发酵工程与设备.doc

发酵工程与设备1、 双边发酵：若代谢产物的生成和微生物的生长是同时进行的，即俗称双边发酵。2、 升膜式蒸发器：形成的液膜与蒸发的气流的方向相同，由下而上的并流上升。3、 制冷剂：制冷系统中借以吸取被冷却介质的热量并将热传递给水或空气循环的工质。蒸汽制冷机中的制冷剂是在液相对蒸发来吸取被冷却介质的热量的。4、 溶质的结晶：溶液中的溶质含量超过它饱和溶液中的溶质含量时，溶质质点间的引力起着主导作用，它们彼此靠拢，碰撞，聚集放出能量，并按一定规律排列而析出，这就是结晶过程。5、 沸腾干燥法：是利用流态化技术，即利用热的空气使孔板上的颗粒状物料流化沸腾状态，使水分迅速汽化达到干燥目的。6、 气升式发酵设备：罐内分为上升管和下降管，含气率多的培养基比重小，向上升。含气率少的培养基比重大，由于在罐内外的液体比重不同，而产生压力差，推动陪样液在罐内循环。上升罐和下降罐的布置可以装在罐外，称为外循环，也可以装在罐内，称为内循环。7、 超过滤：对溶液中大小不同的溶质分子进行过滤的操作称为超过滤。8、 降膜式蒸发器：形成的液膜与蒸发的气流的方向相同，由上而下并流下降。9、 气流喷雾法：此法是依靠压力为0.250.6MPa的压缩空气喷咀时产生的高速度，将液体吸出并被雾化。由于此种喷咀孔径较大，一般在14mm，故能够处理悬浮液和粘性较大的液体。10、载冷剂：采用间接冷却方法进行制冷所用的低温介质（如盐水）称为载冷剂。11、麦格纽斯效应：在管中心线下侧的颗粒，由于自身的旋转运动，使颗粒上方气流局部加速，颗粒下方的气流局部减速，即在颗粒上下方之间有一个气流速度差，相应产生一个压强差，该压强差形成的作用力方向自管底指向中心。这种作用也称麦格纽斯效应。12、气升式发酵罐：罐内分为上升管和下降管，含气率多的培养基比重小，向上升。含气率少的培养基比重大，由于在罐内外的液体比重不同，而产生压力差，推动陪样液在罐内循环。上升罐和下降罐的布置可以装在罐外，称为外循环，也可以装在罐内，称为内循环。13、刺激结晶法：将溶液用蒸发浓缩的方法排除部分溶剂，使溶液浓度进入过饱和介稳定区，然后将溶液放出，使溶液受到突然冷却，进入不稳定区，溶液受到这样突然改变温度的刺激，而自行结晶生成晶核。14、离心喷雾法：此法是利用在水平方向作高速旋转的圆盘给予溶液以离心力，使其高速甩出，形成薄膜、细丝或液滴，同时又受到周围空气的摩擦，阻碍与撕裂等作用形成细雾。15、制冷剂：制冷系统中借以吸取被冷却介质的热量并将热传递给水或空气循环的工质。蒸汽制冷机中的制冷剂是在液相对蒸发来吸取被冷却介质的热量的。4、CIP系统：是Clean In Place的简称，意即内部清洗系统。9、升降膜式蒸发器：将同一蒸发器的加热管分成两程，溶液先以升膜式进行蒸发，再以降膜式进行蒸发。3、压力喷雾法：此法是利用往复运动的高压泵，以520MPa的压力将与体从直径为0.51.5mm喷孔喷出。分散成50150微米的液滴。发酵工厂有用于酵母粉的喷雾干燥。但因高压泵的加工精度及材料强度都要求比较高，喷咀易磨损、堵塞，对粒度大的悬浮液不适合。17、载冷剂：采用间接冷却方法进行制冷所用的低温介质（如盐水）称为载冷剂。5、气升式发酵设备：罐内分为上升管和下降管，含气率多的培养基比重小，向上升。含气率少的培养基比重大，由于在罐内外的液体比重不同，而产生压力差，推动陪样液在罐内循环。上升罐和下降罐的布置可以装在罐外，称为外循环，也可以装在罐内，称为内循环。1、 磁铁分离器可由（永久磁铁）或（电磁铁 ）组成。2、 气流输送设备可分为（真空输送）、（压力输送）和（真空压力输送）三种形式。3、 阿累尼乌斯方程的表达式是（dlnk/dTE/RT2 ）。4、 连续糖化罐的作用是连续地把（糊化酪）与水稀释，并与液体曲或糖化酶混合，在一定温度下维持一定的时间，保持流动状态，以利于酶的活动。5、 空气除菌的方法有（ 介质过滤除菌）、热杀菌、静电除菌、辐射除菌等。6、 机械搅拌发酵罐挡板的作用是防止液面中央产生（涡流）、提高溶解氧。7、 发酵工厂中常用的筛选机械主要是（振动筛）和（转动筛）。8、 球磨机主要由（转筒）与（硬质球体）组成。9、 常用的空气除尘器由（油浴洗涤器）、袋滤器和（水雾除尘器）。10、 螺旋输送机的结构主要有（机槽）、螺旋、轴及轴承组成。8、连消塔是培养液（高温短时）连续灭菌设备。9、10、啤酒厂糖化车间按其主要糖化设备的数目可分为（两锅式）、（ 四锅式 ）和六锅式。11、中国大多数味精厂水解淀粉为葡萄糖，多采用（酸）法生产。12、浸麦槽的分布管的旋转方向与混合物喷射方向（相反 ）麦芽发芽设备的类型分为（地板式 发芽和通风式发芽）两大类。13、Saladin箱由发芽箱和（ 空调室）两部分组成。14、15、空气含菌量的测得一般采用培养法或（ 培养法或光学 ）法测定其近似值。16、静电除菌装置按其对菌体微粒的作用可分为电离区和（捕集）区。17、要保持过滤器有比较高的过滤效率，应维持一定的（ 气流速度 ）和不受油、水的干扰。18、安装在空气压缩机之前的过滤器，主要作用是捕集较大的（灰尘颗粒），防止压缩机受损。19、空气储罐的作用之一是消除压缩机排出空气量的（动脉），维持稳定的空气压力。20、空气压缩系统中气液分离器的作用是分离空气中被冷凝成雾状的（水雾 ）和油雾粒子。21、啤酒发酵的后发酵槽主要完成（.嫩啤酒 ）的继续发酵，并饱和二氧化碳，促进啤酒的稳定、澄清和成熟。22、连续发酵的方式是从单罐连续发酵发展到多罐的（ 串联）连续发酵。23、啤酒连续发酵的方式主要有（塔式连续 ）发酵和多罐式连续发酵。通风发酵罐有鼓泡式、（气升式 ）、（机械搅拌式）自吸式、喷射自吸式和溢流喷射自吸式等多种类型。25、消泡器的种类有（锯齿式）梳式、孔板式、旋桨梳式等。26、空气分布器装置的有单管及（环形）等。27、发酵罐液体的溶氧速率以及气液固相的混合强度与单位体积液体中输入的（搅拌功率）有关。28、非牛顿型的发酵液的流体类型分为塑性流体、拟塑性流体和（涨塑性）流体。29、发酵液中氧的溶解浓度愈高，溶解速率（越小）。30、常用的过滤设备有常压过滤机、加压过滤机和（真空过虑机）三种。31、离心机的主要部件是由（转鼓芯 ）、转鼓罩和转轴组成。1、 啤酒厂粉碎麦芽和大米的设备是（ 4 ） 球磨机盘磨机锤式粉碎机辊式粉碎机2、带式输送机托辊的间距与带宽和所运送的物料有关，当物品为大于20kg的成件物品时，间距应不大于物品在运输方向的长度的（ 1 ）1/21/31/41/53、培养基灭菌时, 生产上允许杂菌污染的最低要求是多少罐中只残留1个活菌。（ 4 ）10100100010004、热麦芽汁冷却至前发酵温度为（ 3 ）1235679105、淀粉水解条件是压力为0.250.26MPa（表压），pH值为（ 1 ）1.5左右2.0左右2.5左右3.0左右6、麦芽发芽过程中空气调节的目的之一是获得相对湿度为多少的湿空气（ 4 ）7080901007、发酵对空气无菌程度的要求是1000次发酵周期所用的无菌空气只允许多少次（ 1 ）12次23次34次45次8、通常要求压缩空气的相对湿度为多少时通过过滤器为最好（ 3 ）30404050506060709、下列哪种发酵产品是属于好氧发酵产物（ 4 ）啤酒丙酮丁醇溶剂酒精抗生素10、旋风分离器对于分离多大的微粒的效率比较好（ 3 ）5m以下8m以上10m以上15m以上11、CIP清洗系统的英文全称是（ 1 ）Clean In PlaceClean In PlantCheck In PlaceCheck In Plant12、Universeal型发酵罐的高径比（ 2 ）1:11:11.31:11.51:11.813、发酵罐装料容积系数一般为（ 3 ）0.40.70.50.80.60.9大于0.8514、麦芽干燥时混合室的温度应达到多少度（ 4 ）50606065657070751、 简述连续灭菌的优点。答：（1）提高产量。与分批灭菌相比培养液受热时间短，可缩短发酵罐周期，同时培养基成分破坏少。 （2）产品质量较易控制。 （3）蒸汽负荷均衡，锅炉利用率高，操作方便。 （4）适于自动控制。 （5）降低劳动强度。2、 气流输送物料式，颗粒受到哪几种作用力。 答：受到重力、浮力和阻力的作用3、 空气除菌时静电吸附除菌的作用机理是什么？ 答：利用静电引力吸附带电粒子而达到除菌的目的。悬浮于空气中的微生物、微生物孢子大多带有不同的电荷、没有带电荷的微粒在进入高压静电场时都会被电离变成带电微粒，但对于一些直径很小的微粒，它所带的电荷很小，当产生的引力等于或小于气流对微粒的拖带力或微粒布朗扩散运动的动量时，则微粒就不能被吸附而沉降，所以静电除尘对很小微粒效率较底。静电除菌装置按其对菌体微粒的作用可分成电离区和捕集区。4、 空气过滤除菌的机理有哪些？ 答：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。5、 简述CIP清洗程序的步骤。 答：1）预冲洗；2）在罐底被冲干净后，用足量的水充入CIP的供应及返回管线，改变系统进行碱预洗，自动地将清洗剂加入供水中，使清洗剂成为一种氯化了的碱性洗涤剂；3）中间冲洗；4）从气动器来的空气流入罐顶的固定喷头，然后进行三次清水的喷冲，从罐顶沿罐的四周冲洗下来：5）进行碱喷冲；6）用水清洗，将残留于罐表面及管线中的碱液冲洗干净；7）最后用酸性水冲洗循环，以中和残留的碱性，放走洗水，使罐保持弱酸状况。6、 带升式发酵罐的工作原理 答：在罐外装设上升管，上升管两端与罐底及罐上部相连接，构成一个循环系统。在上升管的下部装设空气喷嘴，空气以250300m/s的高速度喷入上升管，使空气分割细碎，与上升管的发酵液比重较小，加上压缩空气的功能，使液体上升，罐内液体下降进入上升管，形成反复的循环7、 薄板热交换器的优点是什么？ 答：1）在阻力小的情况下，可以有较大的传热系数2）设备结构紧凑，占地面积小，由于板片间隙只有28mm而板片表面的波纹又大大增加了有效换热面积，所以单位容积中的换热面积很大3）操作、维修、拆装、清洗、检查方便，卫生条件好，设备的适应性和灵活性大4）可根据需要增减传热面积，加热、杀菌、热回收、冷却等几个过程均可在同一设备中进行。8、 空气过滤时常用的过滤介质有哪些？ 答：1）棉花2）玻璃纤维3）活性碳4）超细致纤维纸超细致纤维纸5）石棉滤板6）烧结材料过滤介质7）新型过滤介质。9、 旋风分离器的优点和结构要求是什么？ 答：优点是：结构简单，制造方便。结构要求：1）直径不要太大2）进口的气流速度要适当。10、机械搅拌发酵罐必须满足的基本条件是什么？答：1）具有适宜的径高比2）能承受一定压力3）搅拌通风装置能使气泡分散细碎，气液充分混合，保证发酵液必须的溶解氧4）具有足够的冷却面积5）内部应抛光6）搅拌器的轴应严密，尽量减少泄露。11、通风机械搅拌发酵罐的主要部件有哪些？答：罐身、搅拌器、轴封、打泡器、联轴器、中间轴承、空气吹泡管（或空气喷射器）挡板、冷却装置、人孔及视镜等。12、自吸式发酵罐的优点是什么？答：1）节省空气净化系统中的空气压缩机及其辅助设备，减少厂房占地面积2）减少设备投资费用30%3）设备便于自动化、连续化，降低劳动强度，减少劳动力4）气泡小，气液因均匀接触，溶氧系数高5）酵母发酵周期短，发酵液中酵母浓度较高。13、发酵时泡沫形成的因有哪些？答：1）通风的气流被搅拌器打散而成2）微生物的菌体代谢过程产生的气体集结而成3）含蛋白的原料容易产生泡沫4）淀粉质原料水解不完全5）糖蜜含有胶体发酵时泡沫较多6）发酵过程中，由于含有蛋白质高，自溶等均使泡沫增加14、发酵罐设计的基本原则有哪些？答：1）发酵系统的已灭菌部分与未灭菌部分之间不应直接连通2）尽量减少法兰连接3）尽可能采用全部焊接结构4）防止死角、裂缝5）发酵系统的某些部分能单独灭菌6）与发酵罐相通的任何连接都应蒸汽密封7）所有阀门应易于清洗、维修和灭菌8）发酵罐应始终保持正压以排除渗漏9）几乎所有的发酵罐都由玻璃或不锈钢制成10）多数发酵罐的底部和顶部都是碟形或椭圆形11）采用底式搅拌轴12）发酵罐的功率输入为：小罐为810W/L中型罐为35W/L 大型罐为13W/L15、蒸发设备应满足的哪些要求？答：1）溶液的浓缩比恰当2）传热良好3）结构合理紧凑4）动力消耗小5）易于加工制造维修方便。16、制冷剂必须满足哪些要求？答：1）热力学上的要求，沸腾温度要低，冷凝压力不超过1.21.5MPa（绝对），单位容积产量应尽可能大，比重和黏度应尽可能小，导热和散热系数高，蒸发比容要小，蒸发潜热大、凝固点愈低而临界温度愈高愈好；2）物理化学上的要求，使蒸发器的传热系数降低，避免制冷系统中形成冰塞，对金属不应有腐蚀作用，高温不分解，不燃烧爆炸；3）生理上的要求，不应有毒性、窒息性及刺激作用；4）经济上的要求，制冷剂应易于取得，价格低廉。1、采用一台连续灭菌设备，培养液流量为18m/h，发酵罐装料量为36m，原始距数为10个/ml，要求N10个/，灭菌温度为398K,查图的此时的反应速度常数k11min，试求维持时间和维持罐容积。解：发酵罐培养液原有菌数：N=36*106*103*103=3.6*1013（个/罐）由公式得：维持时间=2.303*1/k*lgN0/Ns =2.303*1/11*lg3.6*1013/10-3 =2.303*16.56/11 =3.47（min）则：V=v*维持时间/60*充满系数=18*3.47/60*0.9=1.157（m3）2、某啤酒厂一次性糖化的糖化锅中投入麦芽粉1160kg，酶100kg的麦芽粉糖化用水为420kg，一次糖化在糊化锅投入麦芽粉254kg，同时投入大米粉762kg，每100kg投料（包括大米粉和麦芽粉）用水430kg，计算锅的容积及基本尺寸（设糊化锅煮沸时，每小时蒸发5的水分，操作时第一次煮沸15min，大米粉和麦芽粉的含水量均为11，糖化醪液相对密度1.07，糖化锅充满系数为0.7，平底糖化锅径高比D/H=2:1）。 解：糊化锅投料量=762+254=1016（kg）糊化醪量=1016*（1+430/100）=5384.8（kg）设糊化锅沸腾时，每小时蒸发5%的水分，操作时第一次煮沸15min，则蒸发量=5384.8*5/100*5/60=67.31（kg） 第一次煮沸后糊化醪量=5384.8-67.31=5317.49（kg）糖化醪量=1160*（1+420/100）=6032（kg）第一