微生物工程 上课——05设备

第五章发酵设备,FermentationSettlement,发酵的一般流程,提纲,发酵类型和设备特点总论固体发酵特点液体深层厌气发酵设备机械搅拌通风发酵设备其它通气发酵罐,一、发酵类型和设备特点总论,固体发酵,液体发酵,盘曲、帘曲曲盘、帘子等，自然通风,发酵池、窖、地缸相对密闭不通风,厚层通风制曲曲箱，机械通风,旋转培养转鼓型发酵罐，机械通风,厌气发酵厌气发酵罐，密闭不通风,好气发酵密闭通风,机械搅拌通风,通风搅拌,非循环式,循环式,通用式发酵罐,自吸式发酵罐,伍式发酵罐，内循环,文式发酵罐，外循环,非循环式,鼓泡式发酵罐,塔式发酵罐,循环式空气带升式发酵罐,二、固体发酵特点,固体发酵的优点：,原料简单,不易被污染,回收产品容易,通气较易实现，节能,发酵废料可用作饲料,三、液体深层厌气发酵设备,酒精发酵罐的结构,四、通风发酵设备,发酵罐的基本条件适宜的径高比（高与直径的比值为2.54）能承受一定压力、温度搅拌通风装置保证气液充分混合具有足够的冷却面积死角少，灭菌彻底轴封严密，泄漏少,机械搅拌通风发酵罐,通用式发酵罐的基本结构,四、机械搅拌通风发酵罐,发酵罐的搅拌器功能：打碎空气（径向），使发酵液充分混合（轴向）类型：平叶式、弯叶式、剑叶式叶片数量：一般6片，最少3片，,四、机械搅拌通风发酵设备,发酵罐的换热装置夹套式换热装置：结构简单，死角少，利于灭菌，降温效果较差，适用于小型发酵罐。竖式蛇管换热装置：降温效果较好，节水。竖式列管（排管）换热装置：降温效果好，但要求水源充足。,四、机械搅拌通风发酵设备,泡沫成因：充气产生泡沫微生物代谢气体形成泡沫泡沫的产生与培养基性质有关（蛋白质原料、蜜糖水解原料，淀粉水解不完全时易发泡）泡沫过多的危害使装量减少，或造成跑液，使产量降低；通过轴封泄漏，污染设备，增加染菌机会；影响通气搅拌的进行，造成减产或菌体提前自溶。,四、机械搅拌通风发酵设备,消泡方法：改变培养基成份，减少通气，选育新生产株化学法：添加消泡剂（油类等），应用面广机械法：靠机械强烈振动，压力的变化，使气泡破裂，或借助机械力将排出气体中的液体加以分离回收,四、机械搅拌通风发酵设备,化学消泡法机理：由于消泡剂本身的表面张力较低，当其与气泡膜表面接触时，使气泡膜局部的表面张力降低，从而使气泡破裂。消泡剂的特点：是表面活性剂，具有一定的亲水性，溶解度较小，无毒，不干扰溶氧、pH值等测定仪表的使用，来源广，价廉。缺点：1、消耗多种油类或化工原料;2、使发酵液中氧的吸收减少1/5-1/3。,四、机械搅拌通风发酵设备,工业上常用的消泡剂天然油脂类高碳醇、脂肪酸和酯类聚醚类硅酮类（聚硅油类）消泡剂的增效增强消泡剂的散布：载体增效、乳化增效、并用增效,四、机械搅拌通风发酵设备,机械消泡优点：节省原料、减少了染菌机会缺点：不能从根本上消除引起气泡的原因，不如化学消泡迅速可靠，需设备，耗能。机械消泡装置的选择依据：动力小、结构简单、坚固耐用、清洁（杀菌）容易、维修（保养）费用少,四、机械搅拌通风发酵设备,机械消泡方法罐内消泡：在发酵罐内消除泡沫耙式消泡桨、碟式消泡器等罐外消泡：将泡沫引出发酵罐外，消泡后在返回罐内旋转叶片消泡器、离心式消泡器等,四、机械搅拌通风发酵设备,耙式消泡桨,偏心式刮板消泡器,四、机械搅拌通风发酵设备,碟片式消泡器优点：消泡能力强，功耗小缺点：结构复杂，加工麻烦,四、机械搅拌通风发酵设备,旋转叶片罐外消泡,四、机械搅拌通风发酵设备,离心力罐外消泡,四、机械搅拌通风发酵罐,发酵罐的挡板联轴器和轴承空气分布装置轴封,五、其它通气发酵罐,自吸式发酵罐非循环机械搅拌,五、其它通气发酵罐,伍式发酵罐（循环机械搅拌）,五、其它通气发酵罐,带升式发酵罐（循环通气搅拌）,五、其它通气发酵罐,塔式发酵罐（非循环通气搅拌）,本章知识结构,液体发酵罐,液体深层发酵罐,通气发酵罐,机械搅拌通气发酵罐,搅拌单元,冷却单元,消泡单元