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联大-发酵工程设备试卷及答案

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的字母填在题后括号内）

1.在发酵罐中，用于提高液体混合效果和传质效率的主要设备是？

A.热交换器

B.空气分布器

C.搅拌器

D.蒸汽喷射器

2.下列哪种材质不适合用于制造需要承受高温高压的发酵罐？

A.SUS304不锈钢

B.SUS316L不锈钢

C.碳钢

D.铝合金

3.发酵过程中，维持罐内无菌状态的主要手段是？

A.添加防腐剂

B.真空过滤

C.加热消毒

D.高压灭菌

4.对于需要精确控制温度和pH值的发酵过程，通常优先选择的发酵罐类型是？

A.简易玻璃发酵罐

B.全自动发酵罐

C.通风不良的开放式发酵罐

D.一次性使用的塑料发酵罐

5.发酵罐中，用于将无菌空气均匀引入发酵液中的设备是？

A.搅拌桨叶

B.冷凝器

C.空气分布器

D.蒸发器

6.下列设备中，主要用于分离发酵液中的固体颗粒的是？

A.转鼓真空过滤机

B.板式换热器

C.搅拌器

D.空气压缩机

7.在发酵罐的管道系统中，用于防止液体倒流的部件是？

A.止回阀

B.安全阀

C.调节阀

D.球阀

8.传质效率通常用氧传质系数（kLa）来衡量，提高kLa的主要方法之一是？

A.降低搅拌转速

B.增大罐内液位

C.提高发酵液粘度

D.增强搅拌效果

9.发酵罐的冷凝水排放口通常设置在较低的位置，主要原因是？

A.方便操作

B.防止蒸汽泄漏

C.利用水位差排水

D.节约能源

10.在发酵工程中，用于对培养基或发酵液进行加热或冷却的设备是？

A.蒸汽发生器

B.空气压缩机

C.热交换器

D.冷凝器

二、填空题（每空1分，共15分。请将正确答案填在横线上）

1.发酵罐的搅拌系统通常由搅拌电机、________、搅拌轴和桨叶组成。

2.为了防止微生物污染，发酵罐的灭菌通常采用________灭菌法。

3.发酵罐的传质主要包括氧气的________和代谢产物的________。

4.选择发酵罐材质时，除了考虑耐腐蚀性，还需考虑其________、强度和导热性。

5.真空过滤是利用真空泵在过滤介质一侧形成________，使液体通过滤布。

6.在发酵罐的自动控制系统中，用于测量温度的传感器通常称为________。

7.发酵罐的搅拌功率与搅拌转速的________次方成正比。

8.通风式发酵罐通常需要配备________和空气分布装置。

9.为了减少蒸发损失，发酵罐顶部通常设计成________形状。

10.热交换器在发酵工程中主要用于________发酵液和冷却发酵液。

三、判断题（每题1分，共10分。请将“正确”或“错误”填在题后括号内）

1.发酵罐的搅拌速度越高，搅拌功率越大。（）

2.所有类型的发酵罐都可以进行高压灭菌。（）

3.罐体材料的热导率越高，热交换效率越好。（）

4.空气分布器堵塞会严重影响发酵罐的传质效率。（）

5.发酵罐的接种操作通常在无菌操作台中进行。（）

6.板框压滤机比转鼓真空过滤机更适合处理含固体量很高的发酵液。（）

7.发酵罐的安全阀主要用于防止超压事故。（）

8.提高发酵液的粘度有利于传质，因此应尽可能提高粘度。（）

9.发酵罐的清洗通常在灭菌之后进行。（）

10.全自动发酵罐可以完全替代人工操作。（）

四、简答题（每题5分，共20分）

1.简述机械搅拌器在发酵罐中起到的至少三个主要作用。

2.简述高压灭菌锅灭菌效果的影响因素有哪些。

3.简述选择发酵罐搅拌桨叶类型时需要考虑的主要因素。

4.简述发酵罐中传质效率低可能导致的后果。

五、论述题（每题10分，共20分）

1.论述发酵罐设计中，如何平衡传质效率、搅拌功率消耗和设备成本之间的关系。

2.论述在发酵工程中，对发酵罐进行清洗和灭菌的重要性，并简述常用的清洗和灭菌方法。

六、计算题（每题10分，共20分）

1.某发酵罐直径为2米，有效容积为15立方米。该罐采用涡轮式搅拌器，搅拌转速为200rpm。假设搅拌功率系数P0=0.6，液体重度ρ=1100kg/m3，粘度μ=0.