生物工程设备知识点总结

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生物工程设备

生物工程设备
设备品牌:选择知名品牌保证设备的质量和售后服务。
设备价格:根据预算和设备性能选择合适的设备价格保证 性价比。
设备安装:选择专业的安装团队保证设备的正确安装和使 用。
设备维护:制定定期的维护计划保证设备的正常运行和使 用寿命。
设备性能参数
设备类型:生 物反应器、离 心机、过滤系
统等
容量:根据生 产规模选择合
发酵器:用于微生物发酵如酵 母、乳酸菌等
发酵床:用于微生物发酵如蘑 菇、木耳等
发酵箱:用于微生物发酵如面 包、蛋糕等
酶反应器
酶反应器是一种用于生物工程设备的重要类型 酶反应器主要用于酶催化反应如酶催化合成、酶催化降解等 酶反应器的主要组成部分包括反应器本体、搅拌系统、温度控制系统、压力控制系统等 酶反应器在生物工程领域具有广泛的应用如生物制药、生物燃料、生物材料等
膜分离设备
原理:利用膜 的渗透性差异 实现物质分离
应用:生物制 药、食品加工、 环境工程等领

特点:高效、 节能、环保、
操作简便
主要类型:微 滤、超滤、纳 滤、反渗透等
离心分离设备
离心转子:用于固定离心管 使其在离心过程中保持稳定
离心管:用于收集离心后的 液体和固体颗粒
离心机:用于分离液体和固 体颗粒如血液、细胞等
生物工程设备的生 产应用
在制药行业的应用
生物反应器:用 于生产疫苗、抗 体、酶等生物制 品
细胞培养系统: 用于细胞培养、 细胞工程、细胞 治疗等领域
生物分离技术: 用于分离、纯化 药物、蛋白质等 生物制品
生物检测技术: 用于药物质量控 制、药物安全性 评价等领域
在食品行业的应用
食品加工:生物工程设备可以用于食品的加工和生产如发酵、酶解等。

生物工程设备知识点考点整理

生物工程设备知识点考点整理

生物工程设备知识考点整理●一、物料粉碎和液体培养基制备●1. 简述锤式粉碎机工作原理及优点。

●工作原理:●1、作用力主要为冲击力●2 、物料从料斗进入机内,受到高速旋转锤刀的强大冲击力而被击碎●3、小于弧形筛面筛孔直径的微粒,逐步被筛面筛分,落入出料口●4、大于筛孔直径的颗粒,在受到锤刀冲击后,由于惯性力的作用而高速四散、散落,有的撞击到棘板上被撞成碎块,小的逐渐被筛分,稍大颗粒再次弹起,又被高速旋转的下排锤刀所冲击,逐步使大颗粒变小●5、没有撞击到棘板上的颗粒,也会遇到后排锤刀的冲击●6、如此反复,直至将大块物料撞碎成细小颗粒后从筛孔落下进入出料口●优点:●构造简单、紧凑,物料适应性强,粉碎度大(粗、细粉碎皆可),生产能力高,运转可靠●2. 简述辊式粉碎机的工作原理、工作过程及适应何种性质物料的粉碎?●原理:●1、挤压、剪切(当两辊速不同时)●2、由2个直径相同的钢辊相向转动,把放在钢辊间的物料夹住啮入两辊之间,物料受到挤压力而被压碎●工作过程:●1、两辊的圆周速度一般在2.5~6m/s之间●2、许多粉碎机,将两个辊子的转速安排成有一定的转速差,一般可达2.5:1,或者是两只辊子的表面线速度具有5%~30%的速差,提高对物料的剪切力,增加破碎度●3、两个辊子中,一个是固定的,一个是可以前后移动的,用以调节两辊筒的间距,控制粉碎粒度●适用范围:●脆性、硬度较小物料的粉碎,如:麦芽、大米等●3.简述酒精厂淀粉质原料蒸煮糖化过程及目的。

●目的:●1、原料吸水后,借助于蒸煮时的高温高压作用,将原料的淀粉细胞膜和植物组织破裂,使其内容物流出,呈溶解状态变成可溶性淀粉●2、借助蒸汽的高温高压作用,把存在于原料中的大量微生物杀死,以保证发酵过程中原料无杂菌污染●3、部分糖化(组织破裂、糊化、灭菌、部分糖化)●流程:罐式、柱式、管道式●蒸煮(加热)、后熟(保温、最后一罐气液分离出二次蒸汽并使之降温)、冷却、糊化、冷却●4.以淀粉质原料为培养基时,多采用罐式连续蒸煮糖化流程来处理这些原料,该糖化流程中的蒸煮设备有那些,简述它们各自的作用及特征?●蒸煮罐●作用:●1、原料吸水后,借助于蒸煮时的高温高压作用,将淀粉细胞膜和植物组织破裂,使其内容物流出,呈溶解状态变成可溶性淀粉●2、借助蒸汽的高温高压作用,把存在于原料中的大量微生物杀死,以保证发酵过程中原料无杂菌污染●特征●1、长圆筒与球形或蝶形封头焊接而成●2、罐顶装有安全阀和压力表,顶部中心的加热醪出口管应伸入罐内300~400 mm,使罐顶部留有一定的自由空间●3、罐下侧有人孔,用于焊接罐体内部焊缝(该罐应采用双面焊接)和检修内部零件●4、在靠近加热位置的上方有温度计插口,以测试醪液加热温度●5、为避免过多的热量散失,蒸煮罐须包有保温层●6、直径不宜太大,直径过大,醪液从罐底中心进入后会发生返混,不能保证进罐醪液的先进先出,致使受热时间不均而造成部分醪液蒸煮不透就过早排出,而另有局部醪液过热而焦化●加热器:●作用:●器汽液接触均匀,加热比较全面,在很短的时间内可使粉浆达到规定的蒸煮温度●特征:●1、由三层直径不同的套管组成●2、内层和中层管壁上都钻有许多小孔,各层套管用法兰连接●3、粉浆流经中层管,高压加热蒸汽从内、外两层进入,穿过小孔向粉浆液流中喷射●后熟罐:●作用:●增加蒸煮时间,使过程连续。

生物工程设备知识点总结

生物工程设备知识点总结

生物工程设备知识点总结生物工程设备是生物工程领域中所使用的各种工具和设备的总称。

这些设备涵盖了从实验室规模到工业生产规模的所有范围,用于生物制药、生物材料、基因工程等领域的研究和生产。

下面是对生物工程设备的一些常见知识点的总结。

一、发酵设备:1.发酵罐:用于培养微生物或细胞系的设备,以产生目标产品。

发酵罐通常包括搅拌装置、温控系统、pH调节系统、通气装置等。

2.培养皿:用于小规模培养细胞系或微生物的设备,可以是培养瓶、培养皿、微孔板等。

3.生物反应器:一种能够控制温度、氧气分压、pH值等参数的设备,用于工业规模的生物制药或发酵过程。

二、分离与纯化设备:1.超高速离心机:用于将混合物中的固体颗粒或细胞沉降至底部,以分离出清液。

2.过滤设备:包括膜过滤器、离心过滤器等,用于将混合物中的颗粒、细胞或溶质分离出来。

3.色谱仪:用于分离混合物中的不同成分,包括气相色谱仪、液相色谱仪等。

4.蒸馏设备:用于分离混合物中的挥发性成分,包括蒸发器、蒸馏塔等。

三、分析与检测设备:1.光谱仪:包括紫外-可见光谱仪、红外光谱仪等,用于分析样品中的化学成分或物理性质。

2.质谱仪:用于分析样品中的化学成分,并确定其分子结构。

3.核磁共振仪:用于分析样品中的原子核的化学环境和结构。

4.电化学分析仪:用于分析样品中的电化学性质,包括pH计、电位计等。

四、生物成像设备:1.激光共聚焦显微镜:用于观察生物样品的高分辨率图像。

2.荧光显微镜:通过激发生物样品中的荧光染料来观察样品的显微图像。

3.电子显微镜:利用电子束来观察生物样品的超高分辨率图像。

五、生物反应器:1.生物化学反应器:用于进行生物化学反应,如酶反应、酶促反应等。

2.细胞培养反应器:用于细胞的生长、分化和扩增,包括培养皿、生物反应器等。

3.基因工程反应器:用于进行基因工程研究和生产,包括DNA合成反应器、基因转染设备等。

六、其他设备:1.冻干机:用于将液体样品冻结并在低真空下去除溶剂,以得到干燥的样品。

生物工程下游知识点总结

生物工程下游知识点总结

生物工程下游知识点总结一.名词解释1.清洁生产(cleaner production):是指将综合预防的环境保护策略持续应用于生产过程和产品中,以期减少对人类和环境的风险。

它包括三个方面的内容,即清洁生产工艺(技术)、清洁产品、清洁能源。

2.凝聚作用:向胶体悬浮液中加入某种电解质,在电解质中异电离子作用下,胶粒的双电层电位降低,使胶体体系不稳定,胶体粒子间因相互碰撞而产生凝集的现象。

3.絮凝作用:絮凝剂通过静电引力范德华力或氢键的作用,强烈地吸附在胶粒的表面。

当一个高分子聚合物的许多链节分别吸附在不同的胶粒表面上,产生桥架联接时,就形成了较大的絮团。

4.下游工程(下游技术,下游加工过程,downstream processing):对于由自然界自然产生的或由微生物菌体发酵的、动植物细胞组织培养的、酶反应等各种生物工业生产过程获得的生物原料,经提取分离、加工并精制目的成分,最终使其成为产品的技术5.协萃:两种或两种以上的萃取剂同时萃取某一溶质或其它化合物时,萃取性能优于它们各自萃取性能之和的效应。

6.萃取因数:萃取平衡后,溶质在萃取相与萃余相中数量(质量或物质的量)的比值。

(E=DR)7.带溶剂:在纯气体溶剂中,加入被萃取物亲和力强的组分以提高其对被萃取组分的选择性和溶解度的一类物质。

8.离子交换带:溶液的组成和树脂的组成达到平衡时所对应的树脂层的高度。

9.反胶团(reversed micelles):两性表面活性剂在非极性有机溶剂中亲水基团自发地向内聚集而成,内含微小水滴的,空间尺度仅为纳米级的集合性胶体。

10.浓差极化:当溶剂透过膜而溶质留在膜上因而使膜面浓度增大,并高于主体浓度的现象。

(指在分离过程中,料液中的溶剂在压力驱动下透过膜,溶质被截留,于是在膜表面与临近膜面区域浓度越来越高。

在浓度梯度作用下,溶质由膜面向本体溶液扩散,形成边界层,使流体阻力与局部渗透压增加,从而导致溶剂透过量下降。

生物技术与工程知识点总结

生物技术与工程知识点总结

生物技术与工程知识点总结
生物技术与工程是通过生物学、化学、物理学、计算机科学等多个领域的交叉学科,利用生物体系的特异性和可控性来开发新的产品和技术的一门学科。

以下是生物技术与工程的知识点总结:
1. 分子生物学:包括DNA、RNA、蛋白质等生物分子的结构和功能,基因组学、转录、翻译等方面的内容。

2. 细胞生物学:包括细胞结构、功能、代谢过程、信号传导等方面的内容,以及细胞培养和分离技术等实验方法。

3. 生物化学:包括生物分子之间的相互作用、酶的催化作用、代谢通路等方面的内容。

4. 生物信息学:包括基因组测序、序列比对、结构预测、功能注释等方面的内容,以及相关软件和数据库的使用。

5. 生物反应器工程:包括生物反应器的设计、操作、优化等方面的内容,以及相关工艺流程和设备的选择和应用。

6. 遗传工程:包括基因克隆、表达、编辑等方面的内容,以及相关技术的实现和应用。

7. 细胞工程:包括细胞培养、转染、修饰等方面的内容,以及相关技术在细胞治疗和再生医学中的应用。

8. 生物传感器与检测:包括生物传感器的设计、制备、检测原理等方面的内容,以及相关技术在环境监测和医学诊断中的应用。

9. 生物制药工程:包括生物制药的开发、生产、质控等方面的内容,以及相关技术在药品研发和生产中的应用。

10. 生态工程:包括生态系统的保护、恢复、修复等方面的内容,以及相关技术在环境污染治理和资源利用中的应用。

以上是生物技术与工程的一些知识点总结,这门学科涵盖了多个领域的知识,需要学习者具备扎实的理论基础和实践技能。

生物工程常用基础知识点

生物工程常用基础知识点

生物工程常用基础知识点要说生物工程啊,这可真是个神奇又有趣的领域!它就像是一个魔法盒子,里面装满了各种让人惊叹不已的知识和技术。

咱先来说说细胞这一块儿。

细胞可是生命的基本单位,就像一个个小小的工厂,不停地运转着。

你知道吗?细胞有细胞膜、细胞质和细胞核这些重要的部分。

细胞膜就像是工厂的围墙,把里面和外面分隔开,但是它又不是完全封闭的,还能让一些有用的东西进来,没用的东西出去。

细胞质呢,就像是工厂里的车间,各种化学反应都在这儿进行。

细胞核那就厉害了,它是整个工厂的指挥中心,控制着细胞的一切活动。

比如说,我曾经在实验室里观察过洋葱表皮细胞。

那时候,我小心翼翼地把洋葱切成一小片一小片的,然后放到显微镜下面。

哇,当我看到那些细胞的时候,简直惊呆了!一个个排列得整整齐齐,就像士兵在站岗一样。

细胞壁清晰可见,就像给细胞穿上了一层坚固的铠甲。

细胞核就像个小蛋黄,安安静静地待在中间。

我当时就想,这么小的一个细胞,居然有着这么复杂又精细的结构,真的是太神奇了!再来讲讲基因。

基因就像是生命的密码,决定了我们的长相、性格还有各种特征。

比如说,为什么有的人眼睛大,有的人眼睛小?为什么有的人头发卷,有的人头发直?这都是基因在起作用。

我还记得有一次,老师给我们讲基因的复制。

他说,基因复制就像是复印文件一样,要保证一模一样,不能出错。

要是出错了,那可就麻烦了,可能会导致各种疾病。

当时我就在想,这基因也太重要了,要是它出了问题,那我们的身体不就乱套了嘛。

还有蛋白质,这也是生物工程里很重要的一部分。

蛋白质就像是建筑材料,构建了我们的身体。

肌肉、皮肤、头发,里面都有蛋白质的身影。

有一回,我看到一个关于蛋白质合成的视频。

视频里,那些小小的分子就像一群忙碌的小工人,按照一定的顺序和规则,把氨基酸一个一个地连接起来,形成长长的蛋白质链。

它们的动作又快又准,看得我眼花缭乱。

我不禁感叹,这大自然的设计真是精妙绝伦啊!生物工程里的发酵技术也很有意思。

生物工程与生物制药知识点总结

生物工程与生物制药知识点总结

生物工程与生物制药知识点总结生物工程与生物制药是现代生物学的重要领域,在医药、农业、环境保护等方面发挥着重要作用。

本文将对生物工程与生物制药的一些基本知识点进行总结和介绍。

一、生物工程的基础知识1.1 基因工程基因工程是生物工程的核心技术之一,通过改变生物体的基因组成,实现对其性状的调控。

常用的基因工程技术包括基因克隆、转基因技术、基因敲除等。

1.2 仿真实验生物工程中的仿真实验是利用计算机模拟和模型来研究生物系统和生物过程的工程方法。

它可以帮助我们更好地理解生物系统的结构和功能,优化生物工程的设计和操作。

1.3 生物传感器生物传感器是生物工程中的重要技术之一,它利用生物体内的生物分子作为传感器来检测和测量特定的物质或参数。

生物传感器在生物医学、环境监测、食品安全等领域具有广泛的应用前景。

二、生物制药的基本概念2.1 生物制药的定义生物制药是利用生物技术生产药物的过程,包括生物发酵、生物转化、基因工程等技术。

与传统药物相比,生物制药具有高效、高选择性和较少副作用等优点。

2.2 重组蛋白药物重组蛋白药物是生物制药中的一类重要药物,它是通过基因工程技术改造生物体使其表达特定蛋白,然后通过提取、纯化和制剂等步骤得到的。

重组蛋白药物在治疗癌症、糖尿病等疾病方面有着广泛的应用。

2.3 生物制药的质量控制生物制药的质量控制是确保生物药物质量的关键环节。

它包括对原辅料的检查、生产过程的监控、产品的质量检测等。

生物制药的质量控制要求严格,能够确保产品的安全有效性。

三、生物工程与生物制药的应用领域3.1 医药领域生物工程与生物制药在医药领域的应用非常广泛,可以生产治疗癌症、糖尿病、罕见病等疾病的药物。

同时,生物工程也可以用于疾病的诊断和基因治疗等方面。

3.2 农业领域生物工程在农业领域的应用包括转基因作物、抗病虫害的育种以及生物农药等。

这些技术可以提高农作物的产量和质量,提高农业生产的效益。

3.3 环境保护领域生物工程与生物制药在环境保护领域的应用主要包括废水处理、废气处理和生物能源开发等。

生物工程设备期末知识点——小字版

生物工程设备期末知识点——小字版

第二章物料输送过程与设备离心泵:①原理:驱动机通过泵轴带动叶轮旋转产生离心力,在离心力的作用下液体沿叶片流道被甩向叶轮出口,液体经蜗壳收集送入排出管。

液体从叶轮获得能量,使压力能和速度能均增加,并依靠此能量将液体送到工作地点。

同时,叶轮入口中心形成低压,在吸液罐和叶轮中心处的液体之间产生了压差。

洗液罐中的液体在这个压差的作用下不断吸入管路及泵的吸入室,进入叶轮中心。

气蚀:离心泵工作时,叶轮中心处产生真空形成低压而将液体吸上,在真空区发生大量汽化气泡。

含气泡的液体挤入高压区急剧凝聚破裂产生局部真空。

周围的液体以极高的速度流向气泡中心,产生巨大的冲击力。

把泵内气泡的形成和破裂而使叶轮材料受到破坏的过程,叫做气蚀。

气缚:离心泵启动时,如泵内有空气,由于空气密度很小产生离心力。

因而液体中心产生低压不足以吸入液体,这样虽然启动离心泵也不能完成输送任务的现象。

往复泵:①原理:活塞自左向右移动时泵缸内形成负压,液体吸入电动往复泵阀进入缸内。

当活塞自右向左移动时,缸内液体受挤压,压力增大。

由排出阀排出。

活塞往复一次则各吸入和排出一次液体,这成为一个工作循环。

②结构:泵缸、活塞、活塞杆、吸入阀、排出阀漩涡轮:①特点:流量小。

压强大。

②原理:叶轮旋转时,液体进入流道,受旋转叶轮的离心力作用,被甩向四周环形流道并转动,叶轮内侧液体受离心力的作用大,而在流道内受到离心力作用小,由于所受离心力大小不同,因而引起液体作纵向漩涡运动。

螺纹杆泵:①特点:流量稳定、压强高、作为连消塔进料泵。

②原理:利用螺杆的回转来吸排液体。

压缩比:P出口/P进口(绝对压强)7.涡轮式空压机:①犹如一台多级串联的离心泵压缩机。

②特点:动气量大、出口压强大③③型号:DA型和SA型“D”---单吸“S”---双吸“A”—涡轮压气机往复式空压机:①缺点:气量不稳、空气中夹带油。

②原理:气罐并联。

吸入阀和排气阀具有止逆作用,使缸内气体数量保持一定,活塞移动使气体的压力升高,当达到稍大于出口管的气体压力时,缸内气体便开始顶开排气阀的弹簧进入出口管,不断排出。

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体积溶氧系数kLa:单位时间单位体积溶液所吸收得气体。

影响kLa得因素:物系得性质——粘度,扩散系数,表面张力操作条件——温度,压力,通气量,搅拌转数反应器得结构——反应器得结构型式,搅拌器结构,搅拌方式剪切力得作用1、增加质量与热量传递速率2、对微生物,动植物细胞得培养造成影响机械搅拌通风发酵罐得搅拌与流变特性1、搅拌叶轮尺寸与类型●叶轮尺寸与罐直径比Di/D=0、33~0、45选用较大得叶轮或Di/D:多糖发酵,动物细胞培养;●叶轮类型得选择功率准数、混合特性,产生得液流作用力得大小2、搅拌叶尖速度与剪应力●细胞与剪切作用损害程度:细胞特性、搅拌力得性质、强度、作用时间;定性关系:球状与杆状细胞:耐受力强,丝状、动物细胞:耐受力弱;●关于搅拌剪切得反应器设计准则以搅拌叶尖线速度v为基准:v≤7、5m/s3、发酵液得流变特性液体流变特性得影响:传质、传热、混合;发酵罐设计与运转;●发酵液流变特性得类型:(1)牛顿型流体黏度不随搅拌剪切速率与剪应力而改变(粘性定律);剪应力与剪切速率得关系:τ=F/A=μ(du/dy)=μγτ为剪应力,Pa或N/m2;F为切向力,A 为流体面积;μ为流体黏度Pa·s,γ为剪切速率(速度梯度,s-1 );非牛顿型流体(2)宾汉塑性流体τ=τ0+μsγτ0为屈服应力,Pa;μs为表观黏度,Pa·s;如黑曲霉发酵液;(3)拟塑性与涨塑性流体τ=KγnK:均匀系数,稠度系数,Pa·sn;n:流体状态特性指数,拟塑性:0﹤n﹤1涨塑性:n﹥1如丝状菌(青霉素)、液体曲、多糖;机械搅拌通风发酵罐得得热量传递1、发酵过程得热量计算●生物反应热得计算Q发酵=Q生物+Q搅拌-Q散Q搅拌:与搅拌功率Pg有关,η功热转化率,取η=0、92;Q散发:Q蒸发、Q显、Q辐射,Q散发=0、2 Q生物;●冷却水带出得热量计算发酵过程得最大放热:Q发酵=[Wc(T2-T1)]/ VL [kJ/(m3·℃)]W:冷却水流量,kg/h;c:水得比热容,kJ/(kg·℃);T1、T2:冷却水进出口温度,℃;VL:发酵液体积,m3;●发酵液温升测量计算旺盛期,先使罐温恒定,关闭冷却水,30min后测定发酵液得温度:Q发酵=[ (w1c1+w2c2) △T]/VL [kJ/(m3·℃)]w1、w2:发酵液与发酵罐得质量,kg;c1、c2:发酵液与发酵罐得比热容,kJ/(kg·℃);△T:30min内发酵液得温升,℃;2、发酵罐得换热装置●换热夹套换热系数低:400~600 kJ/(m3·h·℃);适应:5m3发酵罐;●竖式蛇管4~6组换热系数高:1200~4000 kJ/(m3·h·℃);要求水温较低;●竖式列(排)管传热推动力大,用水量大;机械搅拌通风发酵罐得几何尺寸及体积标准发酵罐得几何尺寸H/D=1、7~4d/D=1/2~1/3W/D=1/8~1/12B/D=0、8~1、0(s/d)2=1~5H0/D=2●公称体积指罐得筒身(圆柱)体积与底封头体积之与。

椭圆形封头体积:V1=πD2hb/4+πD2ha/6ha:椭圆封头得直边高度,m;hb:椭圆短半轴长度,标准椭圆hb=D/4;罐得全体积:V0=πD2[(H0+2(hb+D/6)]/4≈πD2 /4+0、15D3 (m3)气升式发酵罐(ALR)●工作原理:把无菌空气通过喷嘴或喷孔以250~300m/s得速度喷射进发酵液中,通过气液混合物得湍流作用使气泡碎裂,同时形成得气液混合物由于密度较低向上运动,而气含率小得发酵液则向下运动,形成循环流动,实现混合与传质。

●优缺点:结构简单,冷却面积小;无搅拌传动设备,节约动了约50%,节约钢材;操作无噪音;料液可充满达80~90%,而不需加消泡剂;维修、操作及清洗简便,减少杂菌感染。

不能代替好气量较小得发酵罐,对于粘度大得发酵液溶氧系数较低;●类型:气升环流式、鼓泡式、空气喷射式;气升环流式反应器得特点●发酵液分布均匀:基质均匀分散;避免液面形成稳定得泡沫层;使淀粉类易沉降得物料悬浮分散;●较高得溶氧速率与溶氧效率●剪切力小,对细胞损伤小:适合植物细胞与组织培养;●传热良好:液体综合循环速率高;便于在外循环管路上进行换热;●结果简单,易于加工制造:无搅拌器,不需安装结构复杂得搅拌系统;容易保证密封;加工制造方便,设备投资较低;易于放大制造大型反应器;●操作维修方便自吸式发酵罐●原理:不需要空气压缩机提供压缩空气,依靠特设得机械搅拌吸气装置或液体喷射吸气装置吸入无菌空气,同时实现混合搅拌与氧传质得发酵罐。

●特点:①节约空压机及其附属设备冷却器、油水分离器、空气贮罐、过滤器等,减少占地面积,减少设备投资约30%左右;②溶氧效率高,能耗低;③设备便于自动化、连续化,用于酵母与醋酸生产具有生产效率高优点;缺点:由于罐压较低,对某些产品生产容易造成染菌。

●自吸式发酵罐得构件主要就是自吸搅拌器与导轮,又称转子及定子;喷射自吸式发酵罐●原理:发酵液通过文氏管或液体喷射装置时,在收缩段流速增加,形成真空将空气吸入,并使气泡分散与液体均匀混合,实现氧传质。

●类型:(1)文氏管自吸式发酵罐;(2)液体喷射自吸式发酵罐。

主要用于酵母培养溢流喷射自吸式发酵罐●原理:液体溢流通过溢流喷射器形成抛射流,液体表面层与相邻得气体进行动量传递,使边界层得气体具有一定得速率,从而带动气体进入发酵罐;●溢流喷射自吸式发酵罐类型:单层、双层。

主要用于酵母培养其她类型得通风发酵设备:固定床生物反应器,卧式转盘反应器,中空纤维生物反应器,机械搅拌光照发酵罐嫌气发酵设备传统酒精发酵罐●采用圆柱形筒体,蝶形或锥形封头●温度控制:中小型罐采用罐外喷淋冷却;大型罐采用罐内蛇管或与罐外喷淋相结合得冷却方式●清洗方式:人工清洗、机械清洗●水力清洗装置:喷水管两头弯成一定得弧度并装有喷嘴,管上开有小孔,当喷嘴以一定得速度喷出水时,反作用力使喷水管旋转,从而达到对罐内各个部位水力洗涤得目得。

缺点就是水压不大时,水力喷射强度与均匀度都不理想。

可在原有水力喷射装置得基础上,安装一根直立得喷水管,管上钻有小孔洗涤效果可大大提高。

新型大容量酒精发酵罐●采用斜底或锥底,顶部为锥顶,夹套冷却●由于罐太大,中心部位降温与底部循环困难。

可采用两种不同得措施:1、采用中心降温水柱对罐中心醪液进行降温,或采用罐外螺旋板换热器循环来降温;2、侧搅拌或连通器加泵循环来改善混合与滞留问题;酒精发酵罐得计算(一)发酵罐结构尺寸得确定容积:V=V0/φV0—进入发酵罐得发酵液量(m3)φ—装液系数,取0、85-0、9若采用锥形封头,则:V=πD2(H+h1/3+h2/3)/4 (m3)H—圆柱部分高度(m)D—罐得直径(m)h1 —封底高度(m)h2 —封顶高度(m)尺寸关系:H =1、1-1、5D h1 =0、1-0、14Dh2 =0、05-0、1D(二) 罐数得确定N=nt/24+1 (个)n —每24小时内进行加料得发酵罐个数t —一次发酵周期所需时间(h)(三) 发酵罐冷却面积计算F=Q / K Δtm (m2)1、总得发酵热Q = Q1 -(Q2 + Q3 )Q1:生物合成热、Q2:蒸发热损失、Q3:罐壁向周围得散热。

(1)Q1计算有两种计算方法a、按发酵旺盛期糖度下降得百分值计算:Q1=GSq q=418600J/kgb、根据冷却水来计算:Q1= WCp(t2-t1)(2)蒸发热Q2Q2=5%-6% Q1(3)罐壁向周围散热Q3Q3 =Fαc(tW-tB)tW—罐壁最高温度tB—所在地区夏季平均温度2、对数平均温度差Δtm 得计算Δtm=t1、t2—分别为冷却水进出口温度tF —主发酵时得发酵温度(四)、冷却水耗量得计算W= QB / Cp (t2-t1) (kg/h)Cp —冷却水得比热[J/(kg ℃)] t2、t1—分别为冷却水进出口温度QB—冷却水带走得热量(J/h)代谢终产物抑制消除方法:真空发酵、萃取发酵、吸附法发酵、二氧化碳气提发酵等1、真空发酵:原理:发酵过程中保持一定得真空度,发酵液处于沸腾状态,酒精被蒸馏出来。

主要设备有发酵罐、发酵蒸发器、总凝器、分凝器、收集器、真空泵。

优点:糖浓度提高3倍,发酵时间缩短1/3;酒糟、水、蒸汽都有减少;生产能力、设备利用率提高;酒精浓度可达33%。

缺点:能耗大、费用高、真空操作负荷大、容易引起杂菌污染。

2、萃取发酵:具有能耗低、操作简便易行得优点。

发酵与萃取在同一反应器中进行:采用固定化细胞技术,选择合适得萃取剂。

发酵与萃取分开进行:(1)膜萃取:将发酵液取出,三聚磷酸丁酯为萃取相,在中空纤维膜反应器中萃取。

(2)二氧化碳超临界萃取:发酵液逆向通过超临界二氧化碳萃取柱,富含酒精得超临界流体通过活性炭柱吸附分离酒精。

3、吸附法将吸附剂直接加到发酵液中或让发酵液循环通过一个疏水性得分子筛吸附柱来吸附酒精。

一般可采用疏水性硅沸石作为吸附剂,采用这种方法发酵时间可缩短30%。

4、透析膜法采用对酒精有选择性透过得多孔性膜,分离发酵液中得酒精来降低发酵液中得酒精浓度。

5、二氧化碳气提法利用发酵过程中产生得二氧化碳,通过循环压缩机加压后,送回发酵罐气提发酵产生得酒精,在0℃冷却饱与了酒精与水蒸气得二氧化碳,再由活性炭填充柱吸附酒精,纤维素填充柱吸附水。

生产能力提高27%。

啤酒发酵设备:趋于向大型化、露天化、联合得方向发展。

(一)前发酵设备前发酵槽为方形开口式或密闭式设备,均置于室内,材料内涂保护层。

冷却方式:蛇管或排管冷却,冷却面积0、2m2/m3发酵液,0-2℃冰水冷却。

密闭式: 具有回收二氧化碳、减少前发酵室内耗冷量及减少杂菌污染机会得优点。

室内采用空调制冷,实施冷风再循环。

开口式:室内装二氧化碳排除装置,排管冷却,补充10%新鲜空气得再循环方式。

发酵室:四周墙壁与顶棚采用较好得绝热材料,地面有一定得坡度,顶棚应建成倾斜或光滑弧面,空间不应太高。

(三)后发酵设备贮酒罐主要完成嫩啤酒得继续发酵,并饱与二氧化碳,促进啤酒稳定、澄清与成熟。

后发酵温与,产生热量少,无须装冷却装置,热量借室内低温带走。

金属得圆筒形密闭容器,有卧式与立式两种。

由于罐内需饱与二氧化碳,故应制成耐压容器。

新型啤酒发酵设备(一)圆筒体锥底发酵罐用于上面及下面啤酒发酵,前后酵可合并在该罐内进行。

室外放置,节省投资。

优点:能缩短发酵时间,生产灵活。

长圆筒形,H/D=4,上部就是碟形封头,下部就是锥形底。

封头上有:压力安全阀、真空安全阀、二氧化碳回收,排气、CIP共用一个进口,由一根管道通到操作间再分支。

锥底有:取样管、啤酒出口、二氧化碳通气管。

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