第一章
生物反应物料处理
固体物料处理（筛选除杂→精选分级→粉碎）+ 液体培养基制备（稀释/蒸煮糖化）+ 培养基灭菌动力学。考试核心＝灭菌一级反应与 τ 公式、高温短时依据；其余多为设备分类与选型（填空/简答/识图）。
📖 打开整章课件讲义 →发酵生产总工艺流程★★★必背名解简答
五步：原料 → 灭菌 → 发酵 → 提取 → 产品（口诀：料·菌·酵·取·品）。本章只讲最前端的"原料处理"。
"提取"即下游技术（过滤/离心/超滤/反渗透/干燥/蒸馏），别漏。
灭菌动力学（一级反应）★核心★★★必背名解简答计算
杂菌受热死灭＝蛋白质失活变性，属一级反应：−dN/dτ＝kN，活菌随时间指数下降。
\tau = 2.303\cdot\dfrac{1}{k}\cdot\log\dfrac{N_0}{N_s}
灭菌残留标准 Nₛ10⁻³ 个/罐每1000罐残1活菌；Nₛ=0 则 τ→∞ 不可能
k 越小越耐热；细菌芽胞 k 值远小于营养细胞、霉菌孢子，最耐热。
τ ∝ 1/k —— k 越大灭菌越快、所需时间越短，别把 τ 与 k 的关系搞反。
高温短时灭菌的理论依据★高频简答★★★必背简答
灭菌反应活化能大，速度常数随温度变化剧烈；升温时杂菌死亡速度的增加 ≫ 养分破坏速度的增加，故高温短时杀菌彻底而养分损失小。
\dfrac{d\ln k}{dT}=\dfrac{E}{RT^{2}}\qquad k=A\,e^{-E/RT}
实例：以维生素 B₁ 为标志——温度越高、时间越短、养分破坏率越低。
连续灭菌流程及优点★★理解简答
料液经连续加热→维持→冷却后入发酵罐，尽量高温短时。
五优点：①受热短、养分破坏少、产量高 ②质量易控 ③蒸汽负荷均衡、锅炉利用率高 ④适于自控 ⑤降劳动强度。
套管连消塔加热温度383–403 K逗留 15–20 s，线速 <0.1 m/s，喷孔 ≈6 mm
固体物料粉碎设备选型★★理解简答识图
破碎五法挤·冲·研·剪·劈；按物料选机型：脆性→锤式，麦芽/大米→辊式，米玉豆→盘磨，硬料→球磨。
两辊转速差15–20%等速只挤压；有转速差才产生剪切
锤式物料含水< 15%防堵筛孔
辊式按表面分光辊/丝辊；四/五/六辊式＝多对辊+筛分（前对光辊避免太细影响麦汁过滤，后对丝辊磨细利浸出）。球磨合适转速 n=32/√D (r/min)，装球量 30–45%。
糖化与制备设备★★理解概念填空识图
糖化＝用酶把淀粉、蛋白等大分子降解、溶出糖类/糊精/氨基酸 → 麦芽汁（溶解物＝浸出物）。
连续稀释器五型：水平/立式/错板/胀缩/变管径式（均连续，靠湍流混合）。
糖化设备按锅数：两锅/四锅/六锅式（糊化锅、糖化锅利用率仅 ~50% 才扩成六器组合）。
筛选除杂与精选分级（延伸）★延伸填空识图
除杂两件事：筛子除杂质 + 磁铁除金属。磁铁分永久/电磁，结构上分平板式/旋转式。
旋转式磁芯-滚筒间隙≤ 2 mm
圆筒分级筛筛面利用率≈ 1/5其主要缺点
精选除"伤麦"(断裂半粒、易霉)和草籽(带异味)，设备：碟片式/滚筒式精选机 + 平板/圆筒分级筛。湿法粉碎四好：无尘·膨胀·省汽·耐磨。
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气力输送基本原理：悬浮速度＝沉降速度★★★必背名解简答
颗粒在垂直上升气流中，当气流速度＝颗粒沉降速度时颗粒悬浮不动，此速度即悬浮速度（数值等于沉降速度、方向相反）。气流速度需大于悬浮速度才能输送。
气力输送的三种基本形式★★理解简答识图
吸气式(负压，多点取料/单点卸料)、压送式(正压，单点取料/多点卸料、输送距离远)、混合式(吸+压，先吸后压)。
机械输送三型的适用★★理解简答
带式(水平或≤20–30°缓坡)、斗式(垂直提升、占地小)、螺旋式/绞龙(水平或<20°、封闭不污染)。
连续灭菌设备一览★★理解简答识图
加热段：套管式连消塔 / 混合式连消塔 / 连消器 / 喷射加热器；维持段：维持罐；冷却段：喷淋冷却器/真空急冷；亦可用薄板换热器整合预热-加热-维持。
连消塔加热383–403 K逗留 15–20 s
灭菌动力学回顾（与 ch1 同）★★理解简答计算
τ＝2.303/k·log(N₀/Nₛ)；k 经 Arrhenius / Eyring 随温度变化；结论仍是高温短时。
本节与第一章 c4 内容重叠，复习时合并记忆即可，不必重复背两遍。
发酵罐计算四公式★必背★★★必背计算填空
按顺序：装液系数定全容积 → 定罐数 → 算发酵热 → 算冷却面积。
V=\dfrac{V_0}{\varphi}\qquad(\varphi=\text{装液系数}=0.85\sim0.90)
N=\dfrac{n\,t}{24}+1\quad(\text{间歇发酵罐数})
Q=Q_1-(Q_2+Q_3)\quad(\text{总发酵热})
F=\dfrac{Q}{K\cdot\Delta t_m}\quad(\text{冷却面积})
算容积别忘除以装液系数 φ；F 中用对数平均温差 Δtm，不是算术平均。
冷却面积求解链（K 与 Δtm）★★★必背计算
K 由 α₁(液→管壁) 与 α₂(管壁→冷却水) 组成；Δtm 取进出口温差的对数平均。
\Delta t_m=\dfrac{(t_F-t_1)-(t_F-t_2)}{\ln\dfrac{t_F-t_1}{t_F-t_2}}
α₁(酒精发酵液→蛇管)2300–2700 kJ/(m²·h·℃)
装液系数 φ★★理解名解简答
装液系数 φ＝实际装液体积 ÷ 罐全容积，一般取 0.85–0.90，留出泡沫与气相空间。
C.C.T 罐（圆筒体锥底罐）的优缺点★高频简答★★理解简答
露天大型（100–600 m³）圆筒体锥底罐，发酵贮酒一体。
优点：①大型化省地省投资 ②锥底便于排酵母、易清洗(CIP) ③罐外夹套分段冷却、控温好 ④密闭利于回收CO₂、卫生。
缺点：①罐高、酵母受静压大 ②造价高 ③对材料与焊接要求高。
酒精发酵罐结构（延伸）★延伸识图
圆柱体+锥/碟形顶底；冷却：小罐外壁喷淋、大罐内蛇管或联合；洗涤用水力喷射器。
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第三章
通风发酵设备
全课最重一章（123页）。四大块：①五类通风发酵罐的结构/原理/优缺点 ②搅拌器型式与流型、轴功率 ③氧传递（9步、限速步、K_La） ④机械搅拌罐设计。名解/简答/识图/计算全都从这里出。
📖 打开整章课件讲义 →五类通风发酵罐对比★必考简答★★★必背简答识图
口诀机·气·自·伍·文：机械搅拌罐(最常用)、气升式、自吸式、伍式、文氏管式。
机械搅拌罐：搅拌器分散空气、传质强，能耗高，最通用。
气升式：无搅拌，靠空气喷嘴+上升管循环，节能(省≈50%)、结构简单、无轴封污染，装料系数 80–90%。
自吸式：转子+定子旋转自吸空气，省空压机、投资省≈30%，氧利用率 70–80%；但罐压低、易染菌。
伍式：套筒+空心管搅拌器双功能；文氏管式：泵压液入文氏管喉部自吸空气、无需空压机。
机械搅拌罐的结构（部件）★识图高频★★★必背简答识图
主要部件口诀体·封·泡·搅·联·承·挡·气·热·人·变：罐体、轴封、消泡器、搅拌器、联轴器、轴承、挡板、空气分布管、换热装置、人孔、变速装置。
轴封两式：填料函式(结构简单、易漏易磨)与端面(机械)式(密封好、寿命长，主流)。
换热装置：夹套 / 竖式蛇管 / 竖式列管(排管)。
氧传递过程、限速步与 K_La★核心★★★必背简答计算
氧从气泡到细胞经9步传递，限速步是通过气泡边界层的扩散（第3步）。供氧速率（OTR）模型：
OTR=K_La\,(C^{*}-C_L)
K_La＝体积氧传递系数（综合指标）＝k_L(液膜传质系数)×a(比界面积)；C*＝饱和溶氧，C_L＝实际溶氧。
K_La 是"系数"不是"速率"；推动力是 (C*−C_L)，提高 C* 可加压/降温/提高氧分压。
影响 K_La 的因素★★理解简答
提高 K_La 主要靠：加强搅拌、提高空气线速度、优化空气分布管、增加液柱高度；发酵液黏度大、泡沫/消泡剂会降低 K_La。
提高推动力(C*−C_L)：降温(亨利定律→C*↑)、提高罐压/氧分压、改善溶液性质。
搅拌轴功率计算★★理解计算
不通气单只涡轮：P₀＝N_P·ρ·N³·D⁵；功率准数 N_P＝f(搅拌雷诺数 Re_M)。
P_0=N_P\,\rho\,N^{3}D^{5},\qquad Re_M=\dfrac{\rho N D^{2}}{\mu}
层流(Re小) N_P∝1/Re；充分湍流(Re>10⁴) N_P≈常数。通气后功率下降 50–70%(气泡减轻液体负荷)，用迈凯尔修正式 P_g。
D 是搅拌器直径(不是罐径)，且为五次方，影响极大；通气后必须用 P_g 修正，不能直接用 P₀。
机械搅拌罐设计：结构比例★★理解计算简答
典型几何比例（通用）：搅拌器径 D_i≈D/3、挡板宽 0.1–0.12 D(4块)、搅拌器间距 S≈3D_i、离底 C≈D_i、消泡器长 ≈0.65D。
设计步骤：定容积V→定罐数→结构尺寸(H/D比)→搅拌器/挡板/消泡器→轴功率→冷却面积。
搅拌器型式与流型（延伸）★延伸简答识图
轴向式(螺旋桨，轴向推流、剪率低)；径向式(涡轮)按叶片分平直叶(输送量大、功率大)/弯叶/箭叶(高效)。挡板把径向流改为轴向流、消除"打旋"。
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第四章
过滤、离心与膜分离设备
下游分离三大手段：过滤 / 离心 / 膜分离。重点＝过滤预处理五招、过滤设备按 ΔP 分类、离心分离因数 f、三种膜分离按孔径/推动力区分（简答/选择/识图为主，计算较少）。
📖 打开整章课件讲义 →过滤强化（预处理）五招★高频简答★★★必背简答填空
提高过滤速率的预处理：加热(降黏、蛋白变性凝聚)、凝聚与絮凝(聚丙烯酰胺等使胶体聚集)、加盐(除高价离子)、调 pH(到等电点快速析出)、加助滤剂(硅藻土/珍珠岩/活性炭，降滤饼可压缩性)。
"凝聚"靠电解质压缩双电层、"絮凝"靠高分子架桥，两者机理不同别混。
离心分离因数 f★核心★★★必背名解简答计算
分离因数 f＝离心力 ÷ 重力，f 越大分离能力越强。提高转速比增大转鼓直径更有效(n 是平方项)。
f=\dfrac{r\,n^{2}}{900\,g}\ \ (\text{近似})\quad\Rightarrow\quad f=\dfrac{\omega^{2}r}{g}
按 f 分三类：常速(f<3000)、高速(管式 f>3000~数万)、超速(超离心)。管式 f 大、用于乳浊液/极细颗粒。
过滤设备按推动力(ΔP)分类★★理解简答识图
常压(静压差，如回旋麦汁过滤槽)、加压(板框压滤机/叶滤机，处理难滤物料)、真空/负压(转筒真空过滤机，可连续操作)。
板框压滤机：滤板+滤框交替，结构简单、过滤面积大、价廉；但间歇、装卸劳动量大、滤布损耗。
三种膜分离的区分★★理解简答填空
按孔径/推动力：反渗透(~0.1nm、压力>渗透压、溶剂扩散)、超滤(1–100nm、100–1000kPa、按分子大小)、微滤(0.1–10μm、<100kPa、物理筛分)。
出现浓差极化(膜面溶质堆积)会降低通量，需提高流速/搅拌缓解。
过滤介质与助滤剂（延伸）★延伸简答
介质分织物(滤布)与粒状(硅藻土)；硅藻土三用法：预涂层、掺入料浆、二者并用。膜材料从醋酸纤维膜发展到聚砜膜(耐温耐压、突破性)。
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第五章
蒸发与结晶设备
蒸发设备选型六特性(热垢泡晶腐粘)+ 薄膜蒸发四型(升/降/升降/刮板)+ 多效节能；结晶的过饱和与起晶三法。重点＝选型理由、薄膜蒸发对比、液料分配器、起晶方法（简答/选型/识图为主）。
📖 打开整章课件讲义 →蒸发设备选型六特性★高频简答★★★必背简答填空
口诀热·垢·泡·晶·腐·粘：热敏性(选真空/薄膜，低温短时)、结垢性(高流速/防垢)、发泡性(降二次蒸汽速度/破泡)、结晶性(强循环+搅拌防堵)、腐蚀性(防腐材料)、粘滞性(强制循环/刮板)。
题目常给"某物料热敏又粘稠"，答案多落在真空+刮板薄膜蒸发。
薄膜蒸发器四种型式对比★核心★★★必背简答识图
受热时间极短(秒级)，适热敏物料：升膜式(液汽同向上升，不适黏度>0.05Pa·s或结晶)、降膜式(靠重力下流，液料分配是关键)、升降膜式(浓缩比大、设备矮)、刮板式(旋转刮板成膜，适高黏/含悬浮颗粒)。
降膜分配器四种：齿形溢流口、导流棒、旋液导流器、分配筛板。
升膜适用黏度< 0.05 Pa·s超过或有结晶不宜
结晶原理：过饱和与起晶三法★★理解名解简答
过饱和是结晶的前提(介稳区内不自发起晶)。起晶三法：自然起晶 / 刺激起晶 / 晶种起晶，工业首选晶种法(可控、晶粒整齐)。
结晶方式：浓缩(煮晶)结晶、冷却结晶、等电点结晶。
多效蒸发节能★★理解简答
多效蒸发：前一效的二次蒸汽作下一效的加热蒸汽，最多约 6–7 效(温差与沸点升制约)；热泵蒸发：压缩二次蒸汽升温再用。
常压蒸发与结晶设备（延伸）★延伸识图简答
常压：麦芽汁煮沸锅(锅体近球形、加热夹套或中心/列管加热、搅拌防积垢、排汽管)。结晶设备：立式(产量小)、卧式(产量大、可连续)。
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第六章
干燥设备
干燥机理(游离水/结合水、恒速/降速段)+ 选型四原则+ 五大干燥器(麦芽塔/真空/气流/喷雾/沸腾)。重点＝两类水与两阶段、按产品选干燥法、喷雾三种雾化、沸腾两故障（简答/选型为主）。
📖 打开整章课件讲义 →干燥机理：两类水与两阶段★核心★★★必背名解简答计算
水分分游离水(易除)与结合水(难除)；干燥分恒速段(表面汽化控制，排游离水)与降速段(内部扩散控制，排结合水)，分界为临界含水量 c₀。
恒速段速率由"外部条件(风温风速)"定；降速段由"物料内部扩散"定——别答反。
干燥设备选型四原则★高频简答★★★必背简答
按①质量(生物活性)②纯度(无菌无杂)③物料特性④产量及劳动条件选型：热敏/活性→真空或冷冻；浆状→喷雾；颗粒→沸腾；滤饼→厢式；大产量→喷雾，小产量→厢式/滚筒。
喷雾干燥与三种雾化法★★理解简答识图
料液雾化成 20–60 μm 雾滴、热风中几秒干燥，速度快、温度低、成品纯度高。三种雾化：压力式(高压泵)、气流式(压缩空气)、离心式(高速转盘)。
沸腾(流化床)干燥与两故障★★理解简答
物料被多孔板上的热风托起流化干燥。两大操作故障：沟流(气流走短路)与层析(颗粒按粒径分层)。沸腾造粒＝喷雾+沸腾结合，成粒方式：自我/涂布/粘结。
气流/真空/麦芽塔干燥（延伸）★延伸识图简答
气流干燥(颗粒悬浮热气流1–5s、强度大但热效率≈30%)；真空干燥(厢/带/耙式，低温少氧化护活性)；麦芽干燥塔(向单层高效流化床发展)。
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第七章
蒸馏设备
理论性最强：相平衡(拉乌尔)→相对挥发度 α→三种蒸馏对比→精馏原理→酒精蒸馏流程→塔板演进。计算题概率高(相平衡、α、理论塔板)，简答常考精馏与简单蒸馏区别、α 意义、共沸点。
📖 打开整章课件讲义 →相对挥发度 α★核心★★★必背名解计算
α＝两组分挥发能力之比，α 越偏离 1 越易分离，α=1 时不能用普通蒸馏分离。酒精-水体系酒精浓度越高 α 越接近 1。
\alpha=\dfrac{y_A/x_A}{y_B/x_B}=\dfrac{y_A\,x_B}{y_B\,x_A}
拉乌尔定律：p_A=p_A°·x_A，总压 p=(p_A°−p_B°)x_A+p_B°。
共沸点(恒沸点)★★★必背名解简答
共沸点处气液组成相同(y=x)，普通蒸馏无法继续提浓。酒精-水共沸于酒精 95.6%(质量)，故普通精馏最高只能得 95% 左右酒精。
精馏 vs 简单蒸馏/平衡蒸馏★高频论述★★★必背简答
根本区别在"回流"：精馏有塔顶液相回流+塔底汽相回流，使汽液在塔板上多次接触、多次部分汽化与冷凝，产生不可逆传质，故能得高纯；简单蒸馏(间歇无回流)、平衡蒸馏(连续单级无回流)都只一次平衡、不能得高纯。
进料口以上为精馏段(提纯易挥发组分)，以下为提馏段(回收易挥发组分)。
理论塔板与塔板效率★★理解名解计算
理论塔板(平衡级)＝离开该板的汽液两相达到相平衡的理想板；实际需用塔板效率 η＝理论板数/实际板数校正。
酒精蒸馏流程(单/双/三塔)★★理解简答识图
单塔(仅除杂、成品差)、双塔(粗馏+精馏，主流；气相过塔省汽用于淀粉质，液相过塔多排醛用于糖蜜)、三塔(加排醛塔，高纯)、多塔(再加排甲醇)。
塔板类型演进（延伸）★延伸简答识图
发展序列：泡罩→S形泡罩→导向筛板→浮阀波纹筛板→斜孔塔，趋势是效率↑、产能↑、压降↓。
＋ 1 条「延伸」考点已折叠，切到「完整模式」查看（怕漏就翻，赶时间可跳过）。
第八章
空气除菌设备
为好氧发酵供无菌空气：除菌方法(辐热静滤)→过滤机理五捕集(惯拦扩沉静)→除菌流程三套→过滤介质与设备→空气调节。重点＝五种捕集机理与微粒大小关系、为何两级冷却、相对湿度控制（简答/识图/选择）。
📖 打开整章课件讲义 →过滤除菌五种捕集机理★核心简答★★★必背简答
口诀惯·拦·扩·沉·静：惯性冲击(大粒、高速撞纤维)、拦截(随流绕纤维被直接截住)、布朗扩散(极小粒、低速时显著)、重力沉降、静电吸附。
存在最易穿透粒径：大粒靠惯性/拦截、小粒靠扩散，中间粒径(约0.1–0.3μm)最难捕集；气速过高反降扩散效率。
空气除菌流程三套方案★★★必背简答识图
按完善程度：①压缩-冷却-过滤(干燥地区简易)；②两级冷却-分离-加热除菌流程(最通用)：空压→一级冷却→气液分离→二级冷却→再分离→加热→过滤；③高效前置过滤流程。
关键：进过滤器前必须把空气相对湿度降到 50–60% 以下，否则介质受潮失效、滋生杂菌。
两级冷却的目的是"先除大部分水油、再深度冷凝析水"，加热是为降低相对湿度——不是为杀菌。
四种除菌方法对比★★理解名解简答
口诀辐·热·静·滤：辐射(紫外，效率低)、热杀菌(耗汽不经济、可用空压机热)、静电除菌(效率85–99%但对<0.1μm无效)、过滤除菌(最经济实用、工业首选)。
空气含菌量与无菌要求★★理解填空简答
空气含菌量约 10³–10⁴ 个/m³(随地域季节)；染菌机率要求约 10⁻³；细菌一代仅 20–30min、繁殖极快，故必须严格除菌。
过滤介质与附属设备（延伸）★延伸简答识图
介质发展棉花→玻璃纤维→活性炭→超细玻纤纸→石棉板→烧结材料→新型微孔膜(由深层过滤走向绝对过滤)。附属：粗过滤器、空气贮罐(缓冲)、气液分离器(旋风/丝网)、空气冷却器。
空气调节：增湿与减湿（延伸）★延伸简答
增湿：直接通蒸汽 / 喷水 / 空气混合；减湿：冷却脱水 / 吸收吸附。用于制麦、发芽等对空气温湿度有要求的工序。
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第一章发酵生产总工艺流程五步？
原料 → 灭菌 → 发酵 → 提取 → 产品（料·菌·酵·取·品）。
第一章磁铁分离器永久磁铁 vs 电磁铁的优缺点？
永久磁铁：简单、不耗电，但磁力弱会退磁；电磁铁：磁力稳定可靠，但需电流、结构复杂。
第一章旋转式磁铁分离器滚筒与磁芯间隙？
≤ 2mm。
第一章大麦精选要除掉什么？
断裂的半粒大麦（伤麦，易发霉）和草籽（带异味）。
第一章圆筒分级筛最大缺点？
筛面利用率小，仅约 1/5。
第一章物料破碎的五种方式？
挤压、冲击、研磨、剪切、劈裂。
第一章锤式粉碎机对物料含水量的要求？为什么？
<15%，防止堵塞筛孔。
第一章两辊式产生剪切作用的条件？
两辊存在 15–20% 的转速差（等速时只有挤压）。
第一章辊式按表面分哪两种？
光辊与丝辊。
第一章六辊式前两对用光辊的原因？
避免粉碎太细影响麦汁过滤。
第一章球磨机合适转速公式？
n = 32/√D (r/min)，D 为转筒直径；装球量 30–45%。
第一章湿法粉碎四大优点？
无尘改善环境降耗、淀粉吸水膨胀提蒸煮、预热提蒸汽利用率、有水运转减磨损省维修。
第一章连续糖蜜稀释器五种形式？
水平式、立式、错板式、胀缩式、变管径式。
第一章什么是糖化？产物叫什么？
用麦芽自身酶(或外加酶)把淀粉、蛋白等大分子降解、溶出糖类糊精氨基酸的过程；产物为麦芽汁，溶解物称浸出物。
第一章糖化设备为何要做成六锅式？
糊化锅、糖化锅利用率低(~50%)，加过滤槽和煮沸锅成六器组合以增产量。
第一章外加热煮沸系统的温度和时间？
麦汁可达 106–108℃，煮沸时间缩短到 60–70min。
第一章酒花的四个作用？
赋予香气苦味、提高泡沫持久性、使蛋白沉淀利澄清、抑菌增强防腐。
第一章灭菌为什么属于一级反应？
杂菌受热死灭是蛋白质失活变性，活细胞受热灭活与一级化学反应中未反应分子减少类似。
第一章灭菌时间公式？
τ = 2.303·(1/k)·log(N₀/Nₛ)。
第一章工程上灭菌残留标准取多少？
Nₛ = 10⁻³ 个/罐，即每 1000 罐残留 1 个活菌。
第一章反应速度常数 k 与耐热性的关系？
k 越小越耐热；细菌芽胞 k 值比营养细胞、霉菌孢子小得多，最耐热。
第一章高温短时灭菌的理论依据？
升温时杂菌死亡速度的增加远大于养分破坏速度的增加(灭菌活化能大于养分破坏)。
第一章套管式连消塔关键参数？
加热到 383–403K，逗留 15–20s，线速度<0.1m/s，喷孔径≈6mm。
第一章连续灭菌相比分批灭菌的优点？
受热时间短养分破坏少、产量高、质量易控、蒸汽负荷均衡、适于自控、降劳动强度。
第一章·续2物料输送常用的两大类方式？
机械输送和气流输送。
第一章·续2机械输送包括哪三种运输机？
带式运输机、斗式运输机、螺旋运输机。
第一章·续2带式运输机的特点和适用坡度？
结构简单、运输量大，适合水平或 20–30° 坡度以下的长距离运输。
第一章·续2斗式运输机适用于什么场合？
常用于垂直输送，结构简单、占地面积小，特别适合输送高度较大的场合。
第一章·续2螺旋运输机的特点？
适合水平或低于 20° 倾斜角，结构简单紧凑、封闭输送、不污染环境。
第一章·续2气流输送的优缺点？
优点：适合长距离及多处转换、生产能力大、占地面积小；缺点：能耗大、管道容易磨损。
第一章·续2什么是沉降速度？
物体在空气中自由下落，当重力与空气阻力相等（G＝P＝R）时以匀速向下沉降的速度。
第一章·续2什么是悬浮速度？
物体在气流中恰好不升不降时的气流速度。
第一章·续2悬浮速度与沉降速度的关系？
数值上相等，即 V下＝V沉。
第一章·续2物料被气流带走的条件？
气流速度大于物料的悬浮速度。
第一章·续2垂直管道气力输送的气流速度依据是什么？
必须大于物料悬浮速度；悬浮速度是确定气流速度的依据。
第一章·续2为什么实际气流速度要远大于悬浮速度？
因为物料相互之间和与管道之间的摩擦、碰撞以及管道内气流不均匀等原因，故实际所需气速更大，需靠实验确定。
第一章·续2气力输送装置的三种基本形式？
吸气式、压气式、混合式。
第一章·续2混合式气力输送装置的构成？
吸气式＋压气式组合，前段负压吸入、后段正压压送。
第一章·续2吸气式气力输送的工作原理？
风机抽吸形成负压，把物料连同空气吸入管道，经旋风分离器分出物料、空气经风机排出。
第一章·续3发酵工业中大量培养液主要用什么方法灭菌？
蒸汽加热灭菌——操作控制方便、经济效果好。
第一章·续3蒸煮和灭菌目的有何不同？
目的不同：一般蒸煮温度比灭菌温度低，加热和维持时间比灭菌时间长得多。
第一章·续3除蒸汽加热外，培养液还有哪些杀菌/除菌方法？
化学药物、电磁波杀菌；机械法：过滤、离心分离、静电除菌。
第一章·续3加热温度和时间为什么要恰当掌握？
加热既灭菌又破坏培养基养分，须既达灭菌效果又尽量减少养分破坏。
第一章·续3杂菌受热死灭为什么属于一级反应？
杂菌受热是蛋白质高分子活性化导致蛋白质变性，活细胞受热灭活与一级化学反应中未反应分子减少等价。
第一章·续3灭菌时间公式是什么？
τ = 2.303·(1/k)·log(N₀/Nₛ)。
第一章·续3为什么不能要求灭菌后绝对无菌？
若 Nₛ=0 则由公式灭菌时间趋于无穷大，不可能，故须留残余活菌计算。
第一章·续3工程上灭菌残留标准取多少？
Nₛ = 10⁻³ 个/罐，即每 1000 罐残留 1 个活菌。
第一章·续3反应速度常数 k 与耐热性的关系？
k 越小越耐热；细菌胞子(芽胞)的 k 值比营养细胞和霉菌胞子小得多，最耐热。
第一章·续3灭菌温度与菌死亡速度常数用什么方程描述？
阿累尼乌斯(Arrhenius)方程：k = A·e^(−E/RT)，d ln k/dT = E/RT²。
第一章·续3Eyring 绝对反应速度理论给出的 k 表达式？
k = (K_B·T/h)·e^(−ΔH*/RT)·e^(ΔS*/R)，可简化为 k = A·e^(−E/RT)。
第一章·续3实际灭菌时间与温度还受哪些因素影响？
氢离子浓度、成分、杂菌浓度、杂菌种类等。
第一章·续3高温短时灭菌的理论依据？
活化能大则速度常数随温度变化大；升温时杂菌死亡速度的增加远大于养分破坏速度的增加。
第一章·续3连续灭菌的工艺路线是什么？
培养基经连续加热、维持、冷却后进入发酵罐，尽量高温短时。
第一章·续3连续灭菌相比分批灭菌的五个优点？
提高产量(受热短、周期短、成分破坏少)、质量易控、蒸汽负荷均衡锅炉利用率高、适于自动控制、降低劳动强度。
第一章·续3培养液连续灭菌流程(图2-2)五个主要设备？
料液罐、连消泵、连消塔、维持罐、喷淋冷却器(加消泡剂)。
第一章·续3套管式连消塔的关键参数？
蒸汽加热到 383–403K，逗留 15–20s，线速度<0.1m/s，内管 45°斜喷孔、孔径约 6mm。
第一章·续3套管式连消塔的蒸汽喷孔为何孔径不宜太大？
喷孔易堵塞，孔径不宜太大，一般为 6mm。
第一章·续3混合式连消塔靠什么二次加热培养液？
上升液被圆形挡板挡向四周上升后，再被蒸汽第二次加热。
第一章·续3连消器(图2-7)的结构特点？
圆筒身、下端套管喷嘴、上方圆形挡板(三根支柱焊在套管上)；结构简单、可做成卧式。
第一章·续3喷射加热器如何工作？
料液经渐缩喷嘴高速喷出吸入蒸汽，在混合喷嘴/混合段混合，经扩大管把温度能转为压力能，把料液压入管道。
第一章·续3喷射加热连续灭菌流程(图2-1-55)的顺序？
生培养液 → 喷射加热(蒸汽) → 维持段 → 膨胀阀 → 真空急速冷却器。
第一章·续3薄板换热器连续灭菌流程(图2-4)的路线？
生培养液经冷却水段预热 → 蒸汽段加热 → 维持段保温灭菌 → 输出，并回收热量。
第二章微生物按对氧需求分哪两大类？
厌氧和通风(好氧)两大类，对应的发酵生产设备各不相同。
第二章酒精发酵罐的基本外形结构？
筒体为圆柱形、底盖和顶盖为碟形或锥形的立式金属容器。
第二章酒精发酵罐冷却装置：中小型 vs 大型如何区别？
中小型多用罐顶喷水于外壁膜状冷却；大型因外壁面积不足，罐内装冷却蛇管或蛇管+外壁喷洒联合冷却。
第二章大型酒精发酵罐采用什么洗涤装置？
水力喷射洗涤装置。
第二章发酵罐全容积公式及装液系数？
V=V₀/φ，装液系数 φ 一般取 0.85~0.90。
第二章带锥形底盖圆柱罐的全容积公式？
V=(π/4)D²(H+h₁/3+h₂/3)。
第二章间歇发酵的发酵罐罐数公式？各符号含义？
N=nt/24+1；n为每24小时加料罐数，t为发酵周期(小时)。
第二章发酵罐冷却面积的计算公式？
F=Q/(K·Δtm)，按传热基本方程式确定。
第二章总发酵热 Q 由哪三部分构成？
Q=Q₁−(Q₂+Q₃)：生物合成热Q₁、蒸发热损失Q₂、罐壁散热损失Q₃。
第二章Q₂ 一般取 Q₁ 的多少？Q₃ 由什么组成？
Q₂取Q₁的5%~6%；Q₃由对流和辐射组成，可查手册。
第二章对数平均温度差 Δtm 中 tF、t₁、t₂ 分别指什么？
tF主发酵温度，t₁冷却水进口温度，t₂冷却水出口温度。
第二章传热总系数 K 由哪两个传热分系数组成？
发酵液到蛇管壁的α₁，冷却管壁到冷却水的α₂。
第二章酒精发酵液的 α₁ 经验取值？
2300~2700 千焦/米²·小时·℃。
第二章罐外壁喷淋冷却 α₂ 公式的适用范围？
α₂=167·G^0.4/Dm^0.6，喷淋密度在100~1500公斤/米·小时。
第二章计算举例中算得的罐数、容积、直径各是多少？
N=19个，V≈100米³，D≈4.7米。
第二章计算举例中冷却水耗量和冷却面积各是多少？
冷却水W=17600公斤/小时，冷却面积F≈33米²。
第二章C.C.T 是什么？最大特点是什么？
圆筒体锥底罐(露天锥形发酵罐)，最大特点是大型化，容积100~600m³。
第二章C.C.T 发酵罐锥底排出角取多少？为什么？
73~75°，因酵母在锥底占最小比表面积时摩擦力最小、自然沉降最有利。
第二章C.C.T 为何不用纯铁/碳钢裸罐？
啤酒是酸性液体造成电化学腐蚀，发酵产生的H₂S、SO₂造成氧化还原腐蚀，故用碳钢加涂料或不锈钢。
第二章C.C.T 冷却夹套一般分几段？如何排列？
三段：上段距液面15cm向下、中段距裙座15cm向上、锥底段接近排酵母口向上排列。
第二章C.C.T 绝热层常用哪两种材料？厚度？
聚酰氨树脂和自熄式聚苯乙烯泡沫塑料，厚度150~200mm。
第二章圆筒体锥底发酵罐的主要优点？
加速发酵、节省厂房投资、节省冷耗、可CIP自动清洗保证卫生。
第二章圆筒体锥底发酵罐的主要缺点？
酵母泥使用代数低(5~6代)、贮酒澄清困难需强化过滤、单酿时罐壁与中心温度难快速一致。
第二章C.C.T 的计算主要包括哪三方面？
罐的容积及尺寸、罐数的确定、冷却面积的计算。
第三章通风发酵罐又称什么？举几个发酵用途。
好气性发酵罐；用于谷氨酸、柠檬酸、酶制剂、抗生素、酵母等发酵。
第三章通风发酵罐的五种类型？
机械搅拌、气升式、自吸式、伍式、文氏管发酵罐(口诀：机·气·自·伍·文)。
第三章机械搅拌发酵罐三大组成？
搅拌装置、轴封、罐体。
第三章搅拌器的主要作用？
打碎气泡，使空气与溶液均匀接触，使氧溶解于发酵液中。
第三章挡板的作用与全挡板条件？
改变液流由径向流为轴向流、消除旋涡增加溶氧；全挡板条件：一定转数下再增罐内附件而轴功率不变，(W/D)·Z=0.5。
第三章发酵罐轴封的两种型式及优缺点？
填料函式(简单但死角多、易染菌、寿命短)；端面式机械轴封(清洁可靠无死角、寿命长，但结构复杂、动静环要求高)。
第三章夹套式与蛇管式换热装置如何选用？
夹套式用于小容积罐(简单、死角少但降温差)；竖式蛇管用于≥5米³罐(传热系数高，但弯曲处易蚀穿、热区降温难)。
第三章气升式发酵罐的通风原理和主要部件？
靠空气喷嘴喷气使液体密度降低上升、形成循环(内/外循环)；主要部件：罐体、上升管、空气喷嘴。
第三章气升式发酵罐的主要特点？
结构简单、节省动力约50%、无噪音、装料系数80~90%不用消泡剂、维修清洗简便；但不适合好气量大或高粘度发酵液。
第三章自吸式发酵罐的充气原理？
不要空压机，靠自吸搅拌器(转子)及导轮(定子)旋转时产生负压由导气管自动吸入空气；氧利用率70~80%。
第三章自吸式发酵罐的主要优点？
省净化系统设备、减少投资约30%、便于自动化连续化、溶氧效果高、结构简单操作方便。
第三章伍式发酵罐的主要部件和缺点？
套筒和空心管搅拌器(兼空气分配器)；缺点：结构复杂、清洗套筒困难、消耗功率高。
第三章文氏管发酵罐的原理和优缺点？
泵将发酵液压入文氏管收缩段产生真空自吸空气；优点吸氧率高、设备简单无空压机搅拌器、动力少；缺点气液比低、不适合好氧量大的发酵。
第三章发酵罐搅拌器分哪两大类，各举例？
轴向式(螺旋桨式)和径向式(涡轮式)；涡轮按叶分平直叶、弯叶、箭叶。
第三章圆盘涡轮中圆盘的作用？
阻挡大气泡从轴部叶片空隙上升，保证气泡更好分散。
第三章什么是搅拌轴功率（轴功率）？
搅拌器以既定速度旋转克服介质阻力所需的功率，不包括机械传动摩擦，不等于电机耗用功率。
第三章功率准数 N_P 的定义和物理意义？
N_P=P₀/(ρN³D⁵)，无因次；表征机械搅拌施加于单位体积液体的外力与惯性力之比。
第三章Re_M>10⁴ 充分湍流后三种六叶涡轮的 N_P 值？
平直叶≈6、弯叶≈4.7、剪(箭)叶≈3.7。
第三章迈凯尔修正的通气搅拌轴功率公式？
P_g=2.25·(P₀²ND³/Q^0.08)^0.39×10⁻³(千瓦)。
第三章通气后搅拌功率为什么比不通气低？
通气使液体重度降低，并主要取决于涡轮周围气液接触状况。
第三章非牛顿型流体发酵液举例？计算时怎么近似？
霉菌醪、放线菌醪；其N_P~Re_M曲线仅在Re_M=10~300区间与牛顿型有别，近似计算可用牛顿型曲线代替。
第三章氧传递为什么是发酵难题？
氧在水中溶解度极低(4℃纯水仅8mg/L)，远低于蔗糖600g/L。
第三章氧传递9步中限速步是哪一步？
气泡边界层扩散(步骤3)，主体混合充分、悬浮细胞时。
第三章氧传递速率方程？K_La 代表什么？
OTR=k_L·a·(C*−C_L)；K_La是k_L与a的合并项，代表单位体积氧传递速率。
第三章供氧与耗氧平衡时K_La等于多少？
OTR=γ时 K_La=Q_O₂·X/(C*−C_L)。
第三章影响K_La的因素有哪些？
搅拌、空气流速、空气分布管、液柱高度、发酵液性质、泡沫和消泡剂。
第三章影响传质推动力(C*−C_L)的因素？
温度、溶液性质(盐糖)、氧分压、液柱高度。
第三章温度对溶氧饱和浓度的影响(亨利定律)？
C*=P_O₂/H_O₂；温度升高亨利常数增大、溶解度下降(25℃0.0258→35℃0.0299)。
第三章液柱高度对K_La的经验数据？
H/D从1到2，K_La增40%；从2到3，增20%。
第三章消泡剂对氧传递的作用？
降低氧传递速率(积聚在气液界面阻碍氧运动并促进气泡聚并)。
第三章测定K_La的方法有哪些？
亚硫酸盐氧化法、排气法、取样极谱法、复膜电极和氧分析仪法。
第三章发酵罐设计中罐容积如何确定？
据生产规模和发酵水平算每日所需发酵液量，再据装液系数确定罐容积及台数。
第三章发酵罐全容积公式？
V₀=V₁+2V₂=(π/4)D²·[H₀+2(h_b+D/6)]。
第三章冷却面积如何计算？
F=Q总/(K·Δt_m)，Δt_m为对数平均温差。
第三章发酵过程总发酵热由哪几部分组成？
Q总=发酵过程散发热(呼吸燃烧热+发酵热)+搅拌热−汽化热。
第三章各类发酵中传给冷却器最大热量谁最高谁最低？
谷氨酸最高(4.186×7500)，肌苷最低(4.186×4200)。
第三章赫斯定律用于燃烧热计算的表述？
热效应只决定于初态和终态、与途径无关；Q总=Σ产物生成热−Σ作用物生成热。
第四章发酵产物有哪三种存在形式？
透出菌体细胞存在于悬浮液中、存在于细胞之内、就是细胞本身。
第四章发酵液过滤为什么困难？
固体粒子形成的滤饼可压缩性很大，且受培养基质、菌种、发酵好坏及介质/预处理/设备操作影响。
第四章发酵液预处理的五种方法？
加热、凝聚与絮凝、加入盐类、调节pH、加入助滤剂。
第四章加热为何能强化过滤？
促进蛋白质变性凝固降低溶解度，并使发酵液黏度明显降低，从而加快过滤速度。
第四章最常见的高分子絮凝剂是什么？
聚丙烯酰胺类衍生物（呈长链状结构的水溶性聚合物）。
第四章调节pH除蛋白的依据？
蛋白质处于胶体状态，调到其等电点可有效除去。
第四章使用助滤剂要考虑哪三点？
粒度、助滤剂的品种、用量。
第四章过滤介质三大类？
织物介质(滤布)、粒状介质(硅藻土等)、刚性介质(烧结金属/陶瓷/微孔膜)。
第四章纤维滤布、硅藻土、超滤膜的截留粒径？
纤维滤布约10μm、硅藻土层1μm、超过滤膜可小于0.5μm。
第四章硅藻土作为助滤剂的三大特性？
不与酸碱反应化学稳定、形状不规则多孔比表面大、无毒且不可压缩。
第四章硅藻土的三种用法？
作深层过滤介质、作介质表面预涂层、分散在悬浮液中形成多孔滤饼。
第四章过滤微分方程说明过滤速率与哪些量的关系？
与过滤面积成正比、与滤液黏度成反比；滤饼比阻越大、滤饼层越厚则速率越慢。
第四章降低滤液黏度最有效的方法？
加热。
第四章对可压缩滤饼，提高压力一定能提速吗？
不能；压力超过某一值后，比阻增大反而使过滤速率减小。
第四章过滤设备按推动力ΔP分哪三类？
静压差(常压机)、外施正压力(加压机)、负压差(真空机)。
第四章板框压滤机的优缺点？
优点：结构简单价廉、过滤面积大、耐压高、动力消耗小、适用难处理物料；缺点：不能连续操作、劳动强度大、辅助时间长、滤布易损。
第四章转筒真空过滤机的三大工作区？
过滤区、洗涤及脱水区、卸渣及再生区。
第四章转筒真空过滤机分配头的作用？
沿径向隔成3个室，分别与真空和压缩空气管路相通，实现各区切换。
第四章离心机离心力公式？为何提转速更有效？
F_P = m·r·n²/900；离心力与转速平方成正比、与半径一次方成正比，故增转速比增大转鼓直径更有效。
第四章离心分离因数的定义与意义？
f = r·n²/(900g)，即离心力与重力之比；f越大分离能力越强。
第四章按分离因数离心机分三类的界限？
普通离心机f<3000、高速离心机300050000。
第四章管式离心机的特点？
转鼓直径小、转速高(约15000r/min)、分离因数大，用于液-液分离和微粒小悬浮液澄清。
第四章膜分离的本质和推动力？
小分子透过、大分子被截留；推动力含浓度差、压力差、电位差。
第四章什么是浓差极化？如何缓解？
大分子溶质返回主流速度低于聚集速度，在膜一侧形成高浓度溶质层；用错流操作或加大流速缓解。
第四章聚砜膜相比醋酸纤维膜的优点？
耐热(80℃)、pH范围宽(1–13)、耐氯强(200mg/kg)、孔径范围宽。
第四章管式膜与中空纤维膜组件各自特点？
管式：结构简单、单根可换、耐高压无死角、适合高黏高固料液，但单位体积膜面积小；中空纤维：膜面积大、操作压力低可反洗，但单根损坏需换整件。
第五章蒸发设备由哪三部分组成？
蒸发器(加热界面+蒸发表面)、冷凝器、抽气泵。
第五章蒸发浓缩必须满足的三个要求？
供应足够热能、促二次蒸汽迅速排除、有一定热交换面积保证传热量。
第五章选择蒸发设备要考虑溶液的哪六种特性？
耐热性、结垢性、发泡性、结晶性、腐蚀性、粘滞性(口诀：热垢泡晶腐粘)。
第五章热敏性物料为什么要用薄膜蒸发？
受热温度低、浓缩时间短(几秒~几十秒)，可保持产品原有质量、风味和颜色。
第五章含蛋白质胶体多的酶液发泡严重怎么办？
降低二次蒸汽流速防跑液，或用升膜/强制循环的高流速气体冲破泡沫。
第五章麦芽汁煮沸锅的四个结构特点(部件)？
锅体(近球形)、加热夹套、搅拌装置、排汽管。
第五章煮沸锅锅体为何做成近似球形？
球形可用较薄材料做成体积大又有足够强度的容器，且清洗方便、搅拌功率小。
第五章大型煮沸锅为何改用中心内加热式？
整体夹套受力差、加热面积难满足工艺；中心内加热产生密度差形成强烈自然循环，传热系数高。
第五章内置加热式煮沸锅的三个优点？
锅内循环改善传热强度大、降低锅体强度要求省成本、无内部机械搅拌故无转轴密封问题。
第五章真空蒸发常用的真空度和物料温度？
真空度600–700mmHg，物料蒸发温度50–75℃。
第五章管式薄膜蒸发器按流动方向分哪三种？
升膜式、降膜式、升降膜式。
第五章薄膜蒸发器按成膜方法分哪几类？
管式(升/降/升降)、刮板式、离心式薄膜蒸发器。
第五章升膜式蒸发器适用与不适用的物料？
适用发泡性、粘度较小的热敏物料；不适用粘度>0.05Pa·s、易积垢或浓缩后析晶的物料。
第五章升膜加热管的直径和长径比？
直径25–80mm，L/D约100–150。
第五章降膜式蒸发器的关键问题是什么？常用哪些分配器？
液料的均匀分配；齿形溢流口、导流棒、旋液导流器(螺纹/切线)、分配筛板。
第五章升降膜式蒸发器为何先升膜后降膜？
初进浓度低用升膜成膜快，浓缩后液体能均布管壁改用降膜，串联提高浓缩比、降设备高度。
第五章刮板式蒸发器适用什么物料？为什么？
高粘度或含悬浮颗粒的液料；刮板成膜翻膜不断更新表面、传热系数高，不结焦结垢。
第五章离心式薄膜蒸发器为何传热系数很高？
离心力使液流湍动剧烈、蒸汽气泡迅速被挤压分离，并保持加热面高冷凝给热系数。
第五章蒸发节能最主要的办法？效数为何有限制？
循环利用二次蒸汽——多效蒸发；因传热温差和沸点上升的存在，最多6–7效，再增不经济。
第五章什么是结晶？什么是过饱和介稳区？
结晶＝溶质自溶液成晶体析出；介稳区＝过饱和但无晶体/刺激时仍较稳定、不会自然起晶的浓度区。
第五章结晶速度由哪两个阶段决定？受哪些因素影响？
溶质扩散到晶体表面 + 在晶格上排列；受过饱和浓度差、温度、溶液粘度、境界膜厚度影响。
第五章起晶的三种方法？工业上首选哪种？为什么？
自然起晶、刺激起晶、晶种起晶；首选晶种起晶法，因晶核可控、不生新晶核、晶形均匀。
第五章结晶设备按改变浓度方式分哪三类？
浓缩结晶(煮晶)、冷却结晶、等电点结晶设备。
第五章立式与卧式结晶箱各适用什么场合？
立式适合产量小、周期短；卧式适合产量大、周期长，可串联连续结晶。
第五章等电点结晶罐为什么靠加酸结晶？搅拌为何是关键？
谷氨酸两性、不同pH溶解度不同，加酸调pH使过饱和析晶；搅拌保晶种悬浮并使pH迅速均匀。
第五章连续结晶设备设计要满足的要点(择要)？
防结垢沉积、浓度均匀、防刺激起晶、分级取一致产品、及时除杂、循环速度恰当。
第六章发酵产品空气干燥按工作原理分哪三类？
气流干燥、沸腾干燥、喷雾干燥(麦芽干燥也属空气干燥)。
第六章物料中水分分哪两类？分别在哪个阶段排除？
游离水(恒速段排除)和结合水(降速段排除)。
第六章干燥的两种机理(控制阶段)是什么？
表面汽化控制(恒速段)、内部扩散控制(降速段)。
第六章恒速干燥速度取决于什么？
物料表面水分的汽化速率，即外部干燥条件(空气湿度、温度、流速)。
第六章降速干燥速度主要取决于什么？
物料本身的结构、形状、大小等特性，其次是干燥温度。
第六章干燥设备选型考虑哪四方面？
产品质量、产品纯度、物料特性、产量及劳动条件。
第六章高活性昂贵生物制品(如乙肝疫苗)宜用什么干燥？
真空干燥或冷冻干燥。
第六章麦芽干燥塔有哪两类烘床？发展趋势？
水平式烘床和垂直烘床；趋势是用单层高效麦芽干燥塔取代多层。
第六章真空干燥的优缺点？
优点：温度低、减少氧化、保护热敏/易氧化物料；缺点：生产能力低、需专门抽真空系统。
第六章真空干燥设备由哪三部分组成？三种型式？
密闭干燥室、冷凝器、真空泵；型式有箱式、带式、耙式。
第六章气流干燥的原理和干燥时间？
用热空气与粉粒状湿物料充分接触进行传热传质；时间极短，一般1–5s。
第六章气流干燥强度为什么大？
物料在热风中悬浮、被热空气包围、最大限度接触；气速10–20m/s使气膜不断更新，降低传热传质气膜阻力。
第六章气流干燥的主要缺点？
对晶形磨损严重、不宜用于粘性物料、热利用率低(约30%)。
第六章喷雾干燥的原理？
用喷雾器把料液雾化成大表面积微粒，与热空气强烈热交换，几秒至几十秒干燥成粉。
第六章喷雾雾滴直径与干燥时间？
雾滴20–60μm，干燥时间3–30s。
第六章喷雾干燥为什么适于热敏性物料？
雾滴含大量水分，表面温度不超过热空气湿球温度(约50–60℃)，停留时间短，最终温度不高。
第六章三种雾化方法及其动力？
压力喷雾(高压泵5–20MPa)、气流喷雾(压缩空气0.25–0.6MPa)、离心喷雾(高速旋转圆盘)。
第六章气流喷雾高粘度料液会得到什么产品？
往往不是粉状而是絮状。
第六章离心喷雾塔径的两种确定方法？
A.根据喷矩半径 D=2.25·rmax；B.根据干燥强度 D=1.05·(Q/Av)^(1/3)。
第六章圆帽式喷盘的特点？
沿圆周24孔均布、喷孔出口下倾45°，避免被喷物料上翻，实践证明最好。
第六章沸腾干燥的原理？
利用流态化技术，加热空气使孔板上粒状物料流化沸腾，水分迅速气化干燥。
第六章沸腾干燥操作中的两种故障现象？
沟流(气体走短路)和层析(大小/密度不同的颗粒分层)。
第六章沸腾造粒干燥是哪两种干燥的结合？
喷雾干燥与沸腾干燥的结合。
第六章沸腾造粒的三种成粒方式？生产希望哪种为主？
自我成粒、涂布成粒、粘结成粒；希望涂布成粒占主要组分。
第六章沸腾造粒干燥塔为何做成倒圆锥形(锥角约30°)？
沿床气速不断变化，使不同大小颗粒在不同截面良好沸腾并分级，大颗粒先排出、小颗粒留床内长大。
第六章返料(晶核)在沸腾造粒中的作用？
加入晶核控制产品粒度(晶核大小与产品粒度成正比)，开车前先加底料防糖液贴壁；葡萄糖生产返料比可达50%以上。
第七章蒸馏分离的基本依据是什么？
混合液各组分液体挥发度不同，同温下蒸汽压不同，靠反复部分汽化、部分冷凝把各组分按近纯态分出。
第七章发酵产品中用蒸馏法提取的有哪些？
白酒、酒精、甘油、丙酮、丁醇，以及萃取过程中的溶剂回收。
第七章酒精发酵醪中酒精含量大约多少？
约 6—10%，另含几十种挥发度不同的杂质和大量水分。
第七章酒精蒸馏流程按塔数分哪几类？
单塔式、双塔式、三塔式、多塔式。
第七章双塔气相过塔与液相过塔的区别？
气相过塔是粗馏塔酒汽直接进精馏塔(省蒸汽)；液相过塔是先冷凝成液体再进塔，多一次排醛机会，适于含乙醛多的糖蜜酒精。
第七章拉乌尔定律(理想溶液相平衡)？
各组分分压=纯组分饱和蒸压×其液相摩尔分数；总压 p=p_A+p_B。
第七章什么是相对挥发度 α？如何判断能否蒸馏分离？
α=易挥发组分挥发度÷难挥发组分挥发度；α=1 不能用蒸馏分离，α 越偏离 1 越易分离。
第七章酒精—水共沸点(恒沸点)的组成和意义？
x=y=0.894 摩尔比，即 95.57%(m/m)，沸点约 78℃，此后普通蒸馏不能再提浓。
第七章简单蒸馏、平衡蒸馏、精馏的根本区别？
在于有无回流；精馏靠回流使两相多次接触传质而得高纯，简单蒸馏(间歇无回流)、平衡蒸馏(闪蒸连续)不能。
第七章精馏塔精馏段和提馏段各起什么作用？
进料口以上为精馏段，精制汽相易挥发组分；进料及以下为提馏段，提浓液相难挥发组分。同时具备才能分出两种高纯产品。
第七章什么是理论塔板(平衡级)？
离开该板的汽液两相在传热传质上都达平衡(温度相同、组成互成平衡)的理想塔板，用塔板效率校正得实际塔板数。
第七章填料塔与板式塔分别属于哪种接触方式？
填料塔为微分接触式(连续接触)，板式塔为逐级接触式(阶跃变化)。
第七章三塔式蒸馏由哪三个塔组成？分哪几类？
粗馏塔、排醛塔、精馏塔；分直接式、半直接式、间接式三类。
第七章半直接式三塔流程为何应用广泛？
排醛塔气相过塔、脱醛酒液相进精馏塔；操作稳定、酒精质量较好，我国酒精工业广泛应用。
第七章粗馏塔的作用及酒糟含醇要求？
把乙醇从成熟醪分出、塔底排酒糟；要求酒糟含酒精在 0.01% 以下。
第七章粗馏塔塔板按发展顺序有哪几种？
泡罩塔板→S形泡罩塔板→导向筛板→浮阀波纹筛板→斜孔塔。
第七章泡罩塔板的优缺点？
操作稳定、对设计准确性要求低；但结构复杂、成本高、生产能力低、压降大。
第七章S形泡罩塔板有何优点？
蒸汽水平喷出有推出力使液层均匀、落差小、雾沫夹带少；流通面积大2—4倍、处理量大约50%；结构简单造价低；缺点是压降较大。
第七章导向筛板比普通筛板多了哪两点改进？
增加了导向斜孔(推动液体降低液层)和鼓泡促进器(防入口处倾向性漏液)。
第七章浮阀板对泡罩板的主要改革是什么？
取消升气管，改用可上下浮动的浮阀，按气量自调开度，降低压降、兼有泡罩板和筛板优点。
第七章筛孔板孔径常用范围及大孔径优点？
常用 3—8mm(宜 4—5mm)；大孔径 10—25mm 制造简单、造价低、不易堵塞。
第七章斜孔板相比浮阀板的处理能力？
气体负荷上限比浮阀板高 30—40%，单位截面处理量大 50% 左右，板效率高于浮阀板。
第七章精馏塔附属设备主要有哪三类？
换热器(预热器/分凝器/冷却器)、塔釜废液排出器、杂醇油分离器。
第七章成熟醪预热到多少度？为什么？
60—70℃；利用精馏塔酒精蒸汽冷凝放出的热量，节省蒸汽和冷却水。
第七章控制酒糟废液的两种排出器及其原理？
浮鼓式控制器(借浮鼓随液面升降启闭锥形阀)和 U形管控制器(液柱平衡压力液封自动排出，长约3m)。
第八章空气除菌为什么是好氧发酵的重要环节？
空气含各种微生物，进入培养液会迅速大量繁殖、消耗营养、产生代谢物，干扰甚至破坏发酵，造成染菌失败。
第八章空气含菌量与地域、高度有何关系？
干燥寒冷的北方少、潮湿温暖的南方多；城市比农村多；高空比低空少。设计按10³–10⁴个/m³计算。
第八章发酵染菌机率一般取多少？
10⁻³，即1000次发酵周期只允许染菌1–2次。
第八章空气含菌量常用哪两种测定法？光学法能测活菌吗？
培养法和光学法；光学法利用微粒对光线散射测0.3–5μm微粒大小和含量，不能测活细菌数目。
第八章空气除菌的四类方法？工业首选哪种？
辐射杀菌、热杀菌、静电除菌、过滤除菌；工业首选过滤除菌（经济实用）。
第八章紫外线杀菌的波长和规律？
2537–2650Å效力最强；杀菌力与强度成正比、与距离平方成反比。
第八章热杀菌为什么一般不直接用蒸汽加热空气？
消耗大量能源、需增设换热设备很不经济；利用空气压缩放出的热保温杀菌才经济。
第八章静电除尘对很小微粒效率为何低？
小微粒电荷小，静电引力≤气流拖带（布朗扩散），不能被吸附沉降。
第八章过滤除菌纤维捕集微粒的五种机理？
惯性冲击、拦截、布朗扩散、重力沉降、静电吸附（口诀：惯·拦·扩·沉·静）。
第八章什么是临界速度 v₀？为什么重要？
气流速度降到微粒惯性力不足以碰撞纤维时（φ=1/16、b=0）的速度；此处捕集效率最低，操作要避开。
第八章气流速度很小时主要靠什么机理捕集？
拦截滞留和布朗扩散作用（惯性冲击已失效，但效率会回升）。
第八章惯性准数φ与哪些量有关？
φ=cρ_p·d_p²·v₀/(18μ·d_f)，与微粒/纤维直径、气流速度、空气温度有关。
第八章空气进过滤器前为什么要把相对湿度降到50–60%？
避免冷却析出的水雾油雾进入过滤器堵塞、浸润介质破坏过滤效果。
第八章三种空气除菌流程及适用？
压缩冷却过滤（寒冷干燥地区）、两级冷却分离加热（通用最完善）、高效前置过滤（无菌程度最高）。
第八章两级冷却分离加热流程为何用两次分离？
第一级冷却后大雾粒用旋风分离器除，第二级冷却后小雾粒用丝网分离器除，分离更彻底。
第八章高效前置采风为什么从高空取风？
高空含菌量少，约每升高10英尺微生物含量减少一个数量级。
第八章四种附属设备及作用？
粗过滤器（压缩机前防磨）、空气贮罐（缓冲脉冲、紧接压缩机）、气液分离器（除水油雾）、空气冷却器（降温）。
第八章旋风分离器与丝网分离器各适合分离多大雾粒？
旋风适10μm以上（10–200μm雾粒），丝网可除5μm细雾沫、效率98–99%。
第八章七种过滤介质？
棉花、玻璃纤维、活性炭、超细玻璃纤维纸、石棉滤板、烧结材料、新型膜介质。
第八章超细玻璃纤维纸的关键参数？
直径1–1.5μm，孔隙0.5–5μm，0.02m/s下对0.3μm微粒效率99.99%、压损约30Pa。
第八章绝对过滤的含义？
过滤介质孔隙远大于被滤微粒、或膜孔径（0.1–0.45μm）小于菌体粒子的过滤；但病毒噬菌体仍可能通过。
第八章过滤器有哪几种结构？
深层填充式、平板纤维纸式、管式（卷成多孔管）、接管式低速过滤器。
第八章发芽空调控制的三要素？
温度、湿度、通风（温≈20℃、相对湿度95%以上、供氧排CO₂）。
第八章空气增湿的三种方法？
直接通蒸汽、喷水、空气混合增湿（循环通气法补充80–90%）。
第八章立式与卧式空调室的区别？
立式结构紧凑占地小但产能小（中小厂、一室配一箱）；卧式产能大（大厂、一室供多箱）。
关键数值速记表
第一章 · 生物反应物料处理
| 项目 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 磁芯-滚筒间隙 | ≤ 2 mm | 旋转式磁铁分离器 |
| 平板磁铁倾角 | 30–40° | 木槽倾斜角 |
| 圆筒分级筛筛面利用率 | ≈ 1/5 | 其主要缺点 |
| 锤式粉碎机物料含水 | < 15% | 防堵筛孔 |
| 锤刀与筛网间隙 | 5–10 mm | 可调 |
| 锤刀转速 | 25–55 m/s | 锤式 |
| 两辊圆周速度 | 2.5–6 m/s | 太大物料会跳动 |
| 两辊转速差 | 15–20% | 产生剪切作用 |
| 球磨机转速 | n = 32/√D (r/min) | D=转筒直径 |
| 球磨装球量 | 30–45% | 转筒容积比 |
| 球磨长径比 | 1–1.5 | 转筒长:径 |
| 糊化/糖化锅利用率 | ≈ 50% | 故扩为六器组合 |
| 外加热麦汁煮沸温度 | 106–108℃ | 缩短煮沸时间 |
| 外加热煮沸时间 | 60–70 min | |
| 灭菌残留标准 Nₛ | 10⁻³ 个/罐 | 每1000罐残1活菌 |
| 套管连消塔加热温度 | 383–403 K | |
| 连消塔逗留时间 | 15–20 s | 线速度<0.1 m/s |
| 蒸汽喷孔孔径 | ≈ 6 mm | 不宜过大、易堵 |
第一章·续2 · 物料的输送
| 项目 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 带式运输机适用坡度 | 水平或 20–30° 以下 | 长距离运输 |
| 螺旋运输机适用倾角 | 水平或 < 20° | 封闭、不污染环境 |
| 悬浮速度与沉降速度 | V下 ＝ V沉（数值相等） | 气力输送基本概念 |
| 沉降匀速条件 | G ＝ P ＝ R（重力＝阻力） | 匀速下沉即沉降速度 |
| 实际气流速度 | 远大于物料悬浮速度 | 靠实验确定 |
| 稻谷悬浮速度 | 6–7 m/s | 参考值 |
| 大麦/小麦悬浮速度 | 8–9 m/s | 参考值 |
| 油菜籽悬浮速度 | 15–17.5 m/s | 谷物中较大 |
第一章·续3 · 培养基的灭菌
| 项目 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 灭菌时间公式 | τ = 2.303·(1/k)·log(N₀/Nₛ) | 一级反应积分而得 |
| 灭菌残留标准 Nₛ | 10⁻³ 个/罐 | 每 1000 罐残 1 活菌，满足生产 |
| 反应速度常数 k | k 越小越耐热 | 芽胞 k 值最小，最耐热 |
| 阿累尼乌斯方程 | k = A·e^(−E/RT) | 温度-速度常数关系 |
| d ln k / dT | = E / RT² | Arrhenius 微分形式 |
| 套管连消塔加热温度 | 383–403 K | 内管小孔蒸汽加热 |
| 连消塔逗留时间 | 15–20 s | 高温短时灭菌 |
| 连消塔流动线速度 | < 0.1 m/s | 管间向上流 |
| 内管斜喷孔角度 | 45° | 向内开孔、孔距渐减 |
| 蒸汽喷孔孔径 | ≈ 6 mm | 不宜过大、易堵塞 |
| 连续灭菌优点数 | 5 条 | 提产量/质量易控/汽负荷均衡/自控/降劳强 |
第二章 · 厌氧发酵设备及计算
| 项目 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 装液系数 φ | 0.85~0.90 | V=V₀/φ |
| 圆柱高 H | 1.1~1.5D | 锥底盖圆柱罐 |
| 罐底高 h₁ | 0.1~0.4D | |
| 盖高 h₂ | 0.05~0.1D | |
| 发酵罐罐数公式 | N = nt/24 + 1 | 间歇发酵 |
| 冷却面积公式 | F = Q/(K·Δtm) | 传热基本方程 |
| Q₂ 取值 | Q₁ 的 5%~6% | 蒸发热损失 |
| α₁（酒精发酵液） | 2300~2700 千焦/米²·小时·℃ | 生产经验/直测 |
| 喷淋冷却 α₂ 适用范围 | 喷淋密度 100~1500 公斤/米·小时 | α₂=167·G^0.4/Dm^0.6 |
| 例题·罐数 N | 19 个 | n=6, t=72h |
| 例题·容积 V | ≈100 米³ | φ=0.9 |
| 例题·直径 D | ≈4.7 米 | H=1.2D, h₁=h₂=0.1D |
| 例题·全罐表面积 F | 118 米² | F₁+F₂+F₃ |
| 例题·总发酵热 Q | 3.68×10⁵ 千焦/小时 | |
| 例题·冷却水耗量 W | 17600 公斤/小时 | |
| 例题·Δtm | 7.2 ℃ | tF=30,t₁=20,t₂=25 |
| 例题·传热总系数 K | 1562 千焦/米²·小时·℃ | 两列蛇管 |
| 例题·冷却面积 F | ≈33 米² | 蛇管总长188米,约20圈 |
| C.C.T 容积范围 | 100~600 m³（小型60m³） | 大型化 |
| C.C.T 锥底排出角 | 73~75° | 酵母沉降最有利 |
| 贮酒罐锥角 | 120~150° | 主要考虑材料利用 |
| 一次性冷媒蒸发温度/压力 | −3~−4℃ / 1.0~1.2MPa | 换热片式直接蒸发 |
| 绝热层厚度 | 150~200mm（珍珠岩/矿渣棉200~250mm） | |
| 外防护层 | 合金铝板0.7~1.5mm/不锈钢板0.5~0.7mm | |
| 酵母泥使用代数 | 5~6 代 | C.C.T 缺点 |
第三章 · 通风发酵设备
| 项目 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 深层通风培养出现 | 四十年代中期 | 近代通风发酵工业开始(随青霉素工业化) |
| 通风发酵罐五型 | 机·气·自·伍·文 | 机械搅拌/气升/自吸/伍式/文氏管 |
| 发酵罐高径比 | 1.7–4 | 罐高:直径 |
| 通用罐比例 D_i | D/3 | 搅拌器直径=罐径1/3 |
| 挡板宽度 | (0.1~0.2)D | 装4~6块满足全挡板 |
| 全挡板条件 | (W/D)·Z = 0.5 | W挡板宽 Z挡板数 D罐径 |
| 消泡器孔板孔径 | 10~20 mm | 孔板式 |
| 消泡器长度 | ≈0.65倍罐径 | |
| 罐内轴瓦间隙 | 轴径的0.4~0.7% | 塑料轴瓦/聚四氟乙烯 |
| 蛇管换热适用容积 | ≥5 米³ | 竖式蛇管 |
| 气升式节省动力 | 约50% | 无搅拌传动设备 |
| 气升式装料系数 | 80~90% | 不须加消泡剂 |
| 自吸式氧利用率 | 70~80% | 吸入空气中氧被利用 |
| 自吸式减少投资 | 约30% | 省净化系统 |
| 螺旋桨叶数Z | 3 | 螺距=搅拌器直径 |
| 螺旋桨最大叶端线速 | ≤25 米/秒 | |
| 圆盘涡轮比例尺寸 | D_i:d_i:l:B=20:15:5:4 | 平直叶/弯叶 |
| N_P 圆盘六平直叶 | ≈6 | Re_M>10⁴湍流后恒定 |
| N_P 圆盘六弯叶 | ≈4.7 | |
| N_P 圆盘六剪叶 | ≈3.7 | |
| 湍流判据 Re_M | >10⁴ | 充分湍流后N_P不变 |
| 功率准数定义 | N_P=P₀/(ρN³D⁵) | 外力/惯性力之比 |
| 不通气轴功率 | P₀=N_P·ρN³D⁵ | |
| 迈凯尔修正式 | P_g=2.25·(P₀²ND³/Q^0.08)^0.39×10⁻³ | 通气搅拌轴功率(千瓦) |
| 计算例 P₀ | 8.07 千瓦 | 细菌醪 N_P=4.7 |
| 计算例 P_g | 6.55 千瓦 | 通气后下降 |
| 4℃水中氧溶解度 | 8 mg/L | 蔗糖600g/L 对比 |
| 氧传递限速步 | 气泡边界层扩散(步骤3) | 主体混合充分时 |
| 氧传递速率 OTR | k_L·a·(C*−C_L) | k_L与a合并为K_La |
| 耗氧速率 γ | Q_O₂·X | 需氧方程 |
| 亨利常数25℃ | 0.0258 atm·mg⁻¹·l | 35℃为0.0299 |
| 液柱高度对K_La | H/D 1→2 增40%；2→3 增20% | |
| 气泡压力10atm | 氧分压可达2.1 atm | 提高传质推动力 |
| 柠檬酸厂例-日产量 | 166.7 吨 | 5万吨/300天 |
| 柠檬酸厂例-罐容积 | 1556 米³/日 | 装液系数85% |
| 柠檬酸厂例-罐台数 | 31 个 | 5×6+1 |
| 圆柱体积公式 | V₁=(π/4)H₀D² | |
| 标准椭圆封头 h_a | D/4 | 短半轴 |
| 发酵罐总高 | H=H₀+2(h_a+h_b) | |
| 青霉素最大放热 | 4.186×6000 千焦/米³·小时 | |
| 谷氨酸最大放热 | 4.186×7500 千焦/米³·小时 | 各发酵中最高 |
| 链霉素/四环素放热 | 4.186×4500 / 4.186×5000 | |
| 肌苷放热 | 4.186×4200 千焦/米³·小时 | |
| 1公斤糖呼吸热 | ≈15659 千焦/公斤糖 | C₆H₁₂O₆+6O₂ |
| 1公斤糖发酵热 | ≈4857 千焦/公斤糖 | 生成谷氨酸 |
| 搅拌热 Q₂ | 16203 千焦/小时 | P=4.5千瓦 |
| 蛇管传热系数K | 4.186×(300~450) | 强制循环可达800~1000 |
| 排管 α₁/α₂ | 4.186×2500 / 4.186×1200 | 水侧/液侧给热系数 |
第四章 · 过滤、离心与膜分离设备
| 项目 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 纤维滤布截留最小粒径 | ≈ 10 μm | 天然/合成纤维滤布 |
| 硅藻土层截留粒径 | 1 μm | 深层过滤可达 |
| 超过滤膜截留粒径 | < 0.5 μm | 也即超滤膜 |
| 超过滤膜定义孔径 | < 1 μm | 微孔膜称超过滤膜 |
| 滤饼比阻力定义 | 滤液通过 1 m 厚滤饼层的阻力 | 单位 1/m |
| 啤酒麦汁过滤通量 | 270–330 L/m²·h | 常压过滤机 |
| 转筒真空过滤机转速 | 0.1–3 rpm | 过快则滤饼太薄 |
| 转筒浸没分率 | 30–40% | 过高致操作困难 |
| 分配头分室数 | 3 个 | 分别通真空/压缩空气 |
| 离心力公式 | F_P = m·r·n²/900 | 提转速比增大直径更有效 |
| 分离因数 | f = r·n²/(900g) | 离心力与重力之比 |
| 普通离心机分离因数 | f < 3000 | 分离 0.01–1.0 mm 颗粒 |
| 高速离心机分离因数 | 3000 < f < 50000 | 用于乳浊液 |
| 超速离心机分离因数 | f > 50000 | 高分散度乳浊液 |
| 管式离心机转速 | ≈ 15000 r/min | 转鼓小、分离强度高 |
| 膜分离技术起源 | 20世纪60年代 | 新兴分离手段 |
| 醋酸纤维膜厚 | ≈ 0.1 mm | 早期刮制 |
| 醋酸纤维膜适用 | pH 3~8、≤50℃ | 不耐碱洗 |
| 聚砜膜耐温 | 可达 80℃ | 耐热性好 |
| 聚砜膜适用 pH | 1–13 | 利于酸/碱洗 |
| 聚砜膜耐氯量 | 200 mg/kg | 短期清洗 |
| 聚砜膜孔径范围 | (1–20)×10⁻³ μm |
第五章 · 蒸发与结晶设备
| 项目 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 真空蒸发真空度 | 600–700 mmHg | 真空蒸发设备 |
| 真空蒸发物料温度 | 50–75℃ | 真空蒸发设备 |
| 薄膜蒸发浓缩时间 | 几秒~几十秒 | 受热时间短保质量 |
| 升膜常压汽流速 | 20–50 m/s | 二次蒸汽管内 |
| 升膜减压汽流速 | 100–160 m/s | 减压操作 |
| 升膜加热管直径 | 25–80 mm | 不宜过大 |
| 升膜管长径比 L/D | 100–150 | 增汽速成膜 |
| 升膜不适用粘度 | > 0.05 Pa·s | 改用刮板/离心 |
| 套管升膜外/内管 | 117×3 / 89×3 mm | 链霉素浓缩，间隙11mm，总长1.4m |
| 大套管型内/外筒径 | 300 / 282 mm | 间隙约4mm，核苷酸浓缩 |
| 多效蒸发效数上限 | 6–7 效 | 再增不经济 |
| 结晶长大速度公式 | dω/dτ = k₁TΔc/(Hr) | 与浓度差、温度、粘度、膜厚有关 |
| 等电点结晶搅拌 | 桨式·二档 | 保晶种悬浮、pH均匀 |
| 连续结晶分级方式 | 重力悬浮分级 | 获规格一致产品 |
第六章 · 干燥设备
| 项目 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 单层麦芽塔 1m² 烘床产量 | 225–300 kg | 每烘焙周期 |
| 麦芽塔烘焙周期 | 16–22 h | |
| 绿麦层高度 | 0.8–1.5 m | |
| 烘焙100kg麦芽好热量 | (2.7–42)×10⁴ kJ | |
| 气流干燥时间 | 1–5 s | 干燥时间极短 |
| 气流干燥气速 | 10–20 m/s | 固体悬浮 |
| 气流干燥赤霉素温度 | 140℃ | 热敏也可用高温 |
| 气流干燥四环素温度 | 130℃ | |
| 气流干燥适用粒度 | 0.1–10 mm | 粉粒/碎块状 |
| 气流干燥热利用率 | ≈ 30% | 间接蒸汽加热 |
| 空气加热蒸汽压力 | 0.2–0.3 MPa | 加热后空气80–90℃ |
| 螺旋加料器转速 | 60 转/分 | |
| 喷雾干燥时间 | 3–30 s | |
| 喷雾雾滴直径 | 20–60 μm | 表面积200–5000 m²/m³ |
| 喷雾雾滴表面温度 | 50–60℃ | 近湿球温度 |
| 喷雾蒸发1kg水耗热 | ≈ 6000 kJ | ≈2.5–3.5 kg蒸汽 |
| 压力喷雾压力 | 5–20 MPa | 机械喷雾法 |
| 压力喷孔/液滴 | 孔0.5–1.5mm / 滴50–150μm | |
| 气流喷雾空气压力 | 0.25–0.6 MPa | 压缩空气 |
| 气流喷雾喷孔径 | 1–4 mm | 可处理粘性料 |
| 气流喷雾塔径高比 | 1 : 2.4–3 | 直径:高度 |
| 喷雾室截面风速 | 0.1–0.4 m/s | |
| 离心喷盘转速 | 7275–7363 r/min | |
| 圆帽式喷盘 | 24孔均布 / 下倾45° | |
| 塔径(喷矩法) | D = 2.25·rmax | |
| 塔径(干燥强度法) | D = 1.05·(Q/Av)^(1/3) | |
| 沸腾干燥网板开孔率 | 4–13% | |
| 沸腾床温度 | 比室温高3–4倍 | 控制干燥温度 |
| 沸腾造粒返料比 | ≥ 50% | 葡萄糖生产 |
| 沸腾造粒进风温度 | 80℃ | 床层约50℃ |
| 沸腾造粒糖液浓度/温度 | 70% / 60℃ | 喷入前加热保温 |
第七章 · 蒸馏设备
| 项目 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 酒精发酵醪含酒精 | 6—10% | 另含几十种杂质与大量水 |
| 酒精—水共沸点组成 | x=y=0.894 摩尔比 | 即 95.57%(m/m)，沸点≈78℃ |
| 相对挥发度判据 | α≠1 可蒸馏分离 | α=1 不能分离；α 越偏离 1 越易分 |
| 酒精浓度0.1时 α | 6.96 | 浓度低 α 大、易分 |
| 酒精浓度0.894时 α | 1 | 浓度高 α→1、难提浓 |
| 酒糟含酒精要求 | ≤ 0.01% | 粗馏塔正常操作指标 |
| S形泡罩塔板流通面积 | 比普通泡罩大 2—4 倍 | 处理能力大约 50% |
| S形泡罩塔板设计年代 | 美国 1950 年 | 1980 年用于酒精工业 |
| 浮阀波纹筛板相邻板安装角 | 90° 交错 | 不设溢流管、液体分布均匀 |
| 普通筛孔板孔径 | 3—8 mm | 较适宜推荐 4—5mm |
| 大孔径筛板孔径 | 10—25 mm | 制造简单、不易堵塞；>20mm 鼓泡范围窄 |
| 浮阀板国内移植酒精工业 | 1969 年 | 1945 国外研究、1964 国内研究 |
| 斜孔板气体负荷上限 | 比浮阀板高 30—40% | 处理量大 50% 左右 |
| 斜孔板单位截面处理量 | 比筛孔板/浮阀板大 50% | 板效率高于浮阀板 |
| 成熟醪预热温度 | 60—70℃ | 利用酒精蒸汽冷凝热 |
| 分凝器数目 | 2—3 个 | 冷凝回流 |
| 成品酒精取出位置 | 塔顶以下 4—6 层塔板 | 液相取出 |
| 提取液浓度 | ≈ 60% | 其中杂醇油占 45% 左右 |
| U形管/套管长度 | ≈ 3 m | 视塔压力而定，套管 φ100/φ150 |
第八章 · 空气除菌设备
| 项目 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 空气设计含菌量 | 10³–10⁴ 个/m³ | 设计依据 |
| 发酵染菌机率 | 10⁻³ | 1000批准1–2次染菌 |
| 细菌繁殖代时 | 20–30 min | 进1个15h可达约10⁹ |
| 被滤微生物粒径 | 0.5–2 μm | 气溶胶微粒 |
| 光学法可测粒径 | 0.3–5 μm | 不能测活菌数 |
| 紫外线杀菌波长 | 2537–2650 Å | 效力最强 |
| 静电除尘效率 | 85–99% | 耗电小 |
| 静电除尘耗电 | 0.2–0.8 kW | 每1000m³/h空气 |
| 棉花纤维直径 | 16–20 μm | 深层介质 |
| 棉花网格孔隙 | 20–50 μm | 充填系数8% |
| 棉花装填密度 | 150–200 kg/m³ | 分层压紧 |
| 玻璃纤维直径 | 8–19 μm | 散装充填 |
| 超细玻纤直径 | 1–1.5 μm | 抄成滤纸 |
| 超细玻纤纸孔隙 | 0.5–5 μm | 比棉花小100多倍 |
| 超细玻纤纸效率 | 99.99% | 0.3μm/0.02m/s/30Pa |
| 石棉滤板厚度 | 3–5 mm | 蓝石棉20%+纸浆8% |
| 烧结材料孔隙 | 10–30 μm | |
| 绝对过滤膜孔径 | 0.1–0.45 μm | 小于菌体 |
| 过滤前相对湿度 | 50–60% | 进过滤器条件 |
| 两级冷却第一级 | 30–35℃ | 旋风分离大雾粒 |
| 两级冷却第二级 | 20–25℃ | 丝网分离小雾粒 |
| 高效前置过滤效率 | 99.99% | 降主过滤器负荷 |
| 旋风分离进口流速 | 15–25 m/s | 出口4–8m/s |
| 旋风分离压损 | 500–2000 Pa | 适10–200μm雾粒 |
| 丝网分离效率 | 98–99% | 可除5μm雾沫 |
| 空气冷却器流速 | 5–10 m/s | 喷淋/浸式 |
| 低速过滤器流速 | 0.025 m/s | 压损约200Pa |
| 滤芯更换阻力 | 400 Pa | 堵塞时更换 |
| 发芽控温 | ≈ 20℃ | 三要素之一 |
| 发芽通入空气湿度 | 95% 以上 | 维持麦层湿度 |
| 增湿喷嘴口径 | 2–4 mm | 压力9.8–29.4×10⁴Pa |
| 喷淋室空气流速 | 2.5–3 m/s | 高宽比1.1–1.3 |
| 循环补充空气量 | 80–90% | 循环通气法 |
公式墙
第一章 · 灭菌时间 τ
\tau=2.303\cdot\dfrac{1}{k}\cdot\log\dfrac{N_0}{N_s}
第一章 · 灭菌动力学（一级反应）★核心
\tau = 2.303\cdot\dfrac{1}{k}\cdot\log\dfrac{N_0}{N_s}
第一章 · 高温短时灭菌的理论依据★高频简答
\dfrac{d\ln k}{dT}=\dfrac{E}{RT^{2}}\qquad k=A\,e^{-E/RT}
第二章 · 全容积 V
V=\dfrac{V_0}{\varphi}
第二章 · 罐数 N
N=\dfrac{n\,t}{24}+1
第二章 · 冷却面积 F
F=\dfrac{Q}{K\,\Delta t_m},\quad Q=Q_1-(Q_2+Q_3)
第二章 · 发酵罐计算四公式★必背
V=\dfrac{V_0}{\varphi}\qquad(\varphi=\text{装液系数}=0.85\sim0.90)
第二章 · 发酵罐计算四公式★必背
N=\dfrac{n\,t}{24}+1\quad(\text{间歇发酵罐数})
第二章 · 发酵罐计算四公式★必背
Q=Q_1-(Q_2+Q_3)\quad(\text{总发酵热})
第二章 · 发酵罐计算四公式★必背
F=\dfrac{Q}{K\cdot\Delta t_m}\quad(\text{冷却面积})
第二章 · 冷却面积求解链（K 与 Δtm）
\Delta t_m=\dfrac{(t_F-t_1)-(t_F-t_2)}{\ln\dfrac{t_F-t_1}{t_F-t_2}}
第三章 · 不通气搅拌轴功率 P₀
P_0=N_P\,\rho\,N^{3}D^{5}
第三章 · 供氧速率 OTR
OTR=K_La\,(C^{*}-C_L)
第三章 · 搅拌轴功率计算
P_0=N_P\,\rho\,N^{3}D^{5},\qquad Re_M=\dfrac{\rho N D^{2}}{\mu}
第四章 · 离心分离因数 f
f=\dfrac{\omega^{2}r}{g}=\dfrac{r\,n^{2}}{900\,g}
第四章 · 离心分离因数 f★核心
f=\dfrac{r\,n^{2}}{900\,g}\ \ (\text{近似})\quad\Rightarrow\quad f=\dfrac{\omega^{2}r}{g}
第七章 · 相对挥发度 α
\alpha=\dfrac{y_A\,x_B}{y_B\,x_A}
第七章 · 拉乌尔相平衡
p=p_A^{\circ}x_A+p_B^{\circ}(1-x_A)
第七章 · 相对挥发度 α★核心
\alpha=\dfrac{y_A/x_A}{y_B/x_B}=\dfrac{y_A\,x_B}{y_B\,x_A}
第八章 · 过滤器/除菌等级估算
N_{\text{总菌}} = c_{\text{含菌量}}\times Q_{\text{风量}}\times t
名词解释速查
第一章灭菌：用物理或化学方法杀灭、除去物料或设备中一切微生物（含芽胞）的过程；微生物受热死灭属蛋白质失活变性，是一级反应。
第一章糖化：利用麦芽自身的酶或外加酶，使淀粉、蛋白质等高分子物质降解，溶出糖类、糊精、氨基酸、肽类的过程；产物为麦芽汁。
第一章浸出物：糖化后溶解到麦芽汁中的全部可溶性物质（糖、糊精、氨基酸等）的总称。
第一章高温短时灭菌：采用较高温度、较短时间完成灭菌的方式；因灭菌活化能大于养分破坏活化能，升温时杀菌速度增长远大于养分破坏速度增长，故杀菌彻底而养分损失小。
第一章·续2悬浮速度：使颗粒在垂直上升气流中恰好悬浮不动所需的气流速度；其值等于颗粒的自由沉降速度，方向相反，是气力输送的基本依据。
第二章装液系数(φ)：发酵罐内实际装液体积与罐全容积之比，一般 0.85~0.90，用于由装液量反算罐全容积。
第二章对数平均温度差(Δtm)：换热两端温差的对数平均值，用于变温传热的冷却（传热）面积计算。
第三章通风(好气)发酵：在发酵过程中持续不断向发酵液通入并溶解空气中的氧，以满足好氧微生物需氧的发酵方式。
第三章体积氧传递系数(K_La)：表征发酵罐供氧能力的综合系数，等于液膜传质系数 k_L 与单位体积气液比界面积 a 的乘积；OTR=K_La(C*−C_L)。
第三章功率准数(N_P)：搅拌功率的无因次数，N_P=P/(ρN³D⁵)，是搅拌雷诺数 Re_M 的函数，用于求搅拌轴功率。
第三章自吸式发酵罐：靠高速旋转的转子-定子系统在罐内形成负压、自行吸入空气的通风发酵罐，可省去空气压缩机。
第四章分离因数：离心分离时颗粒所受离心力与其重力之比 f=ω²r/g，表征离心机分离能力，f 越大分离越强。
第四章絮凝：加入高分子絮凝剂(如聚丙烯酰胺)，通过"架桥"作用把微小胶粒联结成大絮团以利过滤/沉降的过程。
第四章浓差极化：膜分离中被截留溶质在膜表面附近积累、浓度升高，导致有效推动力下降、透过通量减小的现象。
第四章助滤剂：加入悬浮液或预涂在过滤介质上、以降低滤饼可压缩性、提高过滤速率的惰性细粉(如硅藻土、珍珠岩粉、活性炭)。
第五章过饱和溶液：溶质浓度超过该温度饱和浓度的溶液；处于介稳区时不自发产生晶核，是结晶的必要前提。
第五章多效蒸发：将前一效产生的二次蒸汽引作后一效的加热蒸汽、串联多个蒸发器以节省加热蒸汽的蒸发方式。
第五章薄膜蒸发：使料液在加热面上形成快速流动的薄液膜进行蒸发，受热时间极短，特别适于热敏性物料的浓缩。
第五章起晶(成核)：在过饱和溶液中生成可继续长大的微小晶核的过程，方法有自然起晶、刺激起晶和晶种起晶。
第六章结合水：以物理化学方式与物料结合、蒸气压低于同温纯水、较难除去的水分；在降速干燥阶段由内部扩散控制除去。
第六章临界含水量：干燥过程中恒速阶段转入降速阶段时物料的含水量，是表面汽化控制转为内部扩散控制的分界点。
第六章恒速干燥阶段：干燥前期物料表面充分润湿、干燥速率恒定的阶段，由外部空气条件(温度、湿度、流速)控制，主要除去游离水。
第七章相对挥发度：两组分挥发系数(或 y/x 之比)的比值 α=(y_A x_B)/(y_B x_A)，表征两组分分离难易；α 越偏离 1 越易蒸馏分离，α=1 不能分离。
第七章共沸点(恒沸点)：气液两相组成相同(y=x)、沸点不再变化的点；在此点普通蒸馏不能再提高易挥发组分浓度。
第七章理论塔板：离开该塔板的气相与液相恰好达到相平衡的理想塔板，是衡量塔分离能力的基准，实际板数=理论板数/塔板效率。
第七章回流：将塔顶冷凝液一部分返回塔内(及塔底汽相上升)，使汽液在塔板上多次接触传质的操作，是精馏区别于简单蒸馏、能获得高纯产品的关键。
第八章过滤除菌：使含菌空气通过滤层、借惯性冲击、拦截、扩散、沉降、静电等作用把微生物截留在纤维上，从而获得无菌空气的除菌方法；是工业最经济实用的方式。
第八章介子(最易穿透粒径)：过滤捕集效率最低所对应的微粒粒径(约0.1–0.3μm)；大于它靠惯性拦截、小于它靠布朗扩散，该粒径最难被捕集。
第八章相对湿度：空气中实际水汽分压与同温饱和水汽分压之比；除菌流程中需将进过滤器空气的相对湿度降到50~60%以下以防介质受潮。
口诀墙
料·菌·酵·取·品发酵总流程：原料→灭菌→发酵→提取→产品
挤·冲·研·剪·劈物料破碎五法
机·气·自·伍·文五类通风发酵罐：机械搅拌/气升/自吸/伍式/文氏管
体·封·泡·搅·联·承·挡·气·热·人·变机械搅拌罐11部件
热·垢·泡·晶·腐·粘蒸发设备选型六特性
惯·拦·扩·沉·静空气过滤五种捕集机理
辐·热·静·滤空气除菌四方法（首选过滤）
自然·刺激·晶种结晶起晶三法（工业首选晶种）
倒计时复习计划——按你设的考试日期自动把章节分配到每天，重章（通风发酵·蒸馏·蒸发·空气除菌）排在前、给更多时间，最后一天留作总冲刺。勾选的进度会自动保存（刷新不丢）。