发酵工程复习资料重点样本
发酵工程完整版考试复习资料

一、名词解释1传统发酵工程:通过微生物生长的繁殖和代谢活动,产的生物反应过程。
将DNA重组细胞融合技术、酶工程技综合对发酵过程控制、优化及放大指迄今所采用的微生物培养分离及培养微生物。
(特别是极端微生物)4富集培养主要方法:是利用不同种类的微生物其生长繁求不同,如温度、PH、培养基C/N等,是目的微生物在最适条件下迅速生长繁殖,数量增加,成为人工环境下的优势种。
方法:⑴控制培养基的营养成消毒仅仅是杀死生物体或非生物体表死营养细胞,而不能杀死细菌芽孢和真菌孢子等,特别适合与发酵车间的环境和发酵设备、器具的灭菌处理。
灭菌杀灭所有的生命体,因此灭菌特别适的灭菌处理。
法及其区别:湿热灭菌法:指将物品置高压饱和蒸汽、过热水喷淋等手段使微生物菌体中的蛋白质、核酸发生变性而杀灭微生物的方法。
该法灭菌能力强,为热力灭菌中最有效、应用最广泛的灭菌方法。
药品、容器、培养基、无菌衣、胶塞以及其他遇高温和潮湿不发生变化或损坏的物品,均可采用本法灭菌。
干热灭菌法:指将物品置于干热灭菌柜、隧道灭菌器等设备中,利用干热空气达到杀灭微生物或消除热原物质的方法。
适用于耐高温但不宜用湿热灭菌法灭菌的物品灭菌,如玻璃器具、金属制容器、纤维制品、固体试药、液用本法灭菌。
即在规定温度下杀死一定比例的微生物所用8致死温度:杀死微生物的极限温在致死微生物所需要对的致死时间。
制好的培养基放入发酵罐或其他装置中,基和所用设备一起(实罐灭菌)进行灭菌10连续灭菌:将配制好的培养基向发酵罐等培养装置输热、保温盒冷却等灭菌操作过程。
是指将冷冻干燥管,沙土管中处于休眠状入试管斜面活化后,再经过摇瓶及种子罐逐级扩大培养而和质量的纯种的过程纯培养物称为种是指种子的龄:是指种子始移入下一级的培养是指移入的种子液体积和影响呼吸所能允许的最低溶氧浓13稀释度D:单位时间内连续连续流入发酵罐中的新鲜的培养总体积的比值。
把导致菌体开始从系统中洗出时的稀发酵过程中,引起温度变化的原因是由于生的净物在生长繁殖过程中,本身产生的耗氧培养的发酵罐都有一定功率的做机械运动,造成液体之间、液体与设备之间的摩擦,由此产生。
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微生物生物技术重点第一章1 发酵的概念传统概念:指酵母作用于果汁或发芽谷物,进行酒精发酵时产生CO2的现象。
生物学概念:发酵是指微生物在无氧条件下分解代谢有机物质释放能量的过程。
(生化)工业生物学家概念:利用微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体或其代谢产物的过程现代概念:培养生物细胞(含动植物和微生物)来制取产物的所有过程2 生物工程(Microbial engineering )是利用微生物的特定性状和功能,通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用于工业化生产的技术体系;是将传统发酵与现代DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术结合并发展起来的现代发酵技术。
发酵工程的发展简史1、传统的发酵时期——天然发几千年酒(古埃及龙山文化)啤酒、黄酒、酱油、泡菜等特点多数产品为嫌气性发酵非纯种培养单凭经验传授技术,使产品质量不稳定(不了解微生物与发酵的关系)2、近代发酵工程时期——纯培养技术1665 英国物理学家Robert Hooke(罗伯特·胡克)细胞壁1680 荷兰列文·虎克(Antonie vanLeeuwenhoek) 活细胞人类认识到微生物的存在特点多数产品为嫌气性发酵非纯种培养单凭经验传授技术,使产品质量不稳定(不了解微生物与发酵的关系)由天然发酵阶段转向纯培养发酵(第一次转折过程特点产品的生产过程较为简单,对生产要求不高,规模不大3、近代发酵工程时期——深层培养技术出现于20世纪40年代,以抗生素的生产为标志青霉素的发现与大量需求表面培养法(surface culture) 效价40U/mL,纯度20%,收率30%二战期间,青霉素发酵生产成功青霉素发酵生产的成功,给发酵工业带来两大功绩:开拓了以青霉素为先锋的庞大抗生素发酵工业建立深层培养法(submerged fermentation),把通气搅拌技术引入发酵工业。
它使得需氧菌的发酵生产从此走上了大规模工业化生产途径。
发酵工程章节复习资料

发酵⼯程章节复习资料第⼀章绪论1、发酵及发酵⼯程的概念1、传统发酵最初发酵是⽤来描述酵母菌作⽤于果汁或麦芽汁产⽣⽓泡的现象,或者是指酒的⽣产过程。
2、⽣化和⽣理学意义的发酵指微⽣物在⽆氧条件下,分解各种有机物质产⽣能量的⼀种⽅式,或者更严格地说,发酵是以有机物作为电⼦受体的氧化还原产能反应。
如葡萄糖在⽆氧条件下被微⽣物利⽤产⽣酒精并放出CO2。
3、⼯业上的发酵泛指利⽤微⽣物制造或⽣产某些产品的过程包括:1. 厌氧培养的⽣产过程,如酒精,乳酸等。
2. 通⽓(有氧)培养的⽣产过程,如抗⽣素、氨基酸、酶制剂等。
产品有细胞代谢产物,也包括菌体细胞、酶等。
发酵⼯程(Fermentation Biotechnology): 应⽤微⽣物学等相关的⾃然科学以及⼯程学原理,利⽤微⽣物等⽣物细胞进⾏酶促转化,将原料转化成产品或提供社会性服务的⼀门科学。
2、发酵⼯程技术的发展⼤致可分为哪⼏个阶段,每段的技术特点是什么?1. ⾃然发酵时期:嫌⽓性发酵⽤于酒类酿造,好⽓性发酵⽤于酿醋、制曲。
2. 纯培养技术的建⽴:⼈⼯控制环境条件使发酵效率迅速提⾼。
3.通⽓搅拌好⽓发酵过程技术的建⽴:从分解代谢转为⽣物合成代谢,可以利⽤微⽣物合成积累⼤量有⽤的代谢产物。
4.⼈⼯诱变育种与代谢控制发酵⼯程技术的建⽴:遗传⽔平上控制微⽣物代谢。
5. 发酵动⼒学、发酵⼯程连续化、⾃动化⼯程:以数学、动⼒学、化⼯原理等为基础,通过计算机实现发酵过程的⾃动化控制的研究,使发酵过程的⼯艺控制更为合理。
6. 微⽣物酶反应⽣物合成与化学合成反应结合⼯程技术:可⽣产许多过去不能⽣产的有⽤物质。
3、发酵⼯业的应⽤范围1. 酿酒⼯业(啤酒、葡萄酒、⽩酒)2. ⾷品⼯业(酱、酱油、⾷醋、腐乳、⾯包、乳酸)3. 抗⽣素⼯业(青霉素、链霉素、⼟霉素)4. 有机酸⼯业(柠檬酸、葡萄糖酸)5. 酶制剂⼯业(淀粉酶、蛋⽩酶)6. 氨基酸⼯业(⾕氨酸、赖氨酸)7. 核苷酸发酵⼯业(肌苷酸、肌苷)8. 有机溶剂⼯业(酒精、丙酮)9. 维⽣素⼯业(VB2、VB12)10.⽣物能源⼯业(沼⽓、⽣物柴油)11.环境保护产业(废⽔⽣物处理)12.⽣理活性物质发酵⼯业(激素)13. 冶⾦⼯业(微⽣物探矿、⽯油脱硫)14.微⽣物菌体蛋⽩发酵⼯业(酵母、单细胞蛋⽩)4、发酵⼯业的特点与化学⼯程相⽐,发酵⼯程具有以下特点:1、发酵过程是极其复杂的⽣物化学反应,与微⽣物细胞息息相关2、通常在常温常压下进⾏,反应安全,需求条件也⽐较简单3、发酵醪(包括固相、液相、⽓相,还含有活细胞体或菌丝体),属⾮⽜顿流体,其特性影响因素很多,对发酵⼯程都有关联4、具有严格的灭菌系统,以防⽌杂菌污染如空⽓除菌系统、培养基灭菌系统、设备的冲洗灭菌等5、反应以⽣命体的⾃动调节⽅式进⾏,因此数⼗个反应过程能够像单⼀反应⼀样,在同⼀发酵罐内进⾏6、后处理阶段,为了适应菌体与发酵产物的特点,需采取⼀些特殊的⼯艺措施并选⽤合适的设备。
发酵工程复习题样本

发酵工程复习题第一章绪论发酵工程:运用微生物特定性状和功能,通过当代化工程技术生产有用物质或直接应用于工业化生产技术体系,是将老式发酵于当代DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术集合并发展起来发酵技术。
二简答题1. 简述发酵工业特点2. 简述发酵普通工艺流程(菌种制备、培养基制备、灭菌、接种、控制发酵条件、产物提取与精制、回收解决三废物质)。
3.上游技术:优良种株选育和保藏(涉及菌种筛选、改造,菌种代谢途径改造等)。
基因工程和细胞工程(上游生物技术)中游技术:发酵过程控制,重要涉及发酵条件调控,无菌环境控制,过程分析和控制等下游技术:分离和纯化产品。
涉及固液分离技术、细胞破壁技术、产物纯化技术,以及产品检查和包装技术等4.发酵工程发展1) 19前,自然发酵阶段。
2) 1900-1940年,纯培养技术建立—第一转折点3) 1940年后,深层液体通气搅拌纯种培养—第二转折点4) 代谢控制发酵工程技术建立—第三转折点5) 开拓发酵原料,发展发酵放大技术6) 采用基因工程菌生产新产物5.发酵工业研究范畴:发酵食品,微生物菌体,酶制剂,微生物特殊机能运用,代谢产物,生物转化。
6.工业发酵类型对氧需求:需氧发酵,厌氧发酵,兼性厌氧发酵培养基物理性状:液体发酵,固体发酵(浅盘固体发酵和深层固体发酵)发酵工艺流程:分批发酵,持续发酵,补料分批持续发酵第二章发酵工业菌种规定一名词解释菌落,芽孢,荚膜,鞭毛,富集培养,比生长速率,持续培养,诱变育种,菌种退化,菌种复壮。
二简答题1. 简述酵母菌形态构造及繁殖方式;2. 菌种分离筛选环节。
一名词解释菌落芽孢荚膜鞭毛富集培养比生长速率:单位菌体在单位时间内生长所增长菌体量。
持续培养诱变育种菌种退化菌种复壮:在菌种生产性能未衰退前,故意识进行纯种分离和性能测定,以期菌种性能逐渐提高;办法:1、纯种分离;2、在宿主体内生长进行复壮;3、裁减衰退个体。
营养菌丝:生长于培养基内,具备吸取营养功能放线菌或真菌气生菌丝:放线菌或真菌营养菌丝长到一定限度长出培养基,向空气中伸展。
(整理)发酵工程复习资料重点.

发酵工程(Fermentation Engineering)的定义应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理,利用微生物等生物细胞进行酶促转化,将原料转化成产品或提供社会服务的一门科学。
淀粉质原料进行蒸煮的目的是使植物组织和细胞膜彻底破裂,淀粉成为溶解状态进行液化;同时对进料进行灭菌;排除原料中的一些不良成分及气味。
为了实现这些目的,蒸煮设备必须达到下列要求:(1)能使淀粉细胞完全破裂,淀粉溶解成均匀的糊状物;(2)尽量减少淀粉和糖分的损耗,避免产生其它不必要的有害的化学变化;(3)节省蒸汽,减少热损失;(4)设备能承受较高的压力,具有耐磨性,能使物料在锅内充分翻动,受热均匀;(5)结构简单,操作方便,投资少。
连续蒸煮有低温长时间的罐式连续蒸煮,中温的柱式连续蒸煮和高温短时间的管式连续蒸煮后熟器在连续蒸煮中,后熟器是利用经加热器或蒸煮锅(罐)加热后的料液余热,在一定压力和温度下维持一定时间的继续蒸煮,因此,后熟器又称维持器。
对后熟器的要求是,料液在后熟器中的整个截面上均匀地由下向上推动,力求做到先进先出。
真空冷却指的是醪液在一定的真空度下(即醪液进入负压状态)醪液本身产生大量蒸气(二次蒸气),并被抽出,这样便消耗了醪液大量的热量,因而醪液很快冷到与真空度相应的温度,这种醪液冷却法就称为真空冷却糖化设备主要是糖化罐,其容积按1m3的糖化醪需要的1.3m3容积来计算。
其旋转方向与冷却水在蛇管中水流的方向相反⏹连续糖化罐的作用是连续地把糊化醪与水稀释,并与液体曲或麸曲乳混合,在一定温度下维持一定时间,保持流动状态,以利于酶的活动。
二级真空冷却的连续糖化法。
对蒸煮醪的前冷却和后冷却均采用真空冷却的糖化工艺,叫二级真空冷却糖化法发酵罐的定义:是为一个特定生物化学过程的操作提供良好而满意的环境的容器。
⏹1.按微生物生长代谢需要分类:⏹好气:抗生素、酶制剂、酵母、氨基酸,维生素等产品是在好气发酵罐中进行的;需要强烈的通风搅拌,目的是提高氧在发酵液中的传质系数;⏹厌气:丙酮丁醇、酒精、啤酒、乳酸等采用厌气发酵罐。
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发酵工程复习资料1.发酵工业的特点:1.一步生产: 微生物发酵是由一系列极其复杂的生化反应组成, 反应所需的各种酶均包含在微生物细胞内。
2.反应条件温和3.原料纯度要求低: 常以农副产品作原料, 如薯干、麸皮等。
原料来源丰富, 价格低廉。
4.设备的通用性高:对微生物发酵来说, 无论好氧发酵还是厌氧发酵, 它们的发酵设备都大同小异, 即好氧的一般都用搅拌式发酵罐加空气过滤系统。
厌氧发酵都用密封式发酵罐。
5.对环境的污染相对较小: 发酵所用的原料是农副产品, 废水中虽然生物需氧量( BOD) 、化学需氧量( COD) 较高, 但有毒物质少。
6.生产受自然条件限制小2.发酵工业常见菌种类型:细菌:枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等放线菌:链霉菌属、小单胞菌属酵母菌:啤酒酵母、假丝酵母、类酵母等霉菌:根霉、毛霉、犁头霉、红曲霉、曲霉及青霉等未培养微生物3.发酵工业对菌种的要求:1,能够利用廉价的原料, 简单的培养基, 大量高效地合成产物2, 有关合成产物的途径尽可能地简单, 或者说菌种改造的可操作要强3, 遗传性能要相对稳定4, 不易感染它种微生物或噬菌体5, 产生菌及其产物的毒性必须考虑( 在分类学上最好与致病菌无关)6, 生长快, 发酵周期短, 生产特性要符合工艺要求7, 培养条件易于控制4.微生物菌种的分离筛选的步骤:样品采集→样品的预处理→目的菌富集培养→菌种初筛→菌种复筛→菌种发酵性能鉴定→菌种保藏。
5.诱变育种的基本步骤:出发菌株的选择处理菌悬液的制备诱变处理中间培养分离和筛选6.菌种变异及退化机理及其防止措施:菌种退化主要指生产菌种或选育过程中筛选出来的较优良菌株, 由于进行接种传代或保藏之后, 群体中某些生理特征和形态特征逐渐减退或完全丧失的现象。
主要原因: 基因突变、连续传代。
防止措施:采用减少传代、经常纯化、创造良好的培养条件、用单细胞移植传代以及科学保藏等措施,不但能够使菌种保持优良的生产能力, 而且还能使已退化的菌种得到恢复提高。
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第六章 发酵工程与食品产业1、 发酵工程概述1.1 发酵的定义传统发酵用来描述酵母菌作用于果汁或麦芽汁产生气泡的现象, 或者是指酒的生产过程。
生理学上的发酵指微生物的有氧呼吸和无氧呼吸以外的一种 生物氧化作用 , 经过底物水平磷酸化来获得代谢能ATP, 同时将内源的有机化合物还原成发酵产物。
工业上的发酵泛指利用微生物生产有用代谢产物的一种生产 方式。
1.2 发酵工程的应用范围1.3 发酵工业的发展历史 天然发酵时代 发酵工业第一个转折期 发酵工业第二个转折期 发酵工业第三个转折期 发酵工业第四个转折期 发酵工业第五个转折期1.4 发酵过程的组成部分 2、 发酵设备与基本工艺过程 2.1 生物反应器 发酵罐是供微生物在灭菌后的培养基中进行生命活动和代谢的设备。
要求 : 能够提供微生物生命活动和代谢所要求的条件 , 并便于 操作和控制 , 保证工艺条件的实现 , 从而获得高产。
2.1.1 厌氧发酵设备: 纯培养技术: 通风搅拌技术: 代谢控制发酵技术: 发酵原料的转变: 遗传工程技术对这类发酵罐的要求: 能封闭; 能承受一定压力; 罐内应尽量减少死角; 有冷却设备2.1.2 好氧发酵设备2.1.2.1 机械搅拌式发酵罐原理: 利用机械搅拌器的作用, 使空气和发酵液充分混合, 促使氧在发酵液中溶解, 以保证供给微生物生长繁殖、发酵所需要的氧气。
典型类型: 通用式发酵罐和自吸式发酵罐。
1) 通用式发酵罐通用式发酵罐是指既具有机械搅拌, 又有压缩空气分布装置的发酵罐。
它是利用机械搅拌器的作用使通入的无菌空气和发酵液充分混合, 促使氧在发酵液中溶解, 满足微生物生长繁殖和发酵所需要的氧气, 同时强化热量的传递。
通用式发酵罐的基本要求: 发酵罐罐体各部分的尺寸应具有适宜的比例; 发酵罐的搅拌通风装置能使气液充分混合, 保证发酵液必须的溶解氧; 发酵罐应具足够冷却面积; 搅拌器的轴封应严密,尽量减少泄漏发酵罐的结构:( 1) 罐体的尺寸比例( 2) 搅拌器作用: 使空气与溶液均匀接触, 使氧溶解于发酵液中。
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第一章 绪论1)、尽可能简单、低耗、高效、快速。
2)、分离步骤尽可能少。
分离方案的设计1)产品(杂质)的性质和价值2)产品的质量要求3)产物(杂质)在粗产品中的特征4)生产的规模第一篇 上游工艺—生物反应器及大规模细胞培养生物反应过程的核心问题是细胞的生长均衡生长模型:用“浓度”这一个量来描述细胞生长一、细胞浓度的测定 :生长测定常用理化方法,分为测定细胞数目和细胞重量两类:1计数器计数法 ,2 浊度计比浊法 , 3 细胞干重称量法4平板菌落计数法, 5 细胞组成分析法二 、细胞的生长一般分五个阶段:迟缓期(适应期)指数生长期减速期静止期(平衡期)衰退期(死亡期)细胞生长动力学细胞生长的速率、各种基质组分消耗的速率、代谢产物的生成速率。
三、比生长速率当X2=2X1时,此式可求得△t=td (细胞浓度倍增时间):td=ln2/μ=0.693/μ 四生物反应器的类型五、体积传氧系数的测定方法氧气吸收的体积传递系数,可采用下列几种方法测定:①直接测量法⎩⎨⎧细胞生物反应器酶催化反应器分、按生物催化剂的类型1⎪⎩⎪⎨⎧半连续式反应器连续式反应器间歇式反应器、按操作方式分2⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧机械搅拌式反应器反应器气升式(气体喷射式)流化床反应器固定床反应器、按设备结构形式分3②亚硫酸盐氧化法③动态法六、放大原则:通气发酵罐的放大设计:(一)几何相似放大(二)以单位体积液体中搅拌功率P0 /VL相等的准则进行反应器放大(三)以体积溶氧系数KLa相等为基准的放大法(四)以搅拌叶尖端线速度相等的准则进行反应器放大(五)混合时间相同的准则七、生物反应器的检测及控制设定参数1.压强2.温度3.通气量4.液面5.搅拌转速与搅拌功率6.泡沫高度7.培养基流加速度8.冷却介质流量与速度9.培养基质浓度和产物浓度状态参数1.黏度(或表观黏度)2.pH3.溶氧浓度和氧化还原电位4.发酵液中溶解CO2浓度5.细胞浓度6.菌体形态第二章、动物细胞大规模培养和专用生物反应器一、体外培养动物细胞的生长增殖过程1.原代培养期:从体内取出组织接种培养到第一次传代培养这个阶段,一般持续1-4周。
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发酵工程(Fermentation Engineering) 的定义应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理,利用微生物等生物细胞进行酶促转化,将原料转化成产品或提供社会服务的一门科学。
淀粉质原料进行蒸煮的目的是使植物组织和细胞膜彻底破裂,淀粉成为溶解状态进行液化;同时对进料进行灭菌;排除原料中的一些不良成分及气味。
为了实现这些目的,蒸煮设备必须达到下列要求:(1) 能使淀粉细胞完全破裂,淀粉溶解成均匀的糊状物;(2) 尽量减少淀粉和糖分的损耗,避免产生其它不必要的有害的化学变化;(3) 节省蒸汽,减少热损失;(4) 设备能承受较高的压力,具有耐磨性,能使物料在锅内充分翻动受热均匀;(5) 结构简单,操作方便,投资少。
连续蒸煮有低温长时间的罐式连续蒸煮,中温的柱式连续蒸煮和高温短时间的管式连续蒸煮后熟器在连续蒸煮中,后熟器是利用经加热器或蒸煮锅(罐)加热后的料液余热,在一定压力和温度下维持一定时间的继续蒸煮,因此,后熟器又称维持器。
对后熟器的要求是,料液在后熟器中的整个截面上均匀地由下向上推动,力求做到先进先出。
真空冷却指的是醪液在一定的真空度下(即醪液进入负压状态)醪液本身产生大量蒸气(二次蒸气),并被抽出,这样便消耗了醪液大量的热量,因而醪液很快冷到与真空度相应的温度,这种醪液冷却法就称为真空冷却糖化设备主要是糖化罐,其容积按1m3的糖化醪需要的1.3m3容积来计算。
其旋转方向与冷却水在蛇管中水流的方向相反连续糖化罐的作用是连续地把糊化醪与水稀释,并与液体曲或麸曲乳混合,在一定温度下维持一定时间,保持流动状态,以利于酶的活动。
二级真空冷却的连续糖化法。
对蒸煮醪的前冷却和后冷却均采用真空冷却的糖化工艺,叫二级真空冷却糖化法发酵罐的定义:是为一个特定生物化学过程的操作提供良好而满意的环境的容1 •按微生物生长代谢需要分类:好气:抗生素、酶制剂、酵母、氨基酸,维生素等产品是在好气发酵罐中进行的;需要强烈的通风搅拌,目的是提高氧在发酵液中的传质系数;厌气:丙酮丁醇、酒精、啤酒、乳酸等采用厌气发酵罐。
不需要通气。
2.按照发酵罐设备特点分类:机械搅拌通风发酵罐:包括循环式,如伍式发酵罐,文氏管发酵罐,以及非循环式的通风式发酵罐和自吸式发酵罐等。
非机械搅拌通风发酵罐:包括循环式的气提式、液提式发酵罐,以及非循环式的排管式和喷射式发酵罐。
这两类发酵罐是采用不同的手段使发酵罐内的气、固、液三相充分混合,从而满足微生物生长和产物形成对氧的需求(三)发酵的冷却装置对于中小型发酵罐,多采用罐顶喷水淋于罐外壁表面进行膜状冷却;对于大型发酵罐,罐内装有冷却蛇管或罐内蛇管和罐外壁喷洒联合冷却装置,为避免发酵车间的潮湿和积水,要求在罐体底部沿罐体四周装有集水槽。
采用罐外列管式喷淋冷却的方法,具有冷却发酵液均匀,冷却效率高等优点。
微生物的生物合成热是由维持微生物生命活动的呼吸热、促进微生物增殖的繁殖热以及微生物形成代谢产物的发酵热所组成[例题]某酒精工厂,每发酵罐的进料量为24t/h 。
每4h 装满一罐,发酵周期为72h,冷却水的初、终温分别为20C 和25C ,若罐内采用蛇管冷却,N 虫1试确定发酵罐的结构尺寸24 罐数、冷却水耗量、冷却面积和冷却装置 的主要结构尺寸。
(糖化醪密度为1076kg/m3)N:发酵罐个数(其中一个备用)(个); n:每24内进行加料的发酵罐数目(个); t: 一次发酵周期所需的时间(h ) n=24/4=66 72N 1 1924 发酵罐容积V:发酵罐的全体积,m3;V0:进入发酵罐的发酵液量,m3 ;① :装料系数,0.85-0.90, 取0.9蒸馏指利用液体混合物中各组分挥发性的差异而将组分分离的传质过程。
精馏:将由挥发度不同的组分所组成的混合液 ,在精馏塔中同时多次进行 部分气化和部分冷凝,使其分离成几乎纯态组分的过程。
蒸馏方法选择原则 24 4 10001076 0.9100(m 3)(1) 根据生产原料和成熟醪特性的不同,选择相应的流程。
例如:薯类淀粉质原料经高压蒸煮、糖化、发酵后.成熟醪含甲醇和杂醇油均较高,故它采用醪塔一精馏塔一甲醇塔的三塔式流程;糖蜜原料酒精发酵成熟醪中含醛酯头级杂质多,宜采用双塔式液相过塔(间接的)连续蒸馏流程,一般不宜采用气相过塔(直接的)流程。
对于生产精馏酒精的糖蜜酒精发酵工厂,多采用醪塔一排醛塔一精馏塔的三塔式流程。
则产品质量更容易保证。
(2) 从产品质量的实际要求选定蒸馏流程。
同一原料,产品质量要求不同,选定蒸馏流程也不同,以保证产品质量稳定。
例如用糖蜜原料生产体积分数为50%-60 %的白酒时,可选用单塔式蒸馏流程或塔、釜式结合蒸馏流程;生产体积分数为96%的工业酒精时选用两塔式蒸气过塔蒸馏流程;生产体积分数为96%的医用酒精时选用两塔式液相过塔蒸馏流程;生产精馏洒精时选用三塔式液相过塔蒸馏流程,同时具有排醛酒、抽提杂醇油的设备,一般在塔顶以下2-6层抽出成品酒精,以保证成品酒精质量。
(3) 应尽可能节约蒸汽来选择蒸馏流程4)要从节约用水角度来选定蒸馏流程。
蒸馏流程中的冷凝和冷却设备耗水量甚大,选定蒸馏流程时要求尽可能节约用水,例如成品冷却器及分凝器用过的水均应送生产用水分配站使用。
(5)选定蒸馏流程要注意节省厂房建筑费用和设备投资三、酒精蒸馏常见设备在酒精蒸馏中,所用的主要设备有粗馏塔、精馏塔、冷凝器、杂醇油分离器等。
蒸馏塔的类型-基本上按其塔板结构来划分,塔内装有泡罩塔板的称为泡罩塔;装有多孔板的称为筛板塔;装有填料的则称为填料塔。
塔按作用原理可分为两类,一类是鼓泡塔, 气体以鼓泡的方式穿过液层, 属于这一类的主要是泡罩塔、浮阀塔、筛板塔、斜孔塔;另一类是膜式塔, 液体是以液滴或液膜的形式分散在气体中, 属于这一类的主要有填料塔等。
常见的浸渍设备有圆锥型浸麦槽和平底浸麦槽两种一、糖化设备的组合方式( PPT32) 根据组成糖化系统设备的数目, 可分为以下几种组合方式:( 1) 两器组合: 由一个糖化过滤槽和一个糊化煮沸锅组成, 每天可糖化2次左右。
各类原料的液化、糊化、浸出和麦汁的煮沸浓缩在糊化煮沸锅内进行。
大麦芽的浸出, 醪液的糖化和麦汁过滤则在糖化过滤槽内进行。
利用醪泵来回输送醪液, 完成不同阶段的糖化过程。
5000t 以下四器组合:糊化锅、糖化锅、过滤槽和麦汁煮沸锅等四个容器组成,每天可糖化4 次左右。
该套组合的特点是设备分工明确, 利用率极不均衡。
糖化锅的利用率仅40-50%。
③五器组合:常见于中型啤酒厂的技术改造中。
在四器组合的基础上, 增加一只暂贮罐, 用于暂贮过滤后的麦汁, 以此缩短等待煮沸锅的时间, 提高整个系统的生产效率,使每天的糖化能力增加到6次。
六器组合:增加了过滤槽和麦汁煮沸槽各一只。
或设置两只糊化-糖化两用锅、两只过滤槽、两只麦汁煮沸槽, 便于生产周转。
相当于两套四器组合。
每天可糖化8 次左右, 该套组合的特点是糊化锅与糖化锅的利用率已达到极限。
二、糊化锅糊化锅的作用是把大米粉和部分麦芽粉与水混合煮沸,并用来对糖化醪加热升温。
糖化锅的用途是使麦芽粉与水混合,并保持一定温度进行蛋白质分解和淀粉糖化。
【例題】英啤洒厂一欲肅化楠化锅投发芽粉A 1W ii斤・毎1Q0公斤麦芽粉越化用水対420公斤,一次痣化祸化钢役麦茅粉臍4公斤.阖时投人大米粉恥2公斤,毎怕Q 企斤投科(也括卷茅粉和大米粉)用水为430公斤「试求楠代骈的容积瓦茶廉话尺寸声【解】糊比霸投料豎士恥2+關4 = 1如頁公斤)* *W (t «?# = 1016( 1 -t- j = 538 &(* 斤}IS如匕例戒沸时・毎小时瀝変9%的木分,操你时第-衣曲沸15纠札15 15 --.Md^fcS = 6a80x-|5-?rf-y = g7.25(公斤〉:第一次盍沸后鶴比解St = £・PQ — GT•邮(公斤)»ft®i=1160(l+-^-)= 6032(公斤)第一次煮沸后糊化驟卜塘化醪-5313 + 6032= 11345(^斤〉设大米紛和麦芽输含水屋沟为11%搪化薛沪胸战%忘mm豐?U丄L xloo%-17a>査表捋佗重为KWf 比锅有效舉糖化锅充粢数为乩人虬“薔化锚总容积=屠]=苗」(朱')采用爭疲糖化锅,其HI酱宜径D与商度日之it^2:L t BfftH = Q話 QM. I J:r ・,D = f =3^ (*>:1* - ・'//=0,5x3-4 = l,7 (常)升气管的直住为*G刃仏.•' : ,广0・7號*工去其0・丁脯X乩“屮岛.. . ,.•:' w ;J . r,' ■■ .^ I - >匕=0,飙*人欣掬趴5米q I发酵罐设备参数PPT 60-72①径高比:圆筒部分:1 : ( 1〜4);总高度最好不要超过16m,以免引起强烈对流, 影响酵母和凝固物的沉降。
②罐容量:有效体积: 80%③锥角:60〜90C, —般60〜75C。
④冷却夹套与冷却面积:二次冷媒冷却。
啤酒冰点:-2.7 〜-2.0 C,冷媒温度:-3 C左右。
冷媒: 20 〜30%酒精水或20%的丙二醇水。
冷却面积:不锈钢0.35〜0.40m2/m3, 碳钢: 0.50 〜0.62 m2/m3。
大型发酵罐应设防止真空的装置。
真空安全阀的作用是允许空气进入罐内, 以建立罐内外压力的平衡设备特点乙二醇或酒精溶液, 也可使用氨(直接蒸发)作冷媒; 这种设备一般置于室外。
已灭菌的新鲜麦汁与酵母由底部进入罐内;发酵最旺盛时, 使用全部冷却夹套, 维持适宜的发酵温度。
冷媒多采用CO 2气体由罐顶排出。
罐身和罐盖上均装有人孔, 罐顶装有压力表、安全阀和玻璃视镜。
在罐底装有净化的CO 2充气管。
罐身装有取样管和温度计接管。
设备外部包扎良好的保温层, 以减少冷量损耗。
发酵罐中发酵液的对流主要依靠其中CO2 的作用(如何作啤消发酵开始.产生于酒液底部的二執化碳,其向上絳动的拖拉力眶成酒蔽自下而匕的自然对流一使整牛們液温匮趟于平衛.当主发聲完毕.洒徹进行楼却时■情况发生亚化* 此时・发醉基本结隶” Xft碳不冉大锻产生•酒液的时流壬幣依靠冷却夹秦冷曲控制所形成前国度趙便酒液巒度发主变化衍产生刈断■进行挣里传递,当酒液继缠降塔,冷却至洒谨绘大密度时•将形成杭同密度而温度不同的洒液,在蛊大密度禅液的两测"自行区域性对流(圈3-5-刃,他冷却夹套的摩st楼递込不到要戒•整个酒液温度形城梯度「冷却速度下降■酒蔽制度下降缓慢■此时.开启椎部冷却夹奁很重要不仅足为了消除舒母本身产生的热量•也是为r使锥部酒掖眇却至irv*以降低酒隈密度.使其上升•产生酒癢对療’打破也嵐的湖庾榔IT此时温度的控制*应以洒液上祁的温度传感器为准,以免产生谋导■在氏葩间冷却下*礁的上部出现结冰现象*联合罐」是一种具有较浅锥底的大直径(高径比为1: 1-1.3)发酵罐能在罐内进行机械搅拌,并具有冷却装置。