发酵与酿造的主要设备课件(PPT 48页).ppt

1、发酵和酿造的主要设备，1生物反应材料加工和输送设备，2通风发酵设备，3空气净化和灭菌设备，4灭菌设备，5产品分离和提取设备，通风发酵罐，类型：通风发酵罐，机械搅拌发酵罐工作原理结构和几何尺寸溶氧率，通风和搅拌传热，气升式发酵罐工作原理典型气升式发酵罐，自吸式发酵罐，机械搅拌，自吸式射流，自吸式溢流射流，通风固相发酵罐，操作，机械搅拌发酵罐(TRC)， 工作原理：利用机械搅拌器的作用，使空气和发酵液充分混合，促进发酵液中的氧气溶解，从而保证微生物生长、繁殖和发酵所需的氧气供应。 (1)具有合适的直径与高度之比；(2)能够承受一定的压力；(3)确保必要的溶解氧；(4)有足够的冷却面积；(5)尽量减

2、少死角，彻底消毒，避免细菌污染；(6)轴封紧密。机械搅拌发酵罐，发酵罐基本条件：机械搅拌发酵罐，大型发酵罐结构，单轴密封；2，20-人孔；三阶梯；4-耦合；5-中间轴承；6-温度计接口；7-搅拌叶轮；8-进气管；9-卸料口；10-底部轴承；11-热电偶接口；12-冷却管；13-搅拌轴；14-采样管；15轴承座；16驱动皮带；17-电机；18-压力表；19-采样端口；21-进料口；22-进料口；23-空气出口；24-回流口；25-视力眼镜；图2.1大型发酵罐结构图、机械搅拌发酵罐结构图、机械搅拌发酵罐结构图、小型发酵罐结构图、小型发酵罐结构图、机械搅拌发酵罐结构图、自动玻璃发酵罐结构图、玻璃搅拌

3、发酵罐结构图、不锈钢搅拌发酵罐结构图，材质为碳钢或不锈钢。为了满足工业要求并在一定的压力和温度下运行，储罐是一种耐压耐温容器，通常要求能承受130和0.25兆帕(绝对压力)。机械搅拌发酵罐，罐体，内压下壁厚：外压下壁厚：搅拌器和挡板，搅拌器：平叶片型，弯叶片型，箭头叶片型涡轮型和推进型；它的功能是打破气泡，溶解发酵液中的氧气。从搅拌程度来看，平叶片涡轮最剧烈，功耗最大，其次是弯叶片和箭叶片。为了便于拆卸和组装，大型搅拌器可以制成两半并用螺栓固定成一个整体。图2.6发酵罐搅拌叶轮结构图1-六直叶片涡轮式；2-推动3-Lightnin A-315，图2.7不同搅拌器、挡板的流动模式：改变液体流动方

4、向，从径向流动到轴向流动，以促进液体剧烈转动，增加溶解氧。通常，挡板宽度为(0.1 0.12) d，可安装46块挡板以满足全挡板条件。所谓的“全挡板状态”是指在轴功率保持不变的情况下，以一定的速度添加油箱中的附件。要达到全挡板条件，必须满足以下要求：机械搅拌发酵罐、无挡板搅拌器形成的流型、带挡板搅拌器形成的流型、机械搅拌发酵罐、轴封、填料箱轴封：由填料箱、填料底衬、填料压盖和压紧螺栓组成零件，使转轴达到密封效果。功能：密封水箱顶部或底部与轴之间的间隙，防止泄漏和杂菌污染。端面轴封也称机械轴封：密封功能是使动环和静环的垂直轴的光滑面相互靠近，并作相对转动，实现密封。常用的轴封包括填料函轴封和端面

5、轴封。图2.12双端密封轴、密封圈、搅拌轴、罐、齿轮箱、传动齿轮箱、机械搅拌发酵罐和空气分配器的功能：吹无菌空气并均匀分配。分配装置有单管和环形管等。常用的分配装置是单管。当空气从分配管上升时，它被搅拌器打碎成小气泡，并与发酵液充分混合环形布管装置的空气分散效果不如单管布管装置。同时，它很少使用，因为喷嘴很容易堵塞。通风管道的风速一般为20m/s.为了防止吹管吹出的空气直接撞击罐底，加速罐底的腐蚀，在空气分配器下部的罐底上焊接了一个不锈钢加强件。空气分布器、机械搅拌发酵罐、消泡装置是一种安装在发酵罐转轴上部或发酵罐排气系统上的装置，可以将泡沫破碎或将泡沫分离成液相和气相，从而达到消泡的目的。两

6、种消泡方法： (1)加入化学消泡剂；(2)化学消泡剂采用机械消泡装置：植物油，如玉米油、大豆油；动物脂肪和油，如猪油；大分子化合物。机械消泡装置：最简单、最实用的是耙式消泡器，此外还有涡轮消泡器、旋风离心和叶轮离心消泡器、圆盘消泡器和刮刀消泡器等。旋风离心、叶轮离心、耙式消沫器、圆盘消沫器、刮刀式消沫器、机械搅拌发酵罐、大型发酵罐搅拌轴长，常分为二至三段，上下搅拌轴通过联轴器牢固刚性连接。机械搅拌发酵罐、联轴器和轴承，小型发酵罐可以用法兰连接搅拌轴。常用的联轴器为鼓形和夹套式。联轴器、法兰，中型发酵罐一般在罐内装有底部轴承；大型发酵罐配有中间轴承。润滑油不应添加到油箱中的轴承和塑料轴瓦(如石棉

7、酚醛塑料、聚四氟乙烯等。)应使用液体润滑。机械搅拌发酵罐、轴轴承、底部轴承、中间轴承、机械搅拌发酵罐和冷却装置。罐外安装板式或螺旋板式换热器，无菌空气用于发酵液的循环和冷却。图2.13机械搅拌通风发酵罐的几何尺寸，机械搅拌通风发酵罐的几何尺寸和体积，椭圆封头体积：发酵罐总体积：近似：机械搅拌发酵罐的传热，发酵过程中的热量计算，生物合成热量计算方法，冷却水取热量计算方法，发酵液温升测量计算方法，搅拌器(单搅拌桨)轴功率计算，不通风条件下轴功率P0的计算。NP-幂准则是混合雷诺数ReM的函数；-涡轮机速度(r/s)；l-液体密度(kg/m3)；-液体粘度(n . s/m2)；d-涡轮机直径(m)；

8、盘六直叶片涡轮NP6盘六弯叶片涡轮NP4.7盘六箭叶片涡轮NP3.7，其机械搅拌发酵罐、气升式发酵罐、气升式发酵罐(ALR)、工作原理、主要结构特点及应用和典型气升式发酵罐的操作系数、工作原理、气升式发酵罐、气升式环流式、塔式、喷气式等。工作原理，无菌空气通过喷嘴或孔注入发酵液中，气泡被气液混合物的湍流作用分割和细分。同时，由于形成的气液混合物密度降低，向上移动，而低含气量的发酵液下沉，形成环流，实现混合和溶解氧传质。气液双射流气升式环流反应器的特点是：1)反应溶液分布均匀，2)溶氧率和效率高，3)剪切力小，4)传热好，5)结构简单，6)能耗低，7)不易污染细菌，8)操作和维护方便，特点和应用

9、，气升式发酵罐，应用，酵母生产，单细胞蛋白生产，细胞培养中酶制剂和有机酸的发酵生产，废水的生化处理，主要结构和操作系数，气升式发酵罐， 主要结构参数，1)反应器直径/高度比H/D 2)导流管直径/罐直径比DE /D 3)空气喷嘴直径/反应器直径比D1/D，操作特性，1)平均循环时间tm 2)气液比R 3)溶解氧传质，气升式发酵罐，空气喷射装置，涡流空气喷射器等气液双喷射气升式环流反应器，具有多层空气分配板的气升式环流反应器，气升式发酵罐，1979年用于制造单细胞蛋白的icis空气提升系统，注射入口，ICI压力循环气升式发酵罐外循环冷却的气升式环流发酵罐、双脉冲气体环流发酵罐、气升式发酵罐、自吸

10、式发酵罐、自吸式发酵罐、自吸式发酵罐：不需要空气压缩机提供压缩空气，而是依靠专用机械抽吸装置或液体喷射抽吸装置来抽吸无菌空气，从而实现混合、搅拌和溶解氧传质的发酵罐。用途：酵母和单细胞蛋白生产，醋酸发酵，维生素生产，自吸发酵罐，自吸发酵罐，优点：(1)无需配备空气压缩机及其辅助设备，节省设备投资，减少占地面积；(2)溶氧率高，溶氧效率高，能耗低；(3)生产效率高，经济效益高；(4)设备便于自动化和连续性。缺点：容易产生杂菌污染，因此需要配备低阻力损失、低效率的空气过滤系统，槽压低，充气系数约为40%。自吸式发酵罐，机械搅拌自吸式发酵罐，自吸式发酵罐结构，自吸式发酵罐，机械搅拌自吸式发酵罐，工作

11、原理：自吸式发酵罐，机械搅拌自吸式发酵罐，机械搅拌自吸式发酵罐设计要点：(1)发酵罐高径比，(2)转子和定子的确定，(3)文丘里自吸式发酵罐，液体射流自吸式发酵罐，溢流射流自吸式发酵罐，文丘里自吸式发酵罐，射流自吸式发酵罐，文丘里吸管，自吸式发酵罐沃布-JZ双层溢流喷射自吸发酵罐，其通风固相发酵罐，其他类型的发酵罐，其他类型的通风发酵罐，水平转盘发酵罐，照明不锈钢发酵罐，其他类型的发酵罐，其他类型的通风发酵罐，操作，1。 常用的通风发酵罐有哪些类型？分别简述了它们的工作原理。2.查找数据并总结固体发酵设备的类型。(1)固体发酵，即微生物在具有一定温度和湿度的固体表面上生长和繁殖，称为固体发酵。固体发酵主要适用于霉菌。固体发酵的优缺点：1。原材料来源广泛，价格低廉。2.在霉菌发酵过程中可以防止杂菌的污染。3.低能耗。4.固体发酵产品的回收-通常，步骤少，成本也节省。固体发酵的主要工程问题是在大规模生产中散热困难，并且难以检测诸如酸碱度、温度、细胞增殖和产品生产等参数。因此，很难实现固体发酵的优化。(2)固体发酵设备1。浅盘：在中国广大农村地区的个体生产中，曲盘、帘和曲架都可用于生产。在工业上，多层铝托盘放在架子上培养，培养室保持一定的温度和湿度。2.旋转式：旋转式固体发酵器是鼓形和