传动装置、张紧装置、加料装置和卸料装置。 原理：利用一根封闭的环形皮带，绕在相距一定距离的2个鼓轮上，皮带由主动轮带动运行，物料在带上靠摩擦力随带前进，到另一端卸料。 生产能力的计算： 动力消耗的计算：
3）螺旋输送机 适用物料：松散的粉状或小颗粒状物料 原理
生产能力的计算： 动力消耗的计算：
2、如何选择输送方式。
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。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。
3、气流输送。
借助强烈的空气流沿管道流动，把悬浮在气流中的物料送至所需的地方。 应用：输送大麦、大米、麦芽及地瓜干等松散物料。
优点：设备简单，占地面积小，费用少，输送能力和输送距离的可调性大，管理简便，易于实现自动化。
缺点：动力消耗比较大，不适于输送潮湿的和粘滞的物料。
根据设备组合不同，气流输送装置可分为真空输送、压力输送和压力真空输送。
4、旋风分离器原理结构。
5、离心泵原理及气蚀现象。
1）原理
2）气蚀现象：离心泵能吸上液体是由于在泵的叶轮进口形成了低压，如果提高泵的安装高度，将导致泵内压力降低，当压力降至被输送液体的饱和蒸汽压时，将发生沸腾。使液体以很大速度从周围冲向气泡中心，产生频率很高，瞬时压力很大的冲击，这种现象就称为气蚀现象。发生气蚀现象时，会发出噪音，使泵体震动，严重时可使泵根本无法工作，而且使泵的寿命大大降低
3．4生物工程供水与制冷系统及设备
1、水处理的三个阶段及设备。
1）水过滤
）
（t/h 6.3φρ????=v A Q η111
P P P P ++=）（t/h 474
6022C n S D C n S D Q ??????≈??????=φρφρπ
()轴
电机轴N N H K L Q
N 2.1367=+?=η
水的过滤作用机理：水过滤是一系列不同过程的综合效应，包括筛滤、深层过滤和静电吸附。常用水的过滤装置：
①砂滤棒过滤器：
砂滤棒（又称砂芯）系选用多孔陶瓷原料经高温烧结而成。棒身具有许多细微孔，是过滤器发挥过滤作用的主体部分，未经处理的原水经过滤棒本身透过达到过滤澄清的目的。
过滤器分上下二层，中间置放隔水板一块。隔水板即是固定滤棒的装置，又起液体过滤前后分界作用
②活性炭过滤器
活性微孔径为2～5nm。
利用活性炭的表面吸附和机械过滤作用除去水中的杂质，常用于离子交换法和电渗析法的前处理。
③中空纤维超滤装置
2）水的软化或脱盐
①离子交换装置
②电渗析装置
利用阴、阳离子交换膜对水中离子具有选择性和透过性的特点。在外加直流电场的作用下，使原水中阴、阳离子分别通过阴离子交换膜和阳离子交换膜迁移，从而达到除盐的目的。
电渗析器有立式和卧式两种。由离子交换膜、隔板、电极、极框、压紧装置等组成。3）水的杀菌
①氯杀菌：常用的氯杀菌剂有活性二氧化氯、漂白粉和次氯酸钠。
②紫外线杀菌
③臭氧杀菌
2、发酵工厂洁净蒸汽的工艺要求。
①蒸汽压力稳定，以保证热加工过程的稳定性，通过稳压阀和缓冲罐来实现；
②蒸汽应维持一定的干度；
③保持蒸汽流量稳定，且含有较少的不凝性气体，以提高蒸汽的热效率。
3. 5生物工程压力容器
1、压力容器零部件的标准化（公称直径、公称压力）
1）公称直径：
是容器和管道标准化后的尺寸系列。
对容器而言是指容器的内径（用管子作筒体的容器除外）；对于管子或管件，公称直径是指名义直径，是介于管子内外径之间的某个数值。
公称直径查表可得。
2）公称压力：规定的标准压力等级，一般单位为MPa。
2、压力容器用钢的类型。
按化学成分分类，压力容器用钢可分为三大基本类型，即碳素钢、低合金钢、和高合金钢。1）碳素钢强度较低，而塑性与可焊性良好，价格低廉。常用20R钢----R表示压力容器专用钢
2)低合金钢是在碳素钢的基础上加入少量的Mn、V(钒)、Mo、Nb（铌）等合金元素构成的，
它具有优良的综合力学性能，其强度、韧性、耐腐蚀性、低温和高温性能均优于相同含碳量的碳素钢。常用16MnR 。
3)高合金钢大多是耐腐蚀、耐高温钢。根据所含主要合金元素的不同，可以分为以铬为主的铬不锈钢和以铬、镍为主的铬镍不锈钢。常用 1Cr18Ni10Ti 等。
3、内压薄壁容器定义及设计。
1）压力容器按壁厚可以分为薄壁容器和厚壁容器。通常把壁厚与其内半径之比小于0.1的容器称为薄壁容器，反之为厚壁容器。
2）压力容器的设计是根据工艺过程的要求和条件，进行结构设计和强度计算。结构设计需要选择适用、合理、经济的结构形式，同时满足制造、检测、装配、运输和维修等要求；而强度计算内容包括容器的材料，主要结构尺寸的确定，强度、刚度和稳定性计算等，以保证容器安全可靠运行。
①内压薄壁圆筒的设计
设计参数的确定
1．设计压力
容器的设计压力是指在相应的设计温度下，用以确定壳体厚度的压力，其值不得小于最高工作压力。容器的最高工作压力是指在正常操作情况下，容器顶部可能出现的最高表压力。
对于盛装液体的容器，当容器内液体静压大于等于设计压力的5％时，液柱静压应计入容器的设计压力内。 2．设计温度
设计温度是指容器在正常操作情况，在相应的设计压力下设定的受压元件的金属温度。 3．厚度及厚度附加量
对于设计压力较低的压力容器，按强度计算公式计算出的壁厚很小，不能满足制造、运输和安装时的刚度要求，因此，应对容器规定一最小壁厚。按照我国容器标准规定，最小壁厚按下列方法确定：对于碳素钢和低合金钢容器，不小于3mm ，腐蚀裕量另加；对于不锈钢容器，取tmin=2mm 。 4．许用应力
许用应力是容器壳体等受压元件的材料许用强度，取材料极限强度与相应的安全系数之比。查表计算。 5．焊缝系数
在强度计算中引入焊缝系数，表示焊缝金属与母材强度的比值，反映了容器强度被削弱的程度。 按表选取。
[]2
2C p
pD t t
i
d +-=φσ[]p pD t t
i
-=
φσ2
生物工程工厂设计-物料衡算
红霉素生产物料衡算 1、红霉素发酵工艺流程示意图 工艺流程如下：沙土管包子母瓶斜面培养子瓶斜面培养种子培养液小罐种子液中罐种子液大罐发酵放罐放罐发酵液预处理碱化（使PH为8.0-8.4）板框过滤滤液（加萃取溶媒）轻液结晶洗水干燥成品检验合格产品包装（不合格产品回收)。 一般红霉素工艺如下图所示： 空气原料孢子 加压配料斜面培养 冷却发酵摇瓶培养 除水碱化一级种子 过滤补萃取补二级种子 料料 豆油离心糖 丙醇成盐水 淋洗 烘干包装销售 图1：红霉素生产工艺流程示意图 2、工艺技术指标及基础数据 （1）主要技术指标见表
表1：红霉素发酵工艺主要技术指标 指标名称单位指标数指标名称单位指标数 生产规模m t/a 1600 二级种子罐通气及取样 损失比s 1 % 10 生产方法发酵，萃取，成盐一级种子罐通气及取样 损失比s 2 % 10 年生产天数t d/a 330 发酵罐接种比j0% 14 产品质量μ 1 750 U/mg 二级种子罐接种比j1% 14 倒罐率r % 3 一级种子罐接种比j2% 12 发酵罐发酵周期T1h 168 发酵罐补料比i0% 10 二级种子罐发酵周期T2h 28 发酵罐装料系数k0% 87 一级种子罐发酵周期T3h 30 二级种子罐装料系数k1% 84 发酵液密度ρ Kg/m31050 一级种子罐装料系数k2% 84 二级种子罐发酵液密度ρ 1 Kg/m31150 放罐发酵单位μ2 U/ml 6000 一级种子罐发酵液密度ρ 2 Kg/m31200 提取总收率n % 84 发酵罐通气及取样损失比s % 10 表2：培养基配比（质量分数）： 成分大罐配比% 中罐配比% 小罐配比% 补全料配比% 淀粉 5.00 1.80 1.80 4.380 豆粉 2.20 1.50 1.50 3.000 玉米粉 1.80 0.60 0.60 1.250 氯化钠0.65 0.30 0.30 1.630 豆油0.50 0.60 0.60 0.880 碳酸钙0.65 0.50 0.50 0.063 碳酸铵0.18 0.12 0.12 0.175 生物氮0.80 0.00 0.00 0.000 糊精0.00 1.20 1.20 1.500
环保设备设计
高纲1268 江苏省高等教育自学考试大纲 29760环保设备设计 河海大学编 江苏省高等教育自学考试委员会办公室
一、课程性质及其设置目的与要求 （一）课程性质和特点 《环保设备设计》课程是江苏省高等教育自学考试环境工程专业（本科段）的一门专业课程，它是水污染控制工程、大气污染控制和固体废弃物污染控制等设备设计的基础，是上述课程的有机组成部分和补充。 本课程使用教材在内容上分为四篇，共12章：第一篇（第一、二章）为环境工程设备基础知识，其中第一章重点介绍了环境工程设备的概念、分类及环境工程设备选用与设计的基本原则；第二章介绍了常用环境工程设备材料的性能、防腐及材料的选用原则；第二篇（第三章至第七章）介绍了污水处理设备，系统阐述了流体输送机械及设备、物理法污水处理设备、化学法污水处理设备、生物法污水处理设备；为了保证污水处理设备相关内容的系统性和完整性，第二篇还涵盖了污水处理中污泥处理设备的内容；第三篇（第八、九章）介绍大气污染控制设备，包括除尘设备原理与应用、气态污染物控制设备原理与应用；第四篇（第十章至第十二章）介绍固体废物污染控制设备，包括固体废物预处理设备、固体废物焚烧处理设备和垃圾卫生填埋设备。 通过本课程的学习使应考者掌握和了解环保设备设计的基本理论及基本方法，为毕业后从事环保设备设计、工艺设备选型以及设备开发打下较好的理论与实践基础。 （二）本课程的基本要求 通过本课程的学习，应考者应达到以下要求： 1、了解环保设备设计与应用的基本概念； 2、熟悉环保设备设计的基本方法； 3、掌握水污染控制、大气污染控制及固体废弃物污染控制设备的设计方法； 4、熟练掌握水污染控制、大气污染控制及固体废弃物污染控制设备中主要设备的设计方法及选型。 （三）本课程与相关课程的联系 本课程的前修课程是水污染控制工程、大气污染控制工程、固体废弃物处理与资源化工程、化工原理等。这几门课程可以帮助应考者更好的理解环保设备的基本知识，掌握环境治理工程的主要工艺，在实际情况中灵活选择处理工艺流程，为在工作和研究中的具体应用打下良好的基础。 二、课程内容与考核目标 第一篇环境工程设备基础 第1章绪论 （一）课程内容 本章主要介绍环境工程设备的基本概念和分类、环境工程设备的选用与设计原则。 （二）学习目的与要求
生物工程工厂设计概论
绪论 生物工程工厂设计概论：是一门以生物工艺学、生物制药学、ＧＭＰ和工程学及相关科学理论和工程技术为基础，综合性、实践性很强的应用性工程学科，是在学生基本学完大学全部课程，扎实掌握基本理论、工程技能及专业理论、专业知识的基础上开设的。其目的是培养学生具备生物工程工厂设计的工程能力和工程素质，结束毕业实习和毕业设计，完成工程师的综合性基本训练。 工厂设计基本的任务：是要作出体现国家有关方针政策，切合实际，安全适用，技术先进，经济效益和环境效益好的设计，为我国社会注意现代化建设服务。 工厂设计工作的内容包括参加建设项目的决策，编制各个阶段设计文件，配合施工和参加验收，进行总结的全过程。 第一章：基本建设程序 一个新建项目从计划建设到建成投产，按照建设项目发展的内在联系和发展过程，建设程序一般要经历：建设前期、建设期和交付使用期三个阶段。 建设前期的工程程序：１、项目建议书２、可行性报告３、设计任务书４、初步设计５、总概算 项目申请报告的主要内容：１、项目申请单位情况２、拟建项目情况３、建设用地及相关规划４、资源利用和能源耗用分析５、生态环境分析６、经济和社会效益分析７、建设与实施８、结论与建设９、有关附件 可行性研究报告内容：１、总类２、根据经济预测、市场预测确定项目建设规模和产品方案３、资源、原材料、动力、运输、供水等配套条件及公用设施落实情况４、建厂条件、厂址选择方案及总图布置方案５、工艺技术、主要设备选型、建设标准和相应的技术经济指标６、主要单项工程、公用辅助设备、总体布置方案和土建工程量估算７、环境保护、安全生产、劳动卫生、消防、ＧＭＰ等要求和采取的相应措施方案８、企业组织、劳动定员和人员培训设想９、建设工期和实施进度１０、投资估算和资金筹措１１、经济效益和社会效益评价１２、总论 设计任务书：是一个指令性的文件，是确定基本建设项目，编制设计文件的主要依据。 第二章：厂址选择与工厂总平面设计 厂址选择的总原则： 第一：厂址选择必须符合工业布局、符合所在地区、城市规划的要求，按照国家有关法律、法规及建设前期工作的规定进行。 第二：充分利用各地区的有利条件，避开或克服不利条件；充分利用当地人力、物力、财力和自然资源，环境保护；节约用地，不占用良田及经济效益高的土地，并符合国家现行土地管理、环境保护、水土保持等法规有关规定。 第三：使企业接近原料、能源产地和产品消费区，消除不合理运输；总体经济效益好，有利于加快国民经济发展和人民生活的提高。 具体厂址所在地点的选择，则要从场地的自然条件、技术经济条件及所在行业的特点三方面考虑，依次满足相应的条件
全国2018年4月自学考试教育科学研究方法(二)真题
全国2018年4月高等教育自学考试教育科学研究方法（二）试题 课程代码:00456 选择题部分 一、单项选择题：本大题共15小题，每小题2分，共30分。在每小题列出的备选项中只有一项是最符合题目要求的，请将其选出。 1、某研究者试图进行一项"恐吓对幼儿心理发展的影响"的实验研究。这项研宂违背了教育研究的哪一主要原则？ A.伦理性原则 B.操作性原则 C.检验性原则 D.公共性原则 2、被誉为"教育测量之父"，提出"凡是存在的东西都有数量，凡有数量的 东西都可以测量"的学者是 A.斯金纳 B.梅伊曼 C.桑代克 D.麦柯尔 3、将适合城市小学的某种教学方法运用于农村小学的研究属于哪种水平的研究？ A.直觉观察水平 B.探索原因水平 C.迁移推广水平 D.理论研究水平 4、在文献检索中，动态综述、专题述评、进展报告、专题研究报告和年鉴属于 A.零次文献 B. —次文献 C. 二次文献 D.三次文献 5、根据观察的目的性、计划性特征，教育观察法可以分为 A.直接观察和间接观察 B.参与性观察和非参与性观察 C.结构式观察和非结构式观察 D.非实验室观察和实验室观察 6、某校共有教职工500名，其中青年教师250人，中年教师150人，老年教师100人。 某研究者从这三类人群中分别抽取50、30、20人构成100人的样本进行身体健康状况的调査研究。这种抽样方法是 A.简单随机取样 B.分层随机取样 C.等距随机取样 D.整群随机取样 7、在某一研究者设计的调査问卷中，有一个问题是"大多数教育工作者认 为体罚有碍于儿童身心发展，你同意吗"。这一问题违背了问题设计的哪一要求？ A.语义清楚 B.语句简洁 C.面向对象 D.价值中立 8、对任何一种教育测量来说，最重要的测量指标是 A.信度 B.效度 C.难易度 D.区分度 9、19世纪以来，在行动研究方面出现了不同的取向，其中斯坦豪斯所主 张的行动研究取向属于
环保设备设计优化及新技术采用 于丹
环保设备设计优化及新技术采用于丹 发表时间：2019-05-23T11:55:31.950Z 来源：《防护工程》2019年第3期作者：于丹 [导读] 环保设备设计和优化工作是社会环境保护管理工作中是非常重要的，环保设备设计和优化工作的主要目的就是提高环境质量。本文主要分析了环保设备优化设计以新技术的使用情况。 保定膜之膜环境工程技术有限公司河北省保定市 071000 摘要：随着社会经济的持续进步，人们消耗的能源量愈来愈多，因此产生的垃圾废物的数量也呈现高速增长趋势，为了使环境污染问题得到控制，使用环保设备对自然环境加以控制，对人们日常生产生活中的污染行为加以制约刻不容缓。环保设备设计和优化工作是社会环境保护管理工作中是非常重要的，环保设备设计和优化工作的主要目的就是提高环境质量。本文主要分析了环保设备优化设计以新技术的使用情况。 关键词：环保设备；设计优化；新技术采用 引言： 环保设备通常是指为了实现改良环境污染现状，或者优化周围空气环境的目的，某些建筑单位或者研发部门专门为此而生产和制造出来的系统、建筑设备或者机械装置。但是也有部分人认为，环保设备专指那些用来改善环境污染问题的机械加工设备。上述认识是不够完善的，其实环保设备还应该涵盖运送具有流体形态的污染物质的动力机械；并且还需要涵盖那些能够确保污染能被控制预防的设备正常运转的监控仪器。环境治理是当今社会可持续发展的必经之路，而环保设备的使用不应当只局限于工业制造方面，居民在家中也应当注重环保设备的使用，注重环保措施的实行。 1环保设备的作用 在当前阶段，我国国民经济不断的发展，科学技术取得了很大的进步，环境保护工作同以前相比虽然有相同之处，但是也有很大的不同，工作的性质还是从环境保护的质量出发，只是伴随着先进技术的研发，通过使用先进的机械设备使操作更加的简单，使环境保护工作更加的简化，精准，环保设备和环境工作都是很重要的内容，要不断的优化环保设备，环境设备不但有治理大气、整治废弃物、水净化的效果，还可以控制环境和环境监督的作用，这些都有利于环境的保护。 1.1环保设备的性能要求。 随着国民经济、教育水平提升，环境保护是时代的与科技结合兴起的学科，把环境当作主体，辅助加以科技、生化技术来对环境的状态以量、性质来确定指标的制定，环境设备对环境中存在的污染物进行监控时，尽可能在大基数下控制它的增长并采取有效措施来减少其污染成分，研究并总结环境质量变化的规律，在环境影响中起评价及改善重要作用。在环境监测中，对其大数据进行分析，分别是以统计学和社会的基础作为指标，统计学结合科学的知识，联系社会和自然，同时将制定改善方案，按照一定的计算机编程，将有效的智能化设备功能投入高质量的环境监测得出的数据分析中，同时在联系大气质量、水质量、噪音质量的条件下，考虑生态环境的容量阈值，环保设备的功能分别由审查、调研、解决方案组成。层层交接的工作，以质量指标为出发点，加快环境环保建设，提高对污染物的掌控力度，保障应有的优质环境最大化。 1.2优化环保设备设计的意义。 在进行环境保护的工作中，环境工程设备可以控制环保的范围，减少环境工程的建设周期，从而提高了整体的经济收益。环境保护工程的投资是随着规模的扩大而不断增加，与此同时环境影响评价的效果也被人们广泛的关注，原因就是对环境保护工程设备建设的逐渐重视。并且，设备的功能管理是主要的工作方向。监督制度可以看出环境保护工作的有序性和可行性。可以方便环保工作人员更加直观额看到环境冲突的数据信息，促进项目建设以低产高效来保持进度和质量的高度统一。所以，环保设备具有环境影响评价重要性是很容易看到的。通过监测和评价相结合，使环境保护工作更加的规范化。可以及时的发现负面的效应，保持建设进度的统一，使环境保护工作中任何一个环节都可以有序开展。 2 环保设备的设计优化 2.1 设备的设计要符合环保要求 环保设备的设计工作需要做到与社会和国家的环保需求相符，而且制造设备所使用的材料需要使用无毒无害、易分解的材料，且尽量使用可再生的材料。此外在确保设备的功能不受影响的状况下尽量少使用附加材料，做到设计简洁，这样可以使设备的重量更轻、能源的耗费量更低。 2.2 设备的设计要符合人性化要求 通常情况下，都是一线的工作人员使用环保设备，所以，在设计设备的时候要坚持以人为本的原则，对于操作间内使用隔音、减震和保温的材料，确保操作室的密封性能和环保的性，空调都是使用无佛的空调设备，这些都是人性化的体现。 2.3 设备的设计要符合智能化的要求 在设计环保设备时，需要全面的衡量自动化的需求，将全自动化的操控设计融入环保设备中，这样既可以减轻操控人员的工作负担，而且若是辅以全自动化的故障检测以及全天候的电子监控系统，那么还能够避免员工重复进行同样的工作，使得故障在产生的第一时间便能得到合理解决。 3 环保设备新技术的运用 3.1 水力透平技术的运用 水力透平技术在环保设备中的应用主要是通过将水力透平设备安装在环保设备上的透平轴处，水力透平设备由叶片状的配件呈现圆周匀称分布所构成，是一类具有回收功能的装置。这一装置的回收功能能够很好的将从而能量进行回收使用，从而体现了环保理念。 水力透平技术的环保性应用不仅如上述那般将能量进行回收使用，还能够降低废弃物的不合理排放，正因如此，当前水力透平技术已经在石油化工产业中的合成氨、加氢裂化设备以及淡化海水的设备中得到全面的使用，这一技术的使用能够长远的保护环境，并为人们带来更多的经济效益。当前国内的石油化工领域通常都是使用反转泵来对生产过程中多余的能量进行回收，但是反转泵能够回收的能量微乎
生物工程工厂复习资料
生物工程工厂设计概论： 是一门以生物工艺学、生物制药学、GMP和工程学及相关科学理论和工程技术为基础，综合性、实践性很强的应用性工程学科。包括生物工程工厂建设项目的建设程序、内容、步骤、方法和原理。 是一门综合性、实践性很强的专业课。 生物工程工厂设计： 运用先进的生产工艺技术，通过工艺主导专业与工程地质勘察和工程测量、土木建筑、供电、给水排水、供热、采暖通风、自控仪表、三废处理、工程概预算以及技术经济等配套专业的协作配合，用图样并辅以文字作出一个完整的工厂建设蓝图，按照国家规定的基本建设程序，有计划按步骤地进行工厂建设，把科学技术转化为生产力的一门综合性工作。 课程的目的和任务: 目的：培养学生具有生物工程工厂设计的工程能力和工程素质，结合毕业实习和毕业设计，完成工程师的综合性基本训练。 任务：使学生了解工厂设计的工作程序、内容、步骤；掌握生物工程工厂设计的理论、方法和有关设计规范，走上工作岗位后，能胜任工艺设计工作。 生物工程工厂设计的重要性: （1）设计工作是把科学技术转化为生产力的一门综合性工作 （2）设计工作是扩大再生产、更新改造原有企业，增加产品品种，提高产品质量，节约能源和原材料，促进国民经济和社会发展的重要技术经济活动的组成部分。 （3）工厂设计在工程项目建设的整个过程中是核心内容。 工厂设计的任务和内容： （1）基本任务：作出体现国家有关方针政策，切合实际，安全适用，技术先进，经济效益好的设计，为建设服务； （2）工厂设计的内容： 设计工作：总体设计和局部设计 总体设计：凡是设计范围涉及到整个工业企业的全部内容的设计，称为~~。 局部设计：凡是设计的范围不涉及整个工业企业的全部内容，而只是其中的某些部分，或某个部分、某个设备的设计，称为~~。 工厂设计工作的内容：参加建设项目的决策； 编制各个阶段设计文件； 配合施工和参加验收； 进行总结的全过程。 （3）工厂设计要求：经济上合理、技术上先进； 在三废治理和环境保护方面必须符合国家有关规定； 考虑到产品生产的季节差异性（啤酒）； 尽可能减轻工厂的劳动强度，使工人有一个良好的劳动工作条件。 工艺设计工作原则：（1）设计工作围绕现代化建设这个中心：做好投资省，技术新，质量好，收效快，回收期短，使设计工作符合社会主义经济建设总原则； 设计的安全性和可靠性
生物工程工厂设计
生物工程工厂设计概论复习思考题 1、项目建议书和可研报告一般应分别包括哪些内容？ 项目建议书的内容：1、项目名称2、项目建设的必要性和依据3、产品方案、市场预测、拟建规模和建设地点的初步设想；4、资源情况、建设条件、协作关系和技术、设备可能的引 进国别、厂商的初步分析；5、环境保护；6、投资估算和资金筹措设想，包括偿还贷款能力的大体预算；7、项目实施规划设想；8、工厂组织和劳动定员估算；9、经济效果和社会效 益的初步估算。 可行性研究报告的内容：1、总论2、市场需求预测和建设规模3、原材料、燃料及资源情况 4、建厂条件和厂址方案 5、设计方案 6、环境保护调查环境情况，预测项目对环境的影响， 提出环境保护和三废治理的初步方案7、企业组织、劳动定员和人员培训8、投资估算和资 金筹措 2、初步设计可以分为哪三种情况？初步设计阶段包括哪些内容？ 按工程规模的大小、工程的重要性、技术的复杂性、设计条件的成熟度及设计水平的高低分为三阶段设计、两阶段设计、一阶段设计三种情况。 主要内容有：1、设计文件（1）、设计依据及设计范围（2）、设计的指导思想、建设规模和产品方案（3）、生产方法及工艺流程的比较、选择和阐述（4）、主要生产技术经济指标和生 产定额（5）、主要设备的选型及计算（6）、车间布置的说明（7）、存在的问题及解决问题的建议2、设计图纸（1）、生产流程图（2）、车间设备布置图（3）全厂总平面布置图（4）、主要生产设备和电动机一览表（5）、主要材料估算表等。 3、厂址选择的重要性。厂址选择应当考虑哪些因素？ 厂址选择正确与否，不仅关系到建厂过程中能否以最省的投资费用，按质按量按期完成工厂 设计中所提出的各项指标，而且对投产后的长期生产、技术管理和发展远景，都有着很大的影响，并同国家地区的工业布局和城市规划有着密切的关系。因此，厂址选择是百年大计问题，至关重要。 厂址选择的概念包括地点选择和场地选择两个层次。地点选择是对所建厂在某地区内的方位 （即地理坐标）及其所处的自然环境状况，进行勘测调查，对比分析。场地选择是对所建厂 在某地点处的面积大小、场地外形及其潜在的技术经济性，进行周密的调查、预测、对比分析，作为确定厂址的依据。 （1）、厂址位置要符合城市规划和微生物发酵工厂对环境的特殊要求（2）、厂址要接近原料、燃料基地和产品销售市场，还要接近水源和电源（3）、具有良好的交通运输条件（4）、场地有效利用系数高，并有远景规划的总体布局（5）、有一定的基建施工条件和投产后的协作条 件（6）、厂址选择要有利于竺废”处理，保证环境卫生。 4、厂址选择工作一般分为准备工作、现场勘查与编写报告三个阶段，请简单介绍这三个阶段分别应当做些什么工作？ 准备工作阶段：1、组织准备：由主管建厂的国家部门组织建设、设计、勘测等单位有关人员组成选厂工作组。2、技术准备：选厂工作人员在深入了解设计任务书内容和上级机关对建设的指示精神的基础上，拟订选厂工作计划，编制选厂各项指标及收集厂址资料提纲，包括厂区自然条件、技术经济条件的资料提纲。 现场勘查工作阶段：1、选厂工作组向厂址地区有关领导机关说明选厂工作计划。要求给予 支持与协助，听取地区领导介绍厂址地区的政治、经济概况及可能作为几个厂点的具体情况。 2、进行踏测与勘探，摸清厂址厂区的地形、地势、地质、水文、场地外形与面积等自然条件，绘制草测图等。同时摸清厂址环境情况、动力资源、交通运输、给排水、可供利用的公用、生活设施等技术经济条件，以使厂址条件具体落实。
自考教育科学研究方法预测试题及答案
自考教育科学研究方法预测试题及答案（5） 来源：考试大 2009/10/8 【考试大：中国教育考试第一门户】模拟考场视频课程字号:T T 全国高等教育自学考试 教育科学研究方法标准预测试卷（五） （考试时间150分钟） 第一部分选择题 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题2分，共30分）在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1．倡导以数学为基础的唯理论的演绎法的是( ) A．亚里士多德B．弗兰西斯·培根 C．笛卡尔 D．康德 2．以探索和创新知识、扩展和完善理论为主要目的的研究是( ) A．基础研究 B．应用研究来源：考试大 C．发展性研究 D．预测研究 3．教育科学研究中选题的作用不包括( ) A．决定研究发展的方向和目标 B．决定研究的内容 C．规定应采取的方法和途径 D．提供科学的论证依据 4．★为揭示教育现象与过程发展规律，选取的研究对象必须是( ) A．最大数量的 B．有典型代表意义的 C．不可控制的 D．不同性质的www.Ｅhttps://www.wendangku.net/doc/1e7195573.html,考试就到考试大 5．历史研究的核心是( ) A．搜集史料 B．分析、鉴别史料 C．揭示历史发展的规律 D．运用史学理论和方法 6．★有严密的计划，有详细的观察指标体系，对观察情境有较严格的要求，这种教育观察研究的类型是( ) A．自然情境中的观察 B．实验室中的观察采集者退散 C．参与性观察 D．结构式观察 7．全结构式教育观察记录表的编制要依据( ) A．观察内容的结构
B. 观察的场地和时间 C．观察的目的 D．观察的对象 8．按调查的目的来划分，除现状调查和相关调查外，还有( ) A．发展调查和预测调查 B．发展调查和测量调查 C．预测调查和测量调查本文来源:考试大网 D．预测调查和访谈调查 9．测验对应试者的辨别能力，指的是测量工具的( ) A．效度 B．信度 C．难度来源：考试大的美女编辑们 D．区分度 10.从一般教育活动的本身分化发展而形成的教育实验，相关的教育家除裴斯泰洛齐、福禄倍尔外，还有( ) A．梅伊曼和拉伊 B．桑代克和蒙台梭利考试大论坛 C．蒙台梭利和拉伊 D．蒙台梭利和杜威 11.较简单的单因素实验设计中，固定组比较设计的基本模式是( ) A．XO B．O1X02 12.其内涵需要明确的概念，是定义的( ) A．被定义项 B．定义项来源：考试大 C．定义联项 D．定义的规则 13.先假说，后求证，是从一般到个别，推论和判断个别事例的认识方法，这是逻辑思维方法中的( ) A．分析 B．综合 C．归纳来源：考试大 D．演绎 14．★结论比较可靠，但由于个别事实繁杂，难以——考察，这是归纳法哪一具体方式的特点？( ) A．完全归纳法 B．简单枚举法 C．科学归纳法来源：考试大的美女编辑们 D．因果联系归纳法 15.仅表示研究对象属性的顺序的是( ) A．计数数据资料 B．等级数据资料 C，等距数据资料
林业生物技术复习资料
《林业生物技术》复习重点 一、概念与名词 1、植物离体快速繁殖 ——又称微快繁，简称微繁， 应用植物细胞的“全能性”理论，在无菌条件下，把离体的植物器官（如根、茎、叶、花、果实、种子等）、组织（如花药、胚珠、形成层、皮层、胚乳等），放在人工控制的环境中，使其分化、繁殖，在短时间内产生大量遗传性一致的完整新植株的技术。是利用植物组织培养技术进行的一种营养繁殖方法，是常规营养繁殖方法的一种扩展与延伸。 2、试管外生根技术 ——试管外生根技术是指将组织培养茎芽的生根诱导与驯化培养结合在一起，直接将茎芽扦插到试管外有菌环境中，边诱导生根边驯化培养。该方法舍弃了组织培养苗在试管内生根这一环节，不仅避开了瓶内生根难的问题，同时也大大缩短了育苗周期和节省了育苗成本。 3、林业生物技术 ——应用自然科学及工程学原理，依靠森林植物、动物、微生物作为反应器将物料加工转化，规模化生产和提供人们所需的生态环境、生物质产品和公益性服务的科学技术。（P8） 4、细胞全能性 ——是指植物细胞具有发育成一个完整植株的全部遗传信息，在适当条件下能够形成完整植株。（P26）5、组织培养 ——组织培养是指将植物的形成层组织、分生组织、表皮组织、薄壁组织和各种器官组织以及愈伤组织进行离体培养的技术。 6、胚珠培养 ——胚珠培养是将授粉的子房在无菌条件下解剖后，取胚珠置于培养基中培养的过程。有时也把胚珠连同胎座一起取下来培养。 7、离体叶的培养 ——在自然界，很多植物的叶具有强大的再生能力，能从叶片产生不定芽的植物，离体叶培养指包括叶原基、叶柄、叶鞘、叶片、子叶在内的叶组织的无菌培养。它大多经脱分化形成愈伤组织，再由愈伤组织分化出茎和根。其中叶片培养是一个典型的代表。 8、植物细胞工程 ——植物细胞工程是植物生物技术的一个重要组成部分，是在离体培养条件下，在细胞水平上对植物材料进行遗传操作的技术，即对植物体的任何一个部分（器官、组织、细胞、原生质体）进行离体诱导使其称为完整植株的技术。 9、外植体 ——外植体指植物组织培养中用来进行无菌培养的离体材料，可以是器官、组织、细胞和原生质体等。 10、细胞悬浮培养 ——细胞悬浮培养是将游离的植物细胞按一定的细胞密度，悬浮在液体培养基中进行培养增殖的技术。 11、花粉培养 ——花粉培养也叫小孢子培养，是从花药中分离出花粉粒，使之成为分散的或游离的状态，通过培养使花粉粒脱分化，进而发育成完整植株的过程。 12、原生质体 ——原生质体是指植物细胞中除去细胞壁具有细胞全能性的裸露部分。 13、转基因林木 ——转基因林木是指利用基因工程技术改变基因组构成，用于林业生产或者林产品加工的森林植物。
全国2018年4月自考(00456)教育科学研究方法(二)试题及答案
全国2018年4月自考(00456)教育科学研究方法(二)试题及答案
绝密★考试结束前 全国2018年4月高等教育自学考试 教育科学研究方法（二）试题 课程代码:00456 请考生按规定用笔将所有试题的答案涂、写在答题纸上。 选择题部分 注意事项： 1.答题前，考生务必将自己的考试课程名称、姓名、准考证号黑色字迹的签字笔或钢笔填写在答题纸规定的位置上。 2.每小题选出答案后，用2B铅笔把答题纸上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。不能答在试题卷上。 一、单项选择题：本大题共15小题，每小题2 分，共30分。在每小题列出的备选项中只有一项是最符合题目要求的，请将其选出。1、某研究者试图进行一项"恐吓对幼儿心理发展的影响"的实验研究。这项研宂违背了教育研究的哪一主要原则？ A.伦理性原则 B.操作性原则 C.检验性原则 D.公共性原则 2、被誉为"教育测量之父"，提出"凡是存在的东西都有数量，凡有数量的东西都可以测量"的学者是 A.斯金纳 B.梅伊曼 C.桑代克 D.麦柯尔 3、将适合城市小学的某种教学方法运用于农村
小学的研究属于哪种水平的研究？ A.直觉观察水平 B.探索原因水平 C.迁移推广水平 D.理论研究水平 4、在文献检索中，动态综述、专题述评、进展报告、专题研究报告和年鉴属于 A.零次文献 B. —次文献 C. 二次文献 D.三次文献 5、根据观察的目的性、计划性特征，教育观察法可以分为 A.直接观察和间接观察 B.参与性观察和非参与性观察 C.结构式观察和非结构式观察 D.非实验室观察和实验室观察 6、某校共有教职工500名，其中青年教师250人，中年教师150人，老年教师100人。 某研究者从这三类人群中分别抽取50、30、20人构成100人的样本进行身体健康状况的调査研究。这种抽样方法是 A.简单随机取样 B.分层随机取样 C.等
生物技术复习资料汇总
第一章生物技术总论 1.生物技术：是指人们以现代生命科学为基础、结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人们生产出所需产品或达到某种目的的一门新兴的、综合性的学科。 2.传统生物技术：主要是通过微生物的初级发酵来生产产品，包括制造酱、醋、面包、奶酪、酸奶及其他食品的传统工艺。 3.现代生物技术：指在20世纪中叶后随着一些生物学领域的重要发现，以及随后产生的新手段和新技术，从而形成以现代生物科学研究成果为基础，以基因工程为核心的新兴学科。 4.现代生物技术的标志：是以1953年DNA双螺旋结构模型建立为基础。以70年代DNA重组技术的建立为标志 5.生物技术的重要性：1）生物技术是解决全球性经济问题的关键技术，可以解决人类所面临的诸如食品短缺问题、健康问题、环境问题、及资源问题；2）生物技术广泛应用于医药卫生、农林牧渔、化工和能源等领域，促进传统产业的技术改造和新兴产业的形成；3）生物技术还与与伦理、道德、法律等社会问题都有着密切的关系，对国计民生产生重大的影响。 6.生物技术的特征：高效益，高智力，高投入，高竞争，高风险，高势能。 7.生物技术的种类：时间上分：传统生物技术，现代生物技术；操作对象和操作对象的不同：基因工程，细胞工程，酶工程，发酵工程，蛋白质工程，生化工程等 8.现代生物技术对经济社会发展的影响：1）改善农业生产、解决食品短缺，包括提高农作物的产量及品质，培育抗逆的作物优良品系，培养动物的优良品系。2）提高生命质量，延长人类寿命。3）解决能源危机、治理环境污染。4）制造工业原料、生产贵重金属。 第二章基因工程 9.基因工程：按照人为的愿望，进行严密的设计，通过体外DNA重组和转移等技术，有目的地改造生物种性，使现有物种在较短的时间内趋于完善，从而创造出新的生物类型，这就是基因工程。 10.基因工程克隆载体：外源基因必须先同某种传递者结合后才能进入细菌和动植物受体细胞，把这种能承载外源DNA片断（基因）带入受体细胞的传递者称之为基因克隆载体。11.目的基因：基因工程的目的是通过优良性状基因的重组，获得有价值的新物质，为此须从现有生物群体中，分离出可用于克隆的相关基因，这样的基因通常称之为目的基因，目的基因主要是结构基因。 12.结构基因：是决定合成某一种蛋白质分子结构相应的一段DNA。结构基因的功能是把携带的遗传信息转录给mRNA（信使核糖核酸）,再以mRNA为模板合成具有特定氨基酸序列的蛋白质。 13.转化：携带基因的外源DNA分子通过与膜结合进入受体细胞，并在其中稳定维持和表达的过程； 14.转导：通过噬菌体颗粒感染，把DNA导入受体细胞的过程。 15.感受态细胞： 16.受体细胞：从技术上讲是能摄取外源基因并能使其稳定维持的细胞；从目的上讲是有应用和研究价值的细胞； 17.植物转基因技术：是将功能基因导入植物的基因组中，从而引起植物体性状的可遗传改变的技术。 13.基因工程的主要操作内容：1）目的基因的获取：从生物基因组中，分离出带有目的基因的DNA片断。2）重组体的制备：将目的基因的DNA片断插入到载体分子上。3）重组体的转化：将重组体转入到受体细胞中。4）克隆鉴定：挑选转化成功的细胞克隆。5）目的基因表达：使导入寄主细胞的目的基因表达出需要的基因产物。 14.基因工程的特征：跨物种性，无性扩增。 跨物种性: 外源基因到另一种不同的生物细胞内进行繁殖。无性扩增: 外源DNA在寄主细胞内可大量扩增和高水平表达 15.基因工程诞生的理论基础：DNA是遗传物质，DNA双螺旋结构，中心法则和遗传密码。 1、DNA是遗传物质：核酸的组成和分类？（DNA和RNA ） 2、DNA双螺旋结构：1953年James D. Watson和Francis H. C. Crick 揭示了DNA分
教育科学研究方法_自考重点
1.教育科学研究指的是运用一定的科学方法，遵循一定的科学研究程序，通过对教育现象的解释、预测和控制，探索教育规律的一种认识活动。 2.教育研究的本质特征在于教育理论与实践的创新，主要表现在对未知的探索，对原有理论体系、思维方式及研究方法有所突破。 3.教育科学研究的目的在于探索教育规律，解决重要的教育理论和实际问题。 4.教育科学研究方法是按照某种途径，有目的、有计划地、系统地进行教育研究和构建教育理论的方式。 5.“观察与归纳为主的研究方法”是教育科学研究方法的历史发展中第一个时期的特点。 6.英国的培根反对中世纪的教条主义，认为亚里斯多德的三段论不能胜任从实验到公理的科学发现任务，必须以归纳法取而代之。归纳方法突出了经验的积累和分析，强调科学方法的经验性质。 7.著名的教育家杜威强调必须从教育实验中建构理论并亲自主持了长达8年之久的芝加哥实验学校的教育实验。 8.现代教育科学研究方法发展的主要特点有哪些？1，提高教育研究的理论化程度。2，教育研究方法的多元化、多样性与统一性。3，关注教育研究的社会性和价值标准。4，教育研究的可操作性。 9.根据研究的目的不同，可以将教育科学研究分为基础研究、应用研究和开发研究。10.依据教育研究的目的，教育研究可以分为基础研究、应用研究、发展性研究、比较与评 价研究、预测研究。 11.通过问卷、调查、访谈、观 察以及测验等手段收集资料以 验证假设或回答有关现实的教 育问题,这种研究方法是描述研 究。 12.教育实验研究是研究者按照 研究目的，合理地控制或创设 一定条件，人为地变革研究对 象，从而验证假设，探讨教育 现象因果关系的一种研究。 13.比较研究按照一定的标准对 彼此有关系的事物甲乙对照分 析，以发现它们之间的共同点 和差异点，共同规律和特殊本 质，从而得出符合客观实际的 结论。 14.实验研究指研究者根据一定 的理论假设，在教育活动中创 设验证假设的环境和条件，主 动地控制研究对象，排除无关 因素的干扰，探索教育活动相 关要素之间的因果关系。 15.某教授在市的一些中小学进 行了提高英语成绩的研究，取 得了良好的成效，其它城市甚 至一些乡村的中小也想开展这 一研究，该教授决定选择一些 乡村小学继续开展研究。后面 的这一研究属于迁移推广水平 的研究。 16.选题指经过选择来确定所要 研究的问题，包括提出问题和 确定问题。 17.科学研究的其始环节是选择 和确定课题。 18.教育科学研究选定研究课题 的科学性表现在问题要以教育 科学基本原理为理论基础，还 表现在要有一定的客观事实作 为实践基础。 19.确定研究课题的基本要求？ 1，问题必须有价值。2，问题 有一定的科学理论依据。3，问 题必须具体明确。4，问题有新 颖有独创性。5，问题要有可行 性。 20.以下不属于课题选择原则的 是D．需要性原则 21.确定研究课题的基本要问题 必须有价值、问题有一定的科 学理论依据、问题必须具体明 确、问题要新颖有独创性、问 题要有可行性。 22.选定教育研究课题的基本要 求之一是研究的问题要有可行 性，可行性包括客观条件、主 观条件和时机问题。 23.研究课题的产生有哪些途 径？1，从社会发展需要出发提 出问题。2，学科建设与发展中 需要解决的问题。3，教育实践 中提出的问题，尤其是在教育 改革中反映出来的种种困惑和 矛盾。4，从日常生活观察中发 现的问题。5，从当前国外教育 信息的分析总结中提出问题。 24.文献是把人类的知识用文 字、图形符号、音像等手段记 录下来的有价值的典籍，包括 各种手稿、书籍、报刊、文 物、影片、录音录像、磁带、 幻灯片、缩微胶片、信息自动 化系统等。 25.一次文献包括专著、论文、 调查报告、档案材料等以作者 本人的实践为依据而创作的原 始文献，具有创造性。 26.以课题研究的时间作为检索 的起点，按照从现在到过去 （如由2009到2005年）的时 间顺序去查询教育文献的检索 方法，我们称之为逆查法。
生物工程设备期末复习题
生物工程设备期末题 1．根据工艺操作，发酵生产设备类型分为 发酵设备和 发酵设备。 2．小型发酵罐罐顶和罐身采用 连接，材料一般为不锈钢。 3．罐体各部分的尺寸有一定的比例，罐的高度与直径之比一般为 左右。 4．挡板的作用是防止液面中央形成 流动，增强其湍动和溶氧传质。 5．消泡器的作用是 。 6．大型发酵罐搅拌轴较长，常分为二至三段，用 使上下搅拌轴成牢固的刚性联接。 7．为了防止发酵液泄漏和杂菌污染，搅拌器轴与罐顶或罐底连接处需要密封，即 。 8．一个发酵罐的圆柱部分体积为80 L ，上下封头的体积分别为10 L ，如果装料系数为80%，则罐的总容积为 L ，罐的有效容积为 L ，公称容积为 L 。 9．CIP 清洗系统整个清洗程序分7个步骤：预冲洗、 、中间清洗、清水喷冲、碱喷冲、清水冲洗、 。 10．细胞培养的操作方式有 、流加式操作、半连续式操作、 连续操作和 。 11．笼式通气搅拌反应器由两大部分组成： 和 。搅拌笼体由 和其顶端的 以及套在笼体外面的 组成。 二、名词解释 1. 连续发酵。2．在线检测。3．净化工作台。4．公称容积。5．流加式操作 三、简答题 1. 机械搅拌发酵罐的基本要求是什么？2．机械搅拌通风发酵罐中搅拌器的作用是什么？3．圆柱锥底啤酒发酵罐上为什么要安装真空安全阀？4．朝日罐生产啤酒的优缺点是什么？ 1. 试论述传感器应满足哪些条件？2．以四器组合为例说明啤酒生产中麦汁的制备设备包括哪几种，每种设备的用途是什么？ 六、计算题（10分×1 = 10 分） 一个年生产12万t 赖氨酸的发酵工厂，发酵产酸水平为18％，提取总收率为85％，年生产时间为300d ，发酵周期为60 h ，洗罐准备时间为12 h ，设发酵罐的装罐系数为80％，发酵罐的容积为450 m3。问：1、该工厂每日产量是多少(t/d)？2、每日所需要的发酵液量是多少？3、每日所需要的发酵罐容积为多大？4、生产12万t 赖氨酸需要发酵罐的总数是多少？(每步计算请标清楚单位,小数点后保留一位有效数字) 一、名词解释 1、 菌体的率 YX/S 对基质的细胞得率Yx/s 2、半连续式操作 又称反复分批式培养或换液培养，是指在分批式操作的基础上，不全部取出反应系剩余部分重新补新的营养成分，再按分批式操作的方式进行培养，这是反应器内培养液的总体积保持不变的操作方式。 3、Ka 4、发酵稀释比D:补料速度与反应器体积的比值（h-1），在稳定状态下，细胞的生长速率等于稀释速率 5、过滤效率被捕捉的粉尘量与原空气中粉尘量之比。 6、装料系数：发酵罐存在持气与起泡问题，必须在充入培养液后留有一定的空间。 式中 V —发酵罐的代表容积（m 3）；V 0—进入发酵罐的发酵液量（m 3）ψ —装液系数 7、实罐灭菌：将培养基置于发酵罐中用蒸汽加热，达到预定灭菌温度后，维持一定时间，再冷却到发酵温度，然后接种发酵，又称分批灭菌。 8、升膜式蒸发器：真空蒸发设备，主要由加热室和汽液分离器组成，在真空状态下溶液在蒸发器的加热表面形成液膜，很快受热升温、汽化、浓缩。液膜与蒸发的二次气流方向相同称为升膜式蒸发器。 S x x ?-?=＝消耗基质的质量生成细胞的质量/s Y ?0V V =
教育科学研究方法_自考笔记+自考资料
科目：教育科学研究方法 1.1．教育科学研究 1.2．教育科学研究方法 1.3．实验研究 1.4．基础研究 1.5．描述研究 1.6．相关研究与比较研究 1.7．理论研究 2.1．文献 2.2．选题 2.3．理论构思 2.4．总体 2.5．样本 2.6．取样 2.7．分层随机取样 2.8．系统随机取样 3.1．历史研究法 3.2．教育科学的历史研究法 3.3．外部评论 3.4．内部评论 3.5．历史的分析方法 3.6．现实感 4.1．教育观察研究 4.2．参与性观察与非参与性观察4.3．结构式观察与非结构式观察4.4．直接观察与间接观察 4.5．教育现场观察 4.6：全结构式教育观察 4.7．观察记录代码系统 4.8．取样记录法 5.1．教育调查研究 5.2．个案调查 5.3．抽样调查 5.4．相关调查 5.5．发展调查 5.6．测量调查 5.7．调查表法 5.8．问卷调查 5.9．访谈调查 5.10．预测调查 5.11．普遍调查 5.12．现状调查 6.1．教育实验研究 6.2．准实验 6.3．真实验 6.4．无关变量6.5．内在效度 6.6．外在效度 6.7．组间设计 6.8．组内设计 6.9．因素设计 6.10．教育实验科学水平评价 7.1．教育科学的理论研究 7.2．逻辑思维方法 7.3．比较 7.4．分类 7.5．分析 7.6．综合 7.7．归纳 7.8．演绎 7.9．历史一逻辑方法 7.10．系统方法 7.11．信息方法 7.12．发生学方法 8.1．定性分析 8.2．资料分类 8.3．现象分类 8.4．本质分类 8.5．完全归纳法 8.6．简单枚举法 8.7．科学归纳法 8.8．共变法 8.9．剩余法 8.10．求同求异并用法 8.11．信度 8.12．效度 9.1．定量分析 9.2．数据资料的描述 9.3．统计表 9.4．简单表 9.5．次数分布表 9.6．统计图 9.7．数据特征值 9.8．差异量数 9.9．相关系数 9.lO．总体参数估计 9.11．假设检验 9.12．单因素方差分析 9.13．回归分析 9.14．独立性检验 9.15．适合性检验 10.1．教育科学研究成果 10.2．教育科学研究成果的表述形式 10.3．教育科学研究成果的评价 10.4．学术价值 10.5．社会价值 10.6．定性评价 10.7．定量评价 10.8．通讯评价 10.9．会议评价 10.10．教育科学研究的目标评价 10.11．教育科学研究的过程评价 名词解释题答案 1.1．教育科学研究：是运用一定的科 学方法，遵循一定的科学研究程序， 通过对教育现象的解释、预测和控 制，探索教育规律的一种认识活动。 1.2．教育科学研究方法：按照某种途 径，有目的，有计划、系统地进行 教育研究和构建教育理论的方法。 1.3．实验研究：研究者根据一定的研 究假设，在教育活动中创设能验证 假设的环境和条件，主动地控制研 究对象，排除无关因素的干扰，从 而探索事物的因果联系。 1.4．基础研究：通过研究，寻找新的 事实，阐明新的理论或重新评价原 有理论，它回答的是“为什么”的 问题。其主要目的在于探索和创新 知识，扩展和完善理论。 1.5．描述研究：通过问卷、调查、访 谈、观察以及测验等手段搜集资料 以验证假设或回答有关现实的问 题。 1.1．教育科学研究有哪些特点? 1.2．现代教育科学研究发展有哪些主 要特点? 1.3．简要叙述教育研究在教育科学发 展中的主要作用。 1.4．按研究的普遍适用程度分，教育 科学研究可分为哪几个层次? 1.5．关于教育研究方法的分类问题， 必须注意哪几点? 1.6．为什么说教育科学研究是培养未 来教育改革家的重要战略措施? 2.1．简答确定研究课题的基本要求。 2.2．选题应遵循哪些原则? 2.3．简述在教育科学研究中文献检索 的主要作用。 2.4．简答文献检索的基本方法和遵循 的基本要求。 2.5．理论构思在教育研究中有何作 用?