培养基的制备设备

1、第第2 2章章 培养基制备设备培养基制备设备 一、糊化锅一、糊化锅 二、糖化锅二、糖化锅 三、过滤槽三、过滤槽 四、煮沸锅四、煮沸锅 2.12.1 培养基制备设备培养基制备设备 糖化车间工作任务糖化车间工作任务 u辅助原料的辅助原料的糊化糊化 u主辅原料的主辅原料的糖化糖化 u糖化醪液的糖化醪液的过滤过滤 u麦芽汁的麦芽汁的煮沸煮沸 设备组合方式设备组合方式 u两器组合：两器组合：糖化锅兼过滤槽、糊化锅兼煮沸锅糖化锅兼过滤槽、糊化锅兼煮沸锅 u四器组合：四器组合：糊化锅、糖化锅、过滤槽、煮沸锅糊化锅、糖化锅、过滤槽、煮沸锅 u六器组合：六器组合：在四器的基础上，增加一只过滤槽在四器的基础上，增

2、加一只过滤槽 和一只煮沸锅和一只煮沸锅 一、糊化锅一、糊化锅 图2-34 糊化锅 大米粉进口 2-热水进口 3-搅拌器 4-加热蒸汽管进口 5-蒸汽冷凝水出口 6-糊化醪出口 7-不凝性气体出口 8-耳架 9-麦芽粉液或糖化醪入口 10-环形槽 11-污水排出口管 12-风门 大 米 粉 热 水 污水 糖 化 醪 1 2 3 4 7 9 8 12 11 10 作用：作用：加热煮沸加热煮沸 辅助原料辅助原料 使淀粉液化使淀粉液化 构造：构造：锅底夹套间接加热锅底夹套间接加热 搅拌器靠近传热面搅拌器靠近传热面 弧形顶盖接升气筒弧形顶盖接升气筒 环形集水槽环形集水槽 二、糖化锅二、糖化锅 作用：作用

3、：使麦芽粉与水混合使麦芽粉与水混合 保持一定温度进行保持一定温度进行 蛋白质分解和淀粉蛋白质分解和淀粉 糖化糖化 构造：构造：搅拌器靠近锅底搅拌器靠近锅底 弧形顶盖接升气筒弧形顶盖接升气筒 环形集水槽环形集水槽 三、过滤槽三、过滤槽 冷凝水出 1/2蒸汽进1/2蒸汽进 出料进料 冷热水 进口 冷 凝 水 出 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 图2-38 糖化醪过滤槽 1-油压缸 2-出槽口 3-减速箱 4-变速箱 5-耕槽装置 6-电动机 8-射水槽 9-槽体 10-入孔双拉门 11-入孔单拉门 12-槽盖 13 下粉筒 14 排汽管 15-筒形风帽 6 平底

4、筛过滤槽平底筛过滤槽 作用：作用：用于糖化醪用于糖化醪 液的过滤液的过滤 类型：类型： u平底筛过滤槽平底筛过滤槽 u快速过滤槽快速过滤槽 快速过滤槽快速过滤槽 四、煮沸锅四、煮沸锅 麦汁出口 麦汁入口 冷热水进口 冷 凝 水 出 1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 图2-37 麦牙煮沸锅 1-电动机 2-减速箱 3-出料阀 4-搅拌装置 5-锅体 6-液量标尺 7-入孔双拉门 8-锅盖 9-排气管 10-筒形风帽 11-入孔单拉门 夹套加热式夹套加热式 煮沸锅煮沸锅 作用：作用： u煮沸和煮沸和浓缩浓缩麦芽汁，麦芽汁， 使麦汁达到要求浓度使麦汁达到要求浓度 u浸出浸出酒花中的苦味及酒

5、花中的苦味及 芳香物质芳香物质 u加热凝固蛋白质、加热凝固蛋白质、灭灭 菌、灭酶菌、灭酶 类型：类型：夹套加热夹套加热 内加热式内加热式 外加热式外加热式 有列管式内加有列管式内加 热器的煮沸锅热器的煮沸锅 具两段内加具两段内加 热器的煮沸锅热器的煮沸锅 煮沸锅与外加热煮沸锅与外加热 器的组合方式器的组合方式1 煮沸锅与外加热煮沸锅与外加热 器的组合方式器的组合方式2 2.1.2 2.1.2 葡萄糖制备设备葡萄糖制备设备 一、酸解设备一、酸解设备 二、酶解设备二、酶解设备 制糖方法制糖方法 l酸解法酸解法 l酶解法酶解法 l酸酶结合法酸酶结合法 一、酸解设备一、酸解设备 加压水解糖化罐加压水解

6、糖化罐 6 1 2 3 4 5 蒸汽 蒸汽 图2-39 糖化罐构造图 1-淀粉乳管 2-喷出管 3-蒸汽排出管 4-安全阀 5-入孔 6-酸管 管道水解糖化设备管道水解糖化设备 l用蒸汽加热后的淀粉乳流过管道，使淀粉用蒸汽加热后的淀粉乳流过管道，使淀粉 乳糊化、糖化乳糊化、糖化 2 35 6 7 4 蒸汽 蒸汽 糖化液 淀粉 酸 水 图2-40 直接加热式管道糖化设备 1-混合桶 2-加热器 3-进料罐 4-放料阀 5-急骤蒸发器 6-糖化管 7-泵 2 3 6 5 4 中和区 蒸汽 糖 化 液 冷 却 水 蒸 汽 溶液 Na CO 图2-41 糖化管道示意图 1-淀粉乳 2-泵 3-糖化管

7、4-阀 5-急骤蒸发器 6-加热管 淀 粉 乳 蒸汽 o o o 图2-42 间接式加热管构造示意图 淀 粉 乳 酸 蒸汽 4 糖化液 3 2 蒸汽 图2-43 糖化管设备示意图 1-搅拌器 2-糖化管 3-急骤蒸发器 4-阀 5-加热器 6，7-泵 1 76 5 二、酶解设备二、酶解设备 l分为液化和分为液化和 糖化两步糖化两步 液化液化 u升温液化法升温液化法 u高温液化法高温液化法 u喷射液化法喷射液化法 液化桶 喷射液 化器 进料桶 淀粉乳桶 出料控制 蒸汽 温度控 制 淀粉乳 图2-45 喷射液化设备流程图 喷射液化器构造喷射液化器构造 加 热 处 理 真 空 快 速 冷 却 淀 粉

8、 乳 液 化 酶 蒸 汽 冷 却 水 液 化 冷 却 糖 化 酶 酸 泵 蒸 汽冷 凝 水 液 化 酶 糖 化 过 滤 图2-48 管 道3-段 连 续 液 化 流 程 图 糖化糖化 M M 1 2 3 4 5 66 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 水 蒸气 淀 粉 碱 液 氯 化 钙 淀 粉 酶 回流 糖化酶 图2-49 双酶法制糖工艺流程图 1-调浆配料槽 2，8-过滤器 3，9，14，17-泵 4，10-喷射加 热器 5-缓冲器 6-液化层流罐 7-液化液贮槽 11-灭酶罐 12-板 式换热器 13-糖化罐 15-压滤机 16-糖化暂贮槽 18-贮糖槽

9、压压 紧紧 板板 中间隔板中间隔板 和接管和接管 支架支架 固定板固定板 换热板换热板 密封垫片密封垫片 冷热冷热 流体流体 进出进出 管口管口 压紧螺杆压紧螺杆 罐式连续蒸煮糖化流程罐式连续蒸煮糖化流程 20 10 图2-17 管式连续蒸煮设备流程图 18 17 16 19 11 7 6 15 12 13 14 1 2 8 9 5 4 3 1-1-输送机输送机 2- 2-斗式提升机斗式提升机 3- 3-贮料斗贮料斗 4- 4-锤式粉碎机锤式粉碎机 5- 5-螺旋输送机螺旋输送机 6- 6-粉浆罐粉浆罐 7- 7-泵泵 8- 8-预热锅预热锅 9-9-近料控制阀近料控制阀 10- 10-过滤器

10、过滤器 11- 11-泥浆泵泥浆泵 12- 12-单向阀单向阀 13- 13-三套管加热器三套管加热器 14- 14-蒸煮管道蒸煮管道 15-15-压力控制阀压力控制阀 16- 16-后熟器后熟器 17- 17-蒸汽分离器蒸汽分离器 18- 18-真空冷凝器真空冷凝器 19- 19-蒸汽冷凝器蒸汽冷凝器 20- 20-糖化锅糖化锅 管式连续蒸煮糖化流程管式连续蒸煮糖化流程 3 图2-15 柱式连续蒸煮流程图 1-粉浆罐 2-泵 3-加热器 4-缓冲器 5-柱子 6-后熟器 1 2 4 5555 5 66 柱式连续蒸煮糖化流程柱式连续蒸煮糖化流程 发酵罐发酵罐 蒸汽蒸汽 蒸汽蒸汽 冷却水冷却水

11、无菌培养基无菌培养基 预热罐预热罐 连消泵连消泵 加热器加热器 维持罐维持罐冷却管冷却管 连续灭菌的基本设备连续灭菌的基本设备 配料罐配料罐 送料泵送料泵 2.2 培养基的灭菌及冷却设备 连续灭菌的流程与设备连续灭菌的流程与设备 （1 1）配料预热罐，）配料预热罐，将配制好的料液预热到将配制好的料液预热到7575 90 90 以免连续灭菌时由于料液与蒸汽温度相差过大而产生以免连续灭菌时由于料液与蒸汽温度相差过大而产生 水汽撞击声；水汽撞击声； （2 2）加热器，）加热器，用高温蒸汽使料液用高温蒸汽使料液温度很快升高到灭温度很快升高到灭 菌温度（菌温度（130130 140140），目前使用最广

12、泛的加热器有），目前使用最广泛的加热器有 塔式加热器和喷射式加热器。塔式加热器和喷射式加热器。 塔式加热器塔式加热器用内外两根管子套合组成，内管开有45向下倾斜的 小孔，孔径一般为6mm，蒸汽由此喷出。小孔在导入管上的分布是 上稀下密，使蒸汽较为均匀。培养基由塔底进入，与 小孔中喷出的 蒸汽连续混合后在塔上部流出。培养基在塔内停留时间一般取 2030s；线速度要求0.1m/s。这种连消塔比较高大，钻孔、加工、 安装等均不便。 塔式加热器塔式加热器 喷射式加热器喷射式加热器 改进后的喷射式加热器喷射式加热器，培养基以较高流速从中间管喷入， 蒸汽从管外环隙同时喷入，在器内进行混合，为了增加混合 效

13、果，器内设置一块弧形挡板。 （3 3）维持罐，）维持罐，由于加热器加热的时间很短，光由于加热器加热的时间很短，光 靠这段时间的灭菌是不够的，维持罐起保温灭靠这段时间的灭菌是不够的，维持罐起保温灭 菌作用，使加热后的培养基在维持设备中保温菌作用，使加热后的培养基在维持设备中保温 停留一段时间，以达到灭菌目的。要求该设备停留一段时间，以达到灭菌目的。要求该设备 物料返混要小，外壁用保温材料保温。物料返混要小，外壁用保温材料保温。 （4 4）冷却设备，）冷却设备，培养基在完成灭菌后，要求快速培养基在完成灭菌后，要求快速 冷却到发酵工艺规定的温度。冷却设备要求严密冷却到发酵工艺规定的温度。冷却设备要求

14、严密 性好，冷却效率高。目前工业化微生物发酵企业性好，冷却效率高。目前工业化微生物发酵企业 都采用都采用真空冷却器、喷淋冷却器和螺旋板换热器真空冷却器、喷淋冷却器和螺旋板换热器。 冷却器内是真空，培养基进 入后，压力骤降，急速蒸发， 所产生的二次蒸汽从顶部抽 汽管排走，培养基由于蒸发 产生大量蒸汽，消耗了培养 基大量的热能，于是培养基 温度在瞬息间降低到与器内 真空度相对应的沸点温度为 止。培养基最终被冷却的温 度取决于设备操作的真空度。 真空式冷却器 喷淋式冷却器 最上端有个淋水槽，冷 却水从淋水槽中溢出， 沿着檐板淋到最上层冷 却器直管，然后一层一 层往下流，高温培养基 由底端进，上端出。

15、 由两张薄板平行卷制而成， 形成了两个均匀的螺旋通道， 两种传热介质可进行全逆流 流动，大大增强了换热效果， 即使两种小温差介质，也能 达到理想的换热效果。一般 一对进出口在圆周边上，另 一对进出口则设在圆鼓的轴 心上。 螺旋板换热器 喷射加热连续灭菌流程喷射加热连续灭菌流程 空罐灭菌空罐灭菌 v培养基的灭菌如果是采用连续灭菌法，则发酵罐应在 加入灭菌的培养基前先行单独灭菌。 v定义：空罐灭菌也称空消空消。无论是种子罐、发酵罐、 还是消泡罐，当培养基（或物料）尚未进罐前对罐进 行预先灭菌，称为空罐灭菌。 优优 点点缺缺 点点 连连 续续 灭灭 菌菌 1.1.高温短时灭菌，培养基高温短时灭菌，培养基 营养成分损失少。营养成分损失少。 2.2.发酵罐占用时间缩短，发酵罐占用时间缩短， 利用率高。利用率高。 1.1.设备复杂，操作麻烦设备复杂，操作麻烦, , 染菌机会多。染菌机会多。 2.2.不适合含大量固体物不适合含大量固体物 料的灭菌。料的灭菌。 间间 歇