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2 发酵工艺学-发酵工程控制-物理参数检测与控制

《发酵工程原理与技术》课程复习提纲及习题集

《发酵工程原理与技术》课程复习提纲及部分知识点 [复习提纲] 什么是发酵?发酵工程的发展历程? 发酵的定义在合适的条件下利用生物细胞内特定的代谢途径转变外界底物生成人类所需目标产物或菌体的过程 自然发酵时期 1.发酵工程的诞生 2.通气搅拌液体深层发酵的建立 3.大规模连续发酵以及代谢调控发酵技术的建立 4.现代发酵工程时期 发酵工业常用的微生物及其特点。 ①细菌:枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等②放线菌:链霉菌属、小单胞菌属和诺卡均属③酵母菌:啤酒酵母、假丝酵母、类酵母 4.霉菌 菌种的分离及保藏 一稀释涂布和划线分离法二利用平皿中的生化反应进行分离三组织分离法四通过控制营养和培养条件进行分离 一斜面保藏方法二液体石蜡油保藏法三冷冻干燥保藏法四真空干燥法五液氮超低温保藏法六工程菌的保藏 菌种的退化及复壮 菌种退化是指生产菌种或选育过程中筛选出来的较优良菌株,由于进行转移传代或包藏之后,群体中某些生理特征和形态特征逐渐减退或完全丧失的现象退化的原因主要有基因突变连续传代以及不当的培养和保藏条件 菌种的复壮通过人工选择法从中分离筛选出那些具有优良性状的个体使菌种获得纯化服装的方法一纯种分离二淘汰法三宿主体内复壮法 微生物育种的方法有哪些? 自然育种、诱变育种 培养基的主要成分。 水、碳源、氮源、无机盐、生长因子、 碳源及氮源的种类。 碳源种类:1、糖类2、醇类3、有机酸类4、脂肪类5、烃类6、气体 氮源种类:1、无机氮源 2、有机氮源 培养基的设计的基本原则? 一根据生产菌株的营养特性配制培养基二营养成分的配比恰当三渗透压 4ph 值 发酵工业原料的选择原则 一因地制宜就地取材原料产地离工厂要近,便于运输节省费用 二营养物质的组成比较丰富浓度恰当能满足菌种发育和生长繁殖成大量有生理功能菌丝体的需要更重要的是能显示出产物合成的潜力 三原料资源要丰富容易收集

北京科技大学参数检测及仪表试题和标准答案-B

B卷 北京科技大学2012—2013学年度第1学期 参数检测及仪表试题答案及评分标准 一、填空题(20分) 1,温标是温度的标尺,常用温标包括:经验温标、热力学温标和_国际实用温标_。2,流量测量仪表中,速度式流量计很多,例如电磁流量计、_涡轮流量计_、涡阶流量计、超声波流量计等。 3,物位是指物料相对于某一基准位置的距离,是液位、料位和_相界面_的总称。 4,同型号热电偶异名极串联在一起,总的热电势为各热电偶热电势之和,这种接法称为__热电堆__。 5,弹性膜片分为平膜片和_波纹膜片_,将两膜片焊接在一起内有硬座及填充液,还可构成__膜盒___。 6,金属热电阻温度计的测量电路采用三线制的目的是在将热电阻的变化变成电压信号输出的同时,消除_引线电阻的影响__。 7,在工程上压力的表示主要有三种:绝对压力、表压和_真空度____。 8,节流式差压流量计的取压方式包括:_角接取压_、法兰取压、D/D/2取压、理论取压和损失取压等。 9,热电偶冷端温度处理方法主要有冰点槽法、恒温冰箱法和_补偿电桥法__等。 二,判断对错 1,电容式液位计容易受到虚假液位的影响。(ⅴ) 2,辐射测温仪表只能测量物体的表观温度,无法测量物体的真实温度。(ⅴ) 3,玻璃液体温度计无法在太空中使用。(×) 4,偏心孔板作为非标准节流装置主要是针对低雷诺数流体的流量测量。(×) 5,弹簧管压力计中的弹簧管是圆形的空心金属管子。(×)

三、问答题(40分) 1,什么是热电偶的补偿导线?为什么要使用补偿导线(10) (1)答案 热电偶补偿导线: 在一定温度范围内,与热电偶的热电特性相同的一对带有绝缘层的廉价金属导线称为补偿导线。 使用补偿导线的意义: A,为了使热电势和被测温度对应,热电偶的冷端必须恒定。实际应用中热电偶的长度一般为几十厘米至一、两米。冷端离被测对象很近,易受热源影响,难以恒定。 B,通常热电偶信号要传至数十米的控制室二次仪表处。 上述原因都需要将热电偶延长,但是: A,工业上的热电偶结构都比较固定,不允许随便拉长电极。 B,尤其对于贵金属热电偶,电极比较昂贵,不宜拉长。 C,既使是廉价金属热电偶,电极比较粗,也不宜拉长。 因此要采用补偿导线将电极延长,这样: 可以: A,将热电偶冷端延伸至远离热源或环境温度比较恒定的地方,减小测量误差。 B,降低成本。 C,提高线路的柔性,便于安装。 (2)评分标准 补偿导线定义(3),补偿导线使用的意义(7)。 2,回答全辐射温度计中补偿光阑的作用是什么? (1)答案 全辐射温度计中感受全波段辐射出度的探测器为热电堆,热电堆式热电偶异名端串连形成的感温器件,其准确性依赖于热电偶冷端温度的恒定,当全辐射温度计所处的环境温度变化时,热电堆冷端温度变化,即环境温度升高时,冷端温度升高,热电堆热电势减小,反之热电势增加,使热电势与热电堆接受的辐射能不相对应。 解决的办法是采用补偿光阑,补偿光阑由双金属感温元件构成,当环境温度升高时,双金属感温元件向外弯曲,光阑的通光孔径变大,有更多的辐射能量进入全辐射温度计,

发酵工程重点

发酵工程重点

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啤酒 啤酒概念:啤酒是以优质大麦芽为主要原料,啤酒花为香料,经过制麦芽、糖化、发酵等工序制成的富含营养物质和二氧化碳的酿造酒。 啤酒的分类 1、据工艺分类 可分两大类: 以德国、捷克、丹麦、荷兰为典型的下面发酵法啤酒; 以及以澳大利亚、新西兰、加拿大等的上面发酵法啤酒。 2、根据是否巴氏灭菌 分为:生啤酒/熟啤酒 3、根据麦芽度 可分为:8o啤酒/10o啤酒/12o啤酒/14o啤酒/18o啤酒 4、根据色泽 可分为:黑啤酒/黄啤酒/淡色啤酒 啤酒作用:含二氧化碳,饮用时有清凉舒适感,促进食欲。 啤酒花含有蛋白质、维生素、挥发油、苦味素、树脂等,具有强心、健胃、利尿,镇痛等医疗效能,对高血压病、心脏病及结核病等均有较好的辅助疗效。产妇喝啤酒,以增加母体乳汁,使婴儿得到更充分的营养。 适量饮用啤酒对心脏和高血压患者亦有一定疗效。 啤酒是夏秋季防暑降温解渴止汗的清凉饮料,据医学和饮料专家们研究,啤酒含有4%的酒精,能促进血液循环。过度饮用冰冻啤酒伤脾胃,加重体内湿气,影响健康。 啤酒酿造对大麦质量的要求 1.感官 (1)色泽:良好大麦有光泽,淡黄;受潮大麦发暗,胚部呈深褐色;受霉菌侵蚀的大麦则呈灰色或微兰色 (2)气味:良好大麦具有新鲜稻草香味 (3)谷皮:优良大麦皮薄,有细密纹道 (4)麦粒形态:以短胖者为佳 (5)夹杂物:杂谷粒和沙土等应在2%以下 2.物理检验 (1)千粒重:以无水物计千粒重应为30~40g (2)麦粒均匀度:按国际通用标准,麦粒腹径可分为2.8、2.5、2.2mm三级 (3)胚乳性质:胚乳断面可分为粉状、玻璃质和半玻璃质三种状态 3.化学检验 (1)水分:原料大麦水分不能高于13%,否则不能贮存,易发生霉变,呼吸损失大(2)蛋白质:蛋白质含量一般要求为9~12%,蛋白质含量高,制麦不易管理,易生成玻璃质,溶解差,浸出物相应的低,成品啤酒易浑浊 (3)浸出物:间接衡量淀粉含量的方法,一般为72~80% 4.酿造大麦的质量标准:1986年正式制定和通过了啤酒大麦国家标准,编号为QB—1416—87

生化过程的检测与控制(西农)

因为上传问题,特别添加了三个无关的图片,不然没法让其他人阅读 自己下完后删除即可 多打些无感的字,减小与另一个的相似率 一、绪论 1、基本概念 生化过程:即(发酵过程),利用微生物细胞或酶转化基本原料合成目的产物的过程。 状态变量:可显示过程状态及其特征的参数,一般指反应生物浓度、生物活性及反应速率的参数。 测量变量:指那些可以测量的状态变量。 操作变量:所谓的环境因子或操作条件,而改变这些环境因子和操作条件,可以造成生化过程状态变量的改变。 构造模型:包含胞内代谢网络在内,细致到考虑细胞内构成成分变化的数学模型。非构造模型:介于构造模型和状态模型之间,把生物过程的理论定理与经验公式结合起来,生化过程控制和优化中使用最广泛的模型。 状态模型:完全基于生物过程状态变量和操作变量时间序列数据的模型。 2、简答题 1、简述生化过程的控制特点。 答:(1)不需太高的控制精度,除温度、pH感受强的菌株发酵过程外,控制指标

不需精确也不可能100%地控制在某一水平; (2)生物过程的各状态变量之间存在一定的连带关系,难以检测的生物量在一定程度上可通过易检测的物理化学量间接检测,因此相当部分的生化过程控制是一种间接的优化和控制; (3)相当数量的工业规模或实验室规模的生物过程,没有合适的定量数学模型可循,控制和优化操作必须依靠操作人员的经验和知识。 2、实现发酵过程的优化与控制,必须解决的5个问题 答:(1)系统动力学; (2)生物模型; (3)传感器技术; (4)适用于生物过程的最优化技术; (5)计算机─检测系统─发酵罐之间的接口技术(如神经网络、专家系统) 3、生化过程控制理论存在的难点。 答:(1)无论是前馈还是反馈控制,都必须建立在在线监测的各种参数上,但适用于生化反应过程的传感器的研究大大落后于生物工业的发展。 (2)各种微生物具有独特的生理特性、生产各种代谢产物又有各自的代谢途径,应用于生化反应过程的控制理论不具有普适性。 (3)控制理论自身的局限,至今不能模拟生化反应过程的高度非线性的多容量特性。 (4)在具体的控制模型构建时,缺乏以细胞代谢流为核心的过程分析,采用以动力学为基础的最佳工艺控制点为依据的静态操作方法实质上是化学工程动力学概念在发酵工程上的延伸。 (5)目前发酵动力学模型主要通过经验法、半经验法或简化法得到,一般为非结构动力学模型,如Monod、Moser、Tessier、Contois等模型方程。 二、生化过程参数中物理参数检测技术

过程参数检测技术实验报告

过程参数检测技术实验报告 班级: 学号: 姓名:

实验一压力表和压力变送器的校验、使用及特性分析 1实验目的 1.1了解压力表和霍尔式压力变送器的测量原理及使用方法。 1.2掌握用活塞式压力计校验测压仪表的方法。 1.3通过对压力表和压力变送器的校验进一步了解仪表变差、绝对误差、相对误 差及精度等基本概念。 2实验内容 2.1学习活塞式压力计的操作方法。 2.2对弹簧管压力表进行精度校验。 2.3对霍尔式压力变送器进行精度校验和量程调整。 3实验所用仪器设备 ?活塞式压力计1台 ?标准压力表1块 ?弹簧管压力表1块 ? HYD-2型霍尔式压力变送器1块 ?数字万用表1台 4校验步骤和方法 校验仪器连接图如图 用活塞式压力计作为压力表的压力输入源,关闭活塞式压力计上的切断阀a、b、c、d。将标准压力表、被校压力表或压力变送器分别安装在相应的压力输出端口。 4.1弹簧管压力表的校验

4.1.1检查活塞式压力计是否正常 ?打开进油阀,转动手轮将螺旋杆旋出再旋进往复几次,将管内的空气挤出(在顺时针转动手轮将螺旋杆旋进时,观察油罐内没有气泡出现为止)。 ?逆时针转动手轮,将油罐中的油抽到发生器中来(螺旋杆旋出10cm左右即可)。然后关闭进油阀d,打开切断阀b、c。 ?顺时针转动手轮产生压力,观察标准表指针上升到被校表最大压力时,停止加压,保持五分钟,检查发生器是否有泄漏。若标准表指针保持不动,说明没有泄露。若标准表指针下移,说明有泄漏,查处漏处,减压后进行处理。 然后再重新检查指导不泄漏为止。然后逆时针旋转手轮是标准表指针指零。 4.1.2精度校验 在被校表量程范围内均匀取5点,填入表“被校表示值”一栏。 分别进行正行程校验和反行程校验 4.1.3将校验数据列表,计算仪器的绝对误差、变差及精度。

发酵工程期末考试重点 终极版

●发酵工程:以微生物、动植物细胞为生物作用剂进行工业化生产的工程,包括发酵工艺和发酵设备。 ●主要研究内容:菌种选育与构建、大规模培养基和空气的灭菌、大规模细胞培养过程、细胞生长和产物形成动力学、生物反应器的优化设计和操作、发酵产品的分离纯化过程中的技术问题等。 ●发酵工程原理:指导发酵产品研究与开发,发酵工厂设计与建设以及发酵生产实践的理论。 ●初级代谢:是许多生物都具有的生物化学反应,蛋白质、核酸的合成等,均称为初级代谢。 ●初级代谢产物:指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质,如氨基酸、多糖等。 ●次级代谢:微生物以初级代谢产物为前提合成的对微生物本身的生命活动没有明确功能的物质的过程。 ●自然选育:不经过人工处理,利用菌种的自然突变而进行菌种筛选的过程。 ●杂交育种:将两个基因型不同的菌株经吻合使遗传物质重新组合,分离和筛选具有新性状的菌株。 ●诱变育种:利用物理、化学等诱变剂处理均匀而分散的微生物细胞群,在促进其突变率显着提高的基础上,采用简便、高效的筛选方法,从中挑选出少数符合目的

的突变株,以供科学实验或生产实践使用。 ●原生质体融合育种:两个亲本的原生质体在高渗条件下混合,由聚乙二醇作为助融剂,使它们互相凝集,发生细胞融合,接着两个亲本基因组由接触到交换,从而实现遗传重组。 ●前体:某些化合物加入发酵培养基中,能直接被微生物在生物合成过程中结合到产物中去,而自身结构并没有明显变化,产物的产量却因前体的加入而有较大的提高。 ●抑制剂:某些化合物可以抑制特定代谢途径的进行,使另一种代谢途径活跃,获得人们所需产物的积累。 如生产甘油加抑制剂亚硫酸钠,它与代谢过程中的乙醛生成加成物。这样使乙醇代谢途径中的乙醛不能成为NADH 2(还原型辅酶I)的受氢体,而使NADH 2在细胞中积累, 从而激活α-磷酸甘油脱氢酶的活性,使磷酸二羟基丙酮取代乙醛作为NADH 2的受氢体而还原为α-磷酸甘油,其水解后即形成甘油。 ●促进剂:指那些既不是营养物质又不是前体,但却能提高产量的添加剂,如加巴比妥盐能使利福霉素单位增加,并能使链霉菌推迟自溶,延长分泌期。 ●灭菌:用化学或物理的方法杀灭或除掉物料及其器皿中所有的生命体。消毒是指杀死病原微生物的过程。 ●分批灭菌:培养基置于发酵罐中加热,达到预定温度后维持一段时间,再冷却到发酵所需温度的灭菌。

过程控制系统与仪表习题答案汇总

第1章过程控制 1-1 过程控制有哪些主要特点?为什么说过程控制多属慢过程参数控制? 解:1.控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富3.控制多属慢过程参数控制4.定值控制是过程控制的一种主要控制形式5.过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统?典型过程控制系统由哪几部分组成? 解:过程控制系统:一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。 组成:由被控过程和过程检测控制仪表(包括测量元件,变送器,调节器和执行器)两部分组成。 1-4 说明过程控制系统的分类方法,通常过程控制系统可分为哪几类? 解:分类方法说明:按所控制的参数来分,有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等;按控制系统所处理的信号方式来分,有模拟控制系统与数字控制系统;按控制器类型来分,有常规仪表控制系统与计算机控制系统;按控制系统的结构和所完成的功能来分,有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等;按其动作规律来分,有比例(P)控制、比例积分(PI)控制,比例、积分、微分(PID)控制系统等;按控制系统组成回路的情况来分,有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统;按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。 通常分类:1.按设定值的形式不同划分:(1)定值控制系统(2)随动控制系统(3)程序控制系统 2.按系统的结构特点分类:(1)反馈控制系统(2)前馈控制系统(3)前馈—反馈复合控制系统 1-5 什么是定值控制系统? 解:在定值控制系统中设定值是恒定不变的,引起系统被控参数变化的就是扰动信号。

1-6 什么是被控对象的静态特性?什么是被控对象的动态特性?二者之间有什么关系? 解:被控对象的静态特性:稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。 被控对象的动态特性:。系统在动态过程中,被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。 1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控制系统得性能时更关注其动 态特性? 解: 稳态:对于定值控制,当控制系统输入(设定值和扰动)不变时,整个系统若能达到 一种平衡状态,系统中各个组成环节暂不动作,它们的输出信号都处于相对静止状态,这种状态称为稳态(或静态)。 动态:从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作,到整个系统又建立新的稳态(达到新的平衡)、调节过程结束的这一段时间,整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中,这种状态称为动态。 在实际的生产过程中,被控过程常常受到各种振动的影响,不可能一直工作在稳态。只有将控制系统研究与分析的重点放在 各个环节的动态特性,才能设计出良好的控制系统。 1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些?各自的定义是什么? 解:单项性能指标主要有:衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。 衰减比:等于两个相邻的同向波峰值之比n ; 过渡过程的最大动态偏差:对于定值控制系统,是指被控参数偏离设定值的最大值A ; 超调量:第一个波峰值1y 与最终稳态值y (∞)之比的百分数σ;1 100%() y y σ= ?∞ 残余偏差C : 过渡过程结束后,被控参数所达到的新稳态值y (∞)与设定值之间的偏差C 称为残余偏差,简称残差;

发酵工程论文

发酵工程的研究进展 【前言】发酵工程是泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程。它包括厌氧发酵的生产过程(如酒精、乳酸、丙酮丁醇等)和有氧发酵的生产过程(如氨基酸、柠檬酸、抗生素等)。广义的概念:生物学(微生物学、生物化学)和工程学(化学工程)结合。狭义的发酵概念:微生物培养和代谢过程。 发酵技术是人类最早通过实践掌握的生产技术之一,产品也很多,以传统食品来说,东方有酱、酱油、醋、白酒、黄酒等,西方有啤酒、葡萄酒、奶酪等。这些发酵食品都是数千年来凭借人类的智慧和经验,在没有亲眼看到微生物的情况下,巧妙地利用微生物生产的产品。 【关键词】发酵发展应用 1、发酵工程的内容 1.1 定义 发酵工程是指采用工程技术手段,利用生物(主要是微生物)和有活性的离体酶的某些功能,为人类生产有用的生物产品,或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。 1.2现代发酵工程 人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精,乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶,利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步,发酵技术也有了很大的发展,并且已经进入能够人为控制和改造微生物,使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。 现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分,具有广阔的应用前景。例如,用基因工程的方法有目的地改造原有的菌种并且提高其产量;利用微生物发酵生产药品,如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。已经从过去简单的生产酒精类饮料、生产醋酸和发酵面包发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分支,成为一个包括了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。 现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包,而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物,生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料,在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶、维生素和单细胞蛋白等。 1.3组成 从广义上讲,发酵工程由三部分组成:是上游工程,中游工程和下游工程。 1.3.1 上游工程:包括优良种株的选育,最适发酵条件(pH、温度、溶氧和营养组成)的确定,营养物的准备等。 1.3.2 中游工程:主要指在最适发酵条件下,发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。这里要有严格的无菌生长环境,包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术;在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术;在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速度的计算机控制技术;还有种子培养和生产培养的不同的工艺技术。

发酵工程原理期末复习

发酵工程原理期末复习 一 1、微生物的无氧呼吸称发酵 2、现代发酵工程:是将现代DNA重组及细胞融合技术、酶工程技术、组学及代谢网络调控技术、过程工程优化技术等新技术与传统发酵工程融合,大大提高传统发酵技术水平,拓展传统发酵应用领域和产品范围的一种现代工业生物技术体系。强调现代生物技术、控制技术和装备技术在发酵工业领域的集成应用。 3、发酵工程在生物技术中的地位:发酵工程是生物技术的基础,是生物技术产业的核心。 4、广义发酵工程对生物学和工程学的要求: 上游技术:优良种株的选育和保藏(包括菌种筛选、改造,菌种代谢路径改造等), 中游技术:发酵过程控制,主要包括发酵条件的调控,无菌环境的控制,过程分 析和控制等 下游技术: 分离和纯化产品。包括固液分离技术、细胞破壁技术、产物纯化 技术,以及产品检验和包装技术等 5、日常发酵产品:酒、酒精、醋、啤酒、干酪、酸乳等 6、以高产量、高转化率和高效率及低成本为目标的发酵过程优化技术: 高产量:微生物生理、遗传、营养及环境因素 高转化率:微生物代谢途径和过程条件 高效率:微生物反应动力学和系统优化 低成本:技术综合及产业化技术集成 7.发酵工程技术:分子层次,生物催化→催化剂发现/改造 细胞层次,细胞工厂→代谢工程 过程层次,过程优化→单元放大/耦合/集成/优化 8.发酵工业的范围:①微生物菌体 ②酶制剂 ③代谢产物 ④生物转化 ⑤微生物特殊机能的利用 利用微生物消除环境污染 利用微生物发酵保持生态平衡 微生物湿法冶金 利用基因工程菌株开拓发酵工程新领域 9、新的菌体发酵产品: 茯苓菌→茯苓 担子真菌→灵芝、香菇类 虫草头孢菌 密环菌 二、1.发酵工业对菌种的要求:1)能在价廉原料制备的培养基上迅速生长并生成所需代谢产物,且产量高2).培养条件易于控制, 3)生长迅速,发酵周期短, 4)满足代谢控制的要求 5)抗噬菌体和杂菌的能力强 6)遗传性状稳定,菌种不易变异退化 7)在发酵过程中产生的泡沫少,这对装料系数,提高单罐产量,降低成本有重要意义

过程参数检测仪表总结

过程参数检测及仪表 小馒头总结 一、绪论 测量过程有三要素:一是测量单位;二是测量方法;三是测量工具。 测量的定义:测量是利用某种工具并以实验或计算的方法获取被测参数数值的过程。绝对误差:仪表的测量值和真实值之间的代数差。 相对误差:测量值的绝对误差与其真实值的比值的百分数 引用误差:测量值的绝对误差与测量仪表的量程之比的百分数 示值误差:示值误差是指仪表的某一个测量值(示值)的误差,它反映在该点仪表示值的准确性。 基本误差:在规定的正常工作条件下,仪表整个量程范围内各点示值误差中绝对值最大的误差称为仪表的基本误差。 允许误差:按国家计量部门的规定,仪表厂家保证某一类仪表的基本误差不超过某个规定的数值,此数值就被称为仪表的允许误差(容许误差)[允许误差去掉百分数为精度等级] 注意: 允许误差是一种极限误差,在仪表刻度范围内各点的示值误差均应保证小于至多等于允许误差值。 真值:被测参数的真实数值。一般无法准确已知。 约定真值:一般将某一物理量的理论值、定义值作为真值使用,称为约定真值,用

表示。 粗大误差:明显歪曲结果,由粗心大意造成,使测量值无效的误差 原因:测量者主观过失,操作错误,测量系统突发故障 处理方法:剔除坏值 随机误差:在相同条件下对同一被测量进行多次重复测量,误差的大小和符号的变化没有一定规律、且不可预知。 特点:单次测量值误差的大小和正负不确定;但对一系列重复测量,误差的分布有规律:服从统计规律。 随机误差与系统误差之间即有区别又有联系;二者无绝对界限,一定条件可相互转化。 系统误差:同一被测量多次测量,误差的绝对值和符号保持不变,或按某种确定规律变化。 特点: 增加测量次数不能减小该误差 原因:仪表本身原因,使用不当,测量环境发生大的改变 处理方法:校正——求得与误差数值相等、符号相反的校正值,加上测量值随机误差 测量误差的来源有三个方面:测量仪器的精度,观测者技术水平,外界条件的影响。该三个方面条件相同的观测称为等精度测量。 精确度等级:以引用误差(γa)的形式表示的允许误差去掉百分号剩下的数值就称为仪表的精确度等级(或准确度等级),俗称精度级。 误差的合成:一个测量系统由m个彼此独立的环节构成,各环节的精度等级分别为 , ,…, 则该系统的精度等级

发酵工程知识点复习进程

第一章发酵工程概述 一、发酵工程:是利用微生物特定的形状和功能,通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用与工业化生产的技术体系,是将传统发酵与现代的DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术结合并发展起来的发酵技术。二、发酵工程简史: 1590 荷兰人詹生制作了显微镜 1665 英国人胡克制作的显微镜观察到了霉菌 近代发酵工程建立初期1864 巴斯德灭菌法 1856 psateur 酵母导致酒精发酵 19世纪末Koch 纯种分离和培养技术 三、发酵工程技术的特点 (1)主体微生物的特点 ①微生物种类繁多,繁殖速度快、代谢能力强,容易通过人工诱变获得有益的突变株; ②微生物酶的种类很多,能催化各种生化反应 ③微生物能够利用有机物、无机物等各种营养源 ④可以用简易的设备来生产多种多样的产品 ⑤不受气候、季节等自然条件的限制等优点 (2)发酵工程技术的特点 ①发酵工程以生命体的自动调节方式进行,数十个反应能够在发酵设备中一次完成 ②反应通常在常温下进行,条件温和,耗能少,设备简单 ③原料通常以糖蜜,淀粉等碳水化合物为主 ④容易生产复杂的高分子化合物 ⑤发酵过程中需要防止杂菌污染 (3)发酵工程反应过程的特点 ①在温和条件下进行的 ②原料来源广泛,通常以糖、淀粉等碳水化合物为主 ③反映以生命体的自动调节形式进行(同(2)①) ④发酵分子通常为小分子产品,但也很容易生产出复杂的高分子化合物 四、发酵工程的一般特征 ①与化学工程相比,发酵工程中微生物反应具有以下特点: 作为生物化学反应,通常在常温常压下进行,没有爆炸之类的危险,不必考虑防爆问题,还有可能使一种设备具有多种用途 ②原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主,加入少量的各种有机或无机氮源,只要不含毒,一般无精制的必要,微生物本身就有选择的摄取所需物质 ③反应以生命体的自动调节方式进行因此数十个反应过程能够像单一反应一样,在称为发酵罐的设备内很容易进行 ④能够容易的生产复杂的高分子化合物,是发酵工业最有特色的领域 ⑤由于生命体特有的反应机制,能高度选择性的进行复杂化合物在特定部位的氧化还原官能团导入等反应

发酵工程原理知识点总结

1、发酵:通过微生物的生长繁殖和代谢活动,产生和积累人们所需产品的生物反应过程。 2、发酵工程:利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品过程的理论和工程技术体系,它是生物工程和生物技术学科的重要组成部分,又叫微生物工程 3、发酵工程技术的发展史: ①1900年以前——自然发酵阶段 ②1900—1940——纯培养技术的建立(第一个转折点) ③1940—1950——通气搅拌纯培养发酵技术的建立(第二个转折点) ④1950—1960——代谢控制发酵技术的建立(第三个转折点) ⑤1960—1970——开发发酵原料时期(石油发酵时期) ⑥1970年以后——进入基因工程菌发酵时期以及细胞大规模培养技术的全面发展 4、工业发酵的类型: ①按微生物对氧的不同需求:厌氧发酵、需氧发酵、兼性厌氧发酵 ②按培养基的物理性状:固体发酵、液体发酵 ③按发酵工艺流程:分批发酵、补料发酵、连续发酵5、发酵生产的流程:(重要) ①用作种子扩大培养及发酵生产的各 种培养基的制备 ②培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌 ③扩大培养有活性的适量纯种,以一 定比例将菌种接入发酵罐中 ④控制最适的发酵条件使微生物生长并 形成大料的代谢产物 ⑤将产物提取并精制,以得到合格的产 品 ⑥回收或处理发酵过程中所产生的三废 物质 6、常用的工业微生物: ①细菌:枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、 棒状杆菌、短杆菌等 ②放线菌:链霉菌属、小单胞菌属和 诺卡均属 ③酵母菌:啤酒酵母、假丝酵母、类 酵母 7、未培养微生物:指迄今所采用的微生 物纯培养分离及培养方法还未获得纯培 养的微生物 8、rRNA序列分析:通过比较各类原核生 物的16S和真核生物的18S的基因序列, 从序列差异计算它们之间的进化距离,从 而绘制进化树。 选用16S和18S的原因是:它们为原 核和真核所特有,其功能同源且较为古 老,既含有保守序列又含有可变序列,分 子大小适合操作,它的序列变化与进化距 离相适应。 9、菌种选育改良的具体目标: ①提高目标产物的产量 ②提高目标产物的纯度 ③改良菌种性状,改善发酵过程 ④改变生物合成途径,以获得高产的 新产品 10、发酵工业菌种改良方法: ①常规育种:诱变和筛选,最常用。 关键是用物理、化学或生物的方法修改目 的微生物的基因组,产生突变。 ②细胞工程育种:杂交育种和原生质 体融合育种 ③代谢工程育种:组成型突变株的选 育、抗分解调节突变株的选育、营养缺陷 型在代谢调节育种中的应用、抗反馈调节 突变株的选育、细胞膜透性突变株的选育 ④基因工程育种:原核表达系统、真 核表达系统 ⑤蛋白质工程育种:定点突变技术、 定向进化技术 ⑥代谢工程育种:改变代谢途径、扩 展代谢途径 ⑦组成生物合成育种:通过合成化合 物库进行高效率的筛选 ⑧反向生物工程育种:希望表型的确

过程检测技术及仪表习题

绪言 练习与思考 1.简述过程检测技术发展的起源? 2.过程检测技术当前的主流技术和主要应用场合? 3.请谈谈过程检测技术的发展方向是什么? 4.谈谈你所知道的检测仪表? 5.你认为过程检测技术及仪表与传感技术的关系是怎么样的? 第一章 练习与思考 1.什么叫过程检测,它的主要内容有哪些? 2.检测仪表的技术指标有哪些?如何确定检测仪表的基本技术指标? 3.过程检测系统和过程控制系统的区别何在?它们之间相互关系如何? 4.开环结构仪表和闭环结构仪表各有什么优缺点?为什么? 5.开环结构设表的灵敏度1 n i i S S ==∏,相对误差1 n i i δ δ==∑。请考虑图1—4所示闭环 结构仪表的灵敏度1 f S S (f S 为反馈通道的灵敏度),而相对误差f δδ- (f δ为反馈通道的相对误差),对吗?请证明之。 提示:闭环结构仪表的灵敏度S y x =;闭环结构仪表的相对误差dS S δ=。 6.由孔板节流件、差压变送器、开方器和显示仪表组成的流量检测系统,可能会出现下列情况: (1)各环节精度相差不多; (2)其中某一环节精度较低,而其他环节精度都较高。 问该检测系统总误差如何计算? 7.理论上如何确定仪表精度等级?但是实际应用中如何检验仪表精度等级? 8.用300kPa 标准压力表来校验200kPa 1.5级压力表,问标准压力表应选何级精度? 9.对某参数进行了精度测量,其数据列表如下:

试求检测过程中可能出现的最大误差? 10.求用下列手动平衡电桥测量热电阻x R 的绝对误差和相对误差。设电源E 和检流计D 引起的误差可忽略不计。已知:10x R =Ω,2100R =Ω,100N R =Ω, 31000R =Ω,各桥臂电阻可能误差为20.1R ?=Ω,0.01N R ?=Ω,31R ?=Ω(如图 1— 23所示)。 11.某测量仪表中的分压器有五挡。总电阻R 要求能精确地保持11111Ω,且其相对误差小于0.01%,问各电阻的误差如何分配?图中各电阻值如下: 110000R =Ω,21000R =Ω,3100R =Ω,410R =Ω,51R =Ω(如图 1—24所示)。 12.贮罐内液体质量的检测,常采用测量贮罐内液面高度h ,然后乘以贮罐截面积A ,再乘以液体密度ρ,就可求得贮罐内液体质量储量,即M hA ρ=。但采用该法测量M 时,随着环境温度的变化,液体密度ρ也将随着变化,这就需要不断校正,否则将产生系统误差。试设计一种检测方法,可自动消除(补偿)该系统误差。

发酵工程复习重点.doc

微生物生物技术重点 第一章 1 发酵的概念 传统概念:指酵母作用于果汁或发芽谷物,进行酒精发酵时产生CO2的现象。 生物学概念:发酵是指微生物在无氧条件下分解代谢有机物质释放能量的过程。(生化)工业生物学家概念:利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体或其代谢产物的过程 现代概念:培养生物细胞(含动植物和微生物)来制取产物的所有过程 2 生物工程(Microbial engineering )是利用微生物的特定性状和功能,通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用于工业化生产的技术体系;是将传统发酵与现代DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术结合并发展起来的现代发酵技术。 发酵工程的发展简史 1、传统的发酵时期——天然发几千年 酒(古埃及龙山文化)啤酒、黄酒、酱油、泡菜等 特点 多数产品为嫌气性发酵 非纯种培养 单凭经验传授技术,使产品质量不稳定 (不了解微生物与发酵的关系) 2、近代发酵工程时期——纯培养技术 1665 英国物理学家Robert Hooke(罗伯特·胡克)细胞壁 1680 荷兰列文·虎克(Antonie vanLeeuwenhoek) 活细胞人类认识到微生物的存在 特点 多数产品为嫌气性发酵 非纯种培养 单凭经验传授技术,使产品质量不稳定 (不了解微生物与发酵的关系) 由天然发酵阶段转向纯培养发酵(第一次转折 过程特点 产品的生产过程较为简单,对生产要求不高,规模不大 3、近代发酵工程时期——深层培养技术 出现于20世纪40年代,以抗生素的生产为标志青霉素的发现与大量需求 表面培养法(surface culture) 效价40U/mL,纯度20%,收率30% 二战期间,青霉素发酵生产成功 青霉素发酵生产的成功,给发酵工业带来两大功绩: 开拓了以青霉素为先锋的庞大抗生素发酵工业 建立深层培养法(submerged fermentation),把通气搅拌技术引入发酵工业。它使得需氧菌的发酵生产从此走上了大规模工业化生产途径。通气搅拌液体深层发酵技术是现代发酵工业最主要的生产方式 机械搅拌通气发酵技术的建立是第二次转折 4、近代发酵工程时期——代谢控制发酵技术 定义:以动态生物化学和微生物遗传学为基础,将微生物进行人工诱变,得到适合于生产某种产品的突变株,再在人工控制的条件下培养,即能选择性地大量生产人们所需要的物

发酵工程原理课程标准

发酵工程原理课程标准 濮阳职业技术学院刘殿锋 一、课程的基本要素 1、课程性质 本课程是应用生物技术专业的必修专业课之一;是一门综合性学科,涉及的知识面广,同时又是一门基础理论与生产实际相结合的课程;本课程是在《微生物学》、《生物化学》、、《分子生物学与基因工程》等课程基础上开设的;对于同时开设的《生物技术概论》、《生物工程设备》等课程与本课程有着密切的联系,同时又有适当的分工,本课程以讲授发酵工艺的基本原理为主;在本课程基础上使学生更好地理解和掌握《发酵分析》、《发酵工厂设计概论》、《发酵工艺》、《生物分离与纯化技术》等后续课程。 2、课程的基本理念 该课程面向应用生物技术专业,使学生掌握各种发酵工艺的基本原理,重点突出生产工艺操作及过程控制等方面的实际问题,并了解发酵工程技术前沿动态。 3、课程的设计思路 本课程在设计过程中,注重工学结合教学模式的改革,校企专家共同参与教学过程与评价过程,以“四个结合”作保障,即教学内容――校企结合、教师队伍――专兼结合、教学环境――工学结合、教学方法――理实结合,从根本上改变本课程教学从“理论到理论、从课堂到课堂、从知识到知识”的陈旧的教学模式。 二、课程的目标 1、知识目标 通过本课程的学习,使学生掌握发酵工程的典型过程及其基本原理、基本技术以及基本实验操作技能,了解该学科的发展方向。 2、能力目标 通过本课程的学习,使学生能够理论联系实际去分析和解决有关发酵工程中的具体问题。 3、素质目标

通过本课程的学习,培养出的学生能够理论联系实际地在发酵企业分析实际技术问题,并能因地制宜处理这些问题的能力,可以胜任生物技术产业中新产品和新工艺的开发,生产工艺过程技术管理和高技术生产岗位的实际技术工作。 三、课程内容的组织 课程内容的组织以就业为导向,以能力为本位,以发酵工艺项目为驱动,结合发酵企业生产实际,以发酵工程中的典型单元操作为中心构建课程内容,其理论知识的选取紧紧围绕发酵企业生产实际的需要来进行。 四、课程实施意见 1、学时安排 第一章绪论(2学时): 了解生物技术的知识和生物产品生产的基本过程;了解发酵的一般概念;了解发酵工程的应用范围、特点、发展简史及发展趋势;发酵工艺的一般培养方法及过程。 第二章生产菌种的选育(10学时): 了解生物活性物质产生菌的筛选方法与过程,掌握自然育种、诱变育种、杂交育种、原生质体融合技术育种及基因重组技术育种的原理与方法。 第三章培养基(8学时): 了解发酵生产培养基的组成成份及其在发酵中的作用;掌握影响培养基质量的因素及控制措施。 第四章灭菌(6学时): 了解灭菌的概念及方法;掌握微生物热死动力学;掌握影响灭菌效果的因素及控制方法;重点掌握分批灭菌和连续灭菌的工艺过程及操作要点。 了解无菌空气质量标准、制备方法;掌握空气介质过滤除菌的工艺过程及影响无菌空气质量的因素。 第五章生产菌种的扩大培养与保藏(6学时): 了解生产菌种制备的一般流程;掌握各生产菌种制备的工艺流程及操作要点;掌握影响种子质量的因素及其控制方法;掌握菌种保藏的原理及方法。 第六章发酵动力学(8学时): 掌握分批培养、补料分批培养和连续培养的基础理论、操作特点、动力学模

过程参数检测及仪表

《过程参数检测及仪表》课程设计 任务书 目的与要求 本课程设计为检测技术与仪器、自动化专业《过程参数检测及仪表》专业课的综合实践 环节。通过本课程设计,使学生加深过程参数检测基本概念的理解, 掌握仪表的基本设计方 法和设计步骤。 主要内容 通过本门课程设计,使学生了解流量测量的基本原理,流量仪表的基本结构,掌握节流 式流量计的设计方法和一般设计步骤。 四、设计(实验)成果要求 提交设计图纸及设计说明书 五、考核方式 答辩 学生姓名:蔡攀指导教师:田沛 2015 年6月19日

、课程设计目的与要求 本课程设计为检测技术与仪器、自动化专业《过程参数检测及仪表》专业课的综合实践 环节。通过本课程设计,使学生加深过程参数检测基本概念的理解,掌握仪表的基本设计方法和设计步骤。 二、课程设计正文 1.第一类命题 (第一题)已知条件:流体为水,工作压力P = 0.58MPa,工作温度t =30 C;管道 D2O =100mm,材料为20号钢旧无缝钢管;节流件为角接取压标准孔板,材料为 1Cr18Ni9Ti ;d?。=50.38mm ;差压i p =5"04Pa,求给定差压值下的水流量q m ? 解: 1.1设计任务书 序号项目符号单位数值 被测介质名称水1 2 流量状态参数:工作压力P MPa 0.58(绝对压力) 3 工作温度t C 30 4 管道直径(20 C下实测值)D20 mm 100 5 管道材料20号钢旧无缝钢管 6 节流件的形式角接取压标准孔板 7 节流件的材料1Cr18Ni9Ti mm 50.38 8 节流件孔径(20 C下实测值)d 20 9 差压值3Pa 50000 1.2辅助计算 (1)查表可得水的密度耳=995.511kg/m3,水的动力粘度=828.005咒10-6Pa-s , 管道线膨胀系数兀=11.16咒10°/C,节流件线膨胀系数S =16.60咒10°化。 由已知的管道直径D20和节流件开孔直径d20计算工作状态下的管道内径D t及节流件开孔 直径d t,即: D t=D20[1 +k D(t -20)] =1OO[1+11.16咒10"x10]=100.01116mm ) d t=d20[1r d(t - 20)] =50.38[1+16.60X10" "0]= 50.38836 mm ) (2)计算直径比 竺鰹6 =0.50383 D t100.01116

发酵工程与设备习题答案

第一章 1.简述发酵工程的概念及其主要内容。 发酵工程是生物技术的重要组成部分,是生物技术产业化的重要环节。它是应用生物学、化学和工程技术学的原理,大规模(工厂化)培养动植物和微生物细胞,生产生物量或产物的科学。发酵工程可分为上游工程、中游工程和下游工程。 生产微生物细胞(或生物量); 生产微生物的酶;●生产微生物的代谢产物;?生产基因重组产物;?将一个化合物经过发酵改造其化学结构——生物转化。 2.什么叫次级代谢产物?次级代谢产物是微生物在哪些生长时期形成的?其与初级代谢产物有什么关系? 以初级代谢产物为原料通过次级代谢合成的,对自身无明确生理作用的代谢产物叫次级代谢产物。关系:先产生初级代谢产物,后产生次级代谢产物;初级代谢是次级代谢的基础;次级代谢是初级代谢在特定前提下的继续与发展。 3.发酵过程有哪些组成部分? 用于菌种扩大培养和发酵生产用的培养基配方; 培养基、发酵罐和辅助设备的灭菌;●足量的高活性、纯培养的接种物;?在适宜条件的发酵罐中培养菌体生产产物;?产物的提取和纯化;?生产过程的废物的处理。 第二章 1.发酵工程菌株的选育方法有哪些?各有何特点? 自然选育:自发突变率低,变异程度较轻微,变异过程十分缓慢;自发突变不定向,负向变异可能性大,正向变异可能性小 诱变育种:方法简单,快速,收效显著。 原生质体融合:打破种属间的界限,提高重组频率,扩大重组幅度。 杂交育种:使不同菌株的优良性状集中在重组体中,扩大变异范围,具有更强的方向性和目的性。 基因工程育种:按人们的愿望使生物体的遗传性状发生定向变异。 2.发酵工程对菌种有何要求?菌种的分离和筛选基本流程是怎样的? 要求:能大量高效合成产物;发酵培养基原料廉价;培养条件容易控制;易于液中提取产物;不易污染其它杂菌和噬菌体;无毒无害;性能稳定,不易退化

最新发酵工程重点总结

发酵工程重点总结

第一章 发酵:通过微生物的生长繁殖和代谢活动,产生和积累人们所需产品的生物反应过程发酵工程:利用微生物(或动植物细胞)的特定性状,通过现代工程技术,在生物反应器中生产有用物质的技术体系。该技术体系主要包括菌种选育与保藏、菌种扩大生产、代谢产物的生物合成与分离纯化制备等技术。 发酵工业的特点?(7点) 1.发酵过程一般是在常温常压下进行的生化反应,反应安全,要求条件较简单。 2.可用较廉价原料生产较高价值产品。 3.反应专一性强。 4.能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位的生物转化修饰。 5.发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。 6.菌种是关键。 7.发酵生产不受地理、气候、季节等自然条件限制。 工业发酵的类型? 厌氧发酵 1. 按微生物对氧的不同需求需氧发酵 兼性厌氧发酵 液体发酵(包括液体深层发酵) 2.按培养基的物理性状浅盘固体发酵 深层固体发酵(机械通风制曲) 分批发酵 按发酵工艺流程补料分批发酵 单级恒化器连续发酵 连续发酵多级恒化器连续发酵 带有细胞再循环的单级恒化器连续发酵 发酵生产的基本工业流程? 1. 用作种子扩大培养及发酵生产的各种培养基的配制; 2. 培养基、发酵罐及其附属设备的消毒灭菌; 3. 扩大培养出有活性的适量纯种,以一定比例接种入发酵罐中; 4. 控制最适发酵条件使微生物生长并形成大量的代谢产物; 5. 将产物提取并精制,以得到合格的产品; 6. 回收或处理发酵过程中所产生的三废物质。

工业发酵的过程的工艺流程图? 第二章 1、发酵工业菌种分离筛选的一般流程? 调查研究(包括资料查阅) 试验方案设计 含微生物样品的采集(如何使样品中所含微生物的可能性大?) 样品预处理(如何在后续的操作中使这种可能性实现) 菌种分离 根据目的菌株及其产物特点分 选择性分离方法随机分离方法 (定向筛选←选择压力) (用筛选方案- 检测系统进行间接分离) 富集液体培养固体培养基条件培养 (初筛) 菌种纯化 复筛 菌种纯化 初步工艺条件摸索再复筛生产性能测试 较优菌株1-3株 保藏及进一步做生产试验某些必要试验和 或作为育种的出发菌株毒性试验等 2、菌种选育改良的具体目标。(4点)? 1.提高目标产物的产量

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