1、用途:磁铁分离器 :消除原料中混杂的磁性金属杂质,避免对机器造成损害。筛选机:清除生产用原料含有的各种杂质,将力度不同的物料加以分级。锤式粉碎机 :广泛用于各种中等硬度物料的中碎与细碎,尤其适用于脆性物料。盘磨机:广泛用于手磨碎大米、玉米、豆类等物料。辊式粉碎机:广泛用于粒状物料的中碎与细碎。推力弹簧:调节两辊间隙及对超载荷起保险作用锤式粉碎机(冲击力、挤压、研磨;中碎、细碎、脆性物料)盘磨机(研磨、剪切;大米、玉米、豆类)球磨机(撞击、研磨;粒状物料)辊式粉碎机(挤压、剪切 ;粒状物料的中碎、细碎)气流输送目的:松散物料 气力输送原理:借助强烈的空气流优点:设备简便、占地面积小、成本低缺点:
2、动力消耗大、不能粘性物料、电耗大气流输送原理:垂直管中颗粒物料气流输送的流体力学条件,颗粒在气流管中受浮力重力阻力(粒子向下加速,向上加速,相对静止)气流输送过程 1、真空输送过程 2、压力输送过程 3、混合式输送过程气流输送适宜输送大麦、大米等松散粒状物料;输送大量能连续运行的操作。气流输送系统组成设备 1 进料装置 2 物料分离装置 旋风分离器是一种利用离心力沉降原理自气流中分离出固状颗粒的设备 3 空气除尘装置带式输送机:用于输送块状和粒状物料,也用于整件物料的输送。可进行水平方向和倾斜方向输送。原理 利用一根封闭的环状带,有鼓轮带动运行,物料放在带上,靠摩擦力随带前进,到带的另一端靠自
3、重卸下。主要部件 1、带 材质:橡胶带、钢带、网状钢丝带、塑料带,橡胶带由若干层帆布组成,胶带接头由机械接头和硫化接头两种。2、托辊 作用:限制胶带下垂,分上托辊和下托辊 3、鼓轮(空心轮)卸料端的鼓轮通常为主动轮,该轮旋转时,借摩擦力作用,带动胶带运动;另一端的鼓轮为从动轮,其作用拉紧胶带和转向胶带。4、传动装置 5、张紧装置 6、加料装置 7、卸料装置斗式提升机 是一种垂直升送散装物料的连续输送机械原理:物料从提升机下部加入料斗内,提升至顶部时,料斗绕过转鼓,物料便从斗内卸出,从而达到将低处物料升送至高处的目的。螺旋输送机 用于输送,加料,混料等操作,主要用于水平方向运送物料,也可用于倾角
4、小于 120的倾斜输送原理:利用旋转的螺旋,推送散装物料沿金属槽向前运动,重力,摩擦作用。灭菌方式 1 分批灭菌(间歇灭菌)2 培养基连续灭菌维持罐保持一定时间,825 分钟糖蜜稀释器 用途 用于发酵前进行的稀释、酸化、灭菌、添加营养盐等处理过程,使糊化醪与曲液和水分充分混匀的过程 水解锅:必须能耐酸耐压耐热,锅体材料为不锈钢板或内衬 1.5-3mm 厚不锈钢板的碳钢板。常用过滤介质新鲜棉花、玻璃纤维、活性炭、超细玻璃纤维纸、石棉滤板、烧结材料过滤介质、新型过滤介质粗过滤器作用:过滤大颗粒灰尘,减少活塞摩擦磨损,提高压缩机使用寿命常见设备:布袋过滤、油浴洗涤、水雾除尘、填料式粗过滤器空气贮罐
5、消除压缩机排出空气量的脉动,维持稳定的空气压力,利用重力沉降作用分离部分油雾气液分离器:分离空气中冷凝成雾状的水雾和油雾粒子空气冷却器立式列管式热交换器、沉浸式热交换器、喷淋式热交换器、套管式热交换器、板式热交换器。衡量发酵罐是否优良的指标:对于好气性发酵罐,以溶氧系数高低及传递 1kg 氧所耗的功率大小为指标通风发酵罐类型:气升式,机械搅拌式,自吸式,鼓泡式气升发酵罐用途:较适合于单细胞蛋白等生产机械搅拌发酵罐原理:利用机械搅拌器的作用,使空气和醪液充分混合促使氧在醪液中溶解,以保证供给微生物的生长繁殖,发酵所需的氧气与气升式的区别:以空气为动力(气升式)以机械搅拌器的作用(机械搅拌式)搅拌
6、器叶轮类型:平叶式,弯叶式,箭叶式挡板作用:改变液流方向,有径向流改为轴向流,防止页面中央产生漩涡,促使液体激烈翻动,增加溶解氧消泡器作用:可将泡沫打破或将泡沫破碎分离成液态和气态两相得装置,耙式,离心,刮板,碟片消泡器,消泡器长度约为罐径的 0.65 倍空气分布装置的作用:吹入无菌空气,使空气均匀分布常用轴封:填料函轴封,端面轴封、轴封作用:对灌顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封,防止泄露和污染杂菌减少染菌方法 1 尽量减少管路 2 消灭死角 3 消灭渗漏自吸式发酵罐与搅拌器的区别:机械罐敞开式叶轮,只起搅拌作用,转速较慢,另需通风设备。自吸罐闭式叶轮,是一个搅拌吸气装置,转速高,自吸空气自吸式
7、发酵罐主要构件:转子-叶轮,关键部件,作用:吸入空气并甩出;定子- 导轮,叶片数为 16,32。作用:使气液均匀分布甩出,并分裂成细微的气泡。转子的形式有多种,如九叶轮,四叶轮,三叶轮等,叶轮均为空心形自吸式发酵罐吸气原理:转子侵染在液体中,转动时由于离心力把液体甩出,使转子空腔形成真空,通过导气管吸入空气,转子不断把气液混合物甩向外缘,并通过定子分散;自吸式充气装置在搅拌的同时完成了充气;液柱高度是传质的推动力喷射自吸式和溢流喷射自吸式类型:文氏管发酵罐,喷射环流,喷射管式环流,溢流单层自吸式,溢流双层自吸式机械消泡装置类型:耙式消泡器,刮板式,涡轮,射流,碟片,离心常见的阳离子离子交换顺序
8、:FeAlCaMgKNaLi离子交换操作循环:1 交换 2 反洗 3 再生 4 正洗离子交换树脂(结构:1 本体骨架 2 活性基因):1 阳离子交换树脂:强酸性:磺酸型树脂。弱酸性:-COOH 和-OH 弱酸性基因;2 阴离子:强碱性:季胺基。弱碱性:伯胺基,仲胺基,叔胺基等气流干燥的用途:出去潮湿状态的颗粒物料的水分原理:是利用热空气于粉状或颗粒状湿物料在流动过程中充分接触,气体于固体物料之间进行传质与传热,从而使湿物料达到干燥的目的螺旋加料器,造成料封,防止热风向外流而造成物料的飞扬损失,这种加料器不易堵塞,对粘性不大的物料可采用文丘里管加料器原理:利用管面缩小时,产生的负压把物料吸入。但
9、这种加料器使用的时间长,物料在边上粘性易堵塞沸腾造粒干燥:料液、迅速雾化、液滴晶体结合、喷雾干燥与沸腾干燥的结合原理:在干燥过程中,使气流速度与颗粒沉降速度相等,当压力降与流动层单位面积的重量达到平衡时,粒子就在气体中呈悬浮状态,并在流动层中自由的转动流动层就如正在沸腾,这种状态是比较稳定的流态化沟流后果:沸腾干燥出现沟流,致使空气走短路,使干燥过程无法进行,可能是局部沟流,也可能是整体沟流层析现象产生原因:固体颗粒大小相差较大或密度不同喷嘴结构:三流式 加入晶核,在操作上称返料喷雾干燥原理:喷雾干燥是利用不同的喷雾器,将悬浮液和粘滞的液体喷成雾状,形成具有较大表面积的分散微粒同热空气发生强烈
10、的热交换,迅速排除本身的水分,在几秒至几十秒内获得干燥的过程压力喷雾法(压力作用于液体)气流喷雾法(压缩空气)离心喷雾法(高速旋转的离心盘)蒸馏分离的基本依据:混合液中各组分的液体具有不同的挥发度,即在同温度下各自的蒸汽压不同气相过塔:粗溜塔发生的酒汽直接进入精馏塔液相过塔:粗溜塔发生的酒气先冷凝成液体,然后进入精馏塔,多一次排醛机会导向斜孔的作用:利用部分气体的动力推动液体流动,有效降低液层厚度并保证液层均匀;在液体进程上能建立较大的浓度差,提高塔板效率鼓泡促进装置作用:使入口处孔速适当的增加,使气流分布更加均匀气量与漏液现象:气量由小变大时,液漏现象逐渐小并消失,液沫夹带现象逐渐产生并加强
11、精馏塔塔板类型:浮阀板 筛孔板 斜孔板 塔板的选择标准:提高处理量和降低基本建设费用空气压缩冷却过滤流程:粗过滤器-压缩机- 贮罐-冷却器- 总过滤器,气候寒冷相对湿度低的地方微生物的热死 微生物受热后蛋白质、大分子 DNA 变性失活而致死过滤除菌法采用定期灭菌的介质来阻截流进空气所含微生物而取得无菌空气(常用介质棉花、玻璃纤维、超细玻璃纤维、微孔超滤膜的绝对过滤、烧结材料)通风发酵:在发酵过程中发酵罐要通入无菌空气,使空气中的氧溶解到发酵液中的过程全挡板条件:在一定条件下,再增加罐内附件,轴功率仍保持不变轴封:安装在旋转轴与设备之间的部件,它的作用是阻止工作介质沿转动轴伸出设备之处泄露耗氧速
12、率:单位体积发酵液每小时的耗氧量,单位为 m mol 氧/(L.h) ,约为 25100m mol 氧/Lh临界溶氧浓度:微生物呼吸开始受到的溶氧浓度蒸发:将溶液加热至沸腾,是溶剂汽化并不断除去,溶质浓度增加结晶:物质自溶液中形成晶体析出的过程真空蒸发浓缩:aq 在真空状态,较低温度下即沸腾,溶剂汽化的过程。薄膜蒸发:让溶液在蒸发设备的加热器内以很薄的液层通过,使 aq 很快受热升温,汽化而浓缩,浓缩的 aq 迅速离开加热表面的过程刮板式蒸发器(刮板和内圆筒):是通过旋转的刮板使液料形成液膜的蒸发设备。离心式薄膜蒸发器(离心盘):利用旋转的离心盘所产生的离心力对溶液的周边分布作用而形成薄膜。境
13、界膜:晶核周围液体是一些溶质质点比较稳定的溶液,这些溶液像膜一样保卫者晶核。沟流现象:由于床层密度不均匀性,使床内出现沟,大量气体从沟内通过,在沟内及旁边的颗粒,由于气流速度较高而先行流化,而其它部分仍处于固定状态蒸馏是将液固,液液混合物分离成较纯或近于纯态组分的化工单元操作糖化罐:将醪液、水、曲液、在一定温度下,维持一定时间,使其充分混合 45min,使淀粉水解为葡萄糖。反应速度常数 k 的大小表示微生物对热的抵抗能力的强弱,也说明微生物死灭的难易,k越小,微生物越耐热。晶体生长的两个阶段:1 溶液中溶质的扩散 2 溶质在晶核晶格上排列。结晶速度与过饱和aq 的浓度差,结晶时的温度,溶液粘度
14、,境界膜的厚度有关。结晶设备比较:立式与卧式结晶箱结构简单实用范围不宽,产品结晶颗粒较小;连续真空煮晶锅的适用范围宽,结晶晶粒较大,规格一致。结晶设备的搅拌器:直叶式:结晶细小,底部晶沉积不均匀。倾斜叶:增强晶种悬浮,减少结晶沉积。锚式:煮晶锅。框式:立式结晶箱。罐式连续蒸煮糖化 1 蒸煮器:制造糊化醪,加热蒸汽入口有止逆阀 2 后熟器:在一定温度下,维持一定时间,是糊化醪进一步煮透 3 气液分离器:分离出蒸汽,装料率 50%空气除菌流程要求 1 对要除菌空气的要求 2 风机选择 离心式鼓风机增压:风压低、输送距离短、无菌要求不是很高的无菌空气 空气压缩机增压:制备较高无菌程度,具有较高压力的
15、无菌空气 离心式压缩机:生产规模较大的工厂 往复式空气压缩机:大部分发酵工厂涡旋气封阀工作原理:当空气以切线进入和离开涡旋气封阀时,在阀内形成旋窝,当旋窝中心产生的真空与旋风分离器底部的真空一致时,物料即可连续流入阀中,并为离开气封阀的空气所带走。因此,气封阀的有效操作决定于通过这个系统的空气比例的平衡和在气封阀内是否处于负压塔板面积的分配:浮阀塔板的布置分为四个区域:1 鼓泡区:气液两相接触的有效区域,即浮阀布置区 2 溢流区:装置溢流及上下降液管 3 安定区:溢流堰与鼓泡区之间的区域 4边缘区:最外一层浮阀与塔壁之间的区域影响产品粒度的因素:返料比小大;进料液的浓度高大;温度高小;干燥速率
16、快大沸腾造粒三种形式:1 自我成粒:雾滴接触种子之前,水分已完全蒸发 2 涂布成粒:雾滴附在种子的表面后水分才完全蒸发,使种子颗粒长大 3 粘结成粒:雾滴附着在种子表面,还未完全干燥,即与其它种子碰撞时,有一部分可能与其它种子粘在一起而成为大颗粒常压蒸发设备用途:将糊化、糖化、过滤后的清麦芽汁煮沸,浓缩到一定要求的发酵糖度。薄膜发酵设备分类:1 管式薄膜:a 升膜式蒸发器(由下而上)b 降膜(由上而下)c 升降膜(加热管分成两程)2 刮板式蒸发器 3 离心式薄膜蒸发器 1)升膜式蒸发器(二次蒸汽高速向上运动为动力)特点:形成的液膜与蒸发的气流的方向相同,由下而上的并流上升2)降膜式蒸发器(液体
17、重力、二次蒸汽为动力) ,分配器类型:a 齿形溢流:在加热管的上方管口周边切成锯齿形,以增加液体的溢流周边。缺点:当液位差别比较大,液位高度有变化 b 倒流棒:颗粒物料易堵塞 c 旋液倒流器:1 螺纹导流管 2 切线进料旋流器 d 分配筛板:利用液体的自流作用进行分配降升膜式蒸发器比较:升:成膜方便,不存在液体分配不均的问题,但不是适合粘度大的液体浓度。降:成膜均匀不如升膜式,适合粘度较高的物料浓缩。蒸发的节能措施:1 多效蒸发,多达 6-7 效 2 热汞蒸发(二次蒸汽再压缩):用机械汞或蒸汽喷射汞将低压蒸汽重新压缩成较高压力的蒸汽的方法。热汞形式:机械式(消耗电能)蒸汽喷射汞(利用高压蒸汽压
18、缩低压蒸汽)发酵罐结构:1 罐体 2 搅拌器和挡板 3 消泡器 4 联轴器及轴承 5 变速装置 6 空气分布装置7 轴封 8 冷却装置过滤器结构 1 沉淀层(棉花、活性炭、玻璃纤维)过滤器 2 平板式纤维纸分过滤器 3 管式过滤器 4 接送式低速过滤器影响产品颗粒大小的因素:1 停留时间的影响(长大)2 摩擦的影响(有小)3 干燥过程温度的影响(高小)培养基灭菌方法 1 培养液灭菌 2 过滤 3 紫外线超声波辐射 4 射线 5 蒸汽加热沟流产生的原因:1 气体分布不良,使气体在床层中走短路,影响气体分布因素:床层深度,流化速度,金属网板孔径的大小 2 物料的粘性 起晶方法:1 自然起晶法:把溶
19、液浓缩至不稳定区,即有大量晶核自然形成。缺点:但晶核数量难以控制,晶粒小。2 刺激起晶法:蒸发浓缩;进入介稳定区(刺激起晶区) ;改变温度,进入不稳定区;生成晶核;进入介稳区停止晶核产生;育晶,是晶体长大3 晶种起晶法:介稳定区;加入晶种;搅动,使晶体长大;晶种的筛选:大大均匀。沸腾干燥特点:1 传热传质速率高 2 干燥温度均匀控制容易 3 有利于连续化和自动化 4 结构简单 设备生产能力高,而动力消耗少 5 缺点:干燥度不够均匀,对结晶物料有磨损作用蒸发器的基本条件:1 充足的热源 2 溶剂蒸汽能迅速排除 3 一定的换热面积搅拌器的作用:1 将大气泡击碎成细小气泡,增加接触面积2 打碎气泡,
20、使氧溶解在醪液中3 产生漩涡,使气泡停滞在液体中难于逃散,延长气液接触时间 4 使料液成为湍流,有利于传质传热机械搅拌发酵的基本条件:1 发酵罐应具有适宜的径高比2 发酵罐能承受一定压力3 具有搅拌通风装置4 发酵罐应具有足够的冷却面积5 内部应抛光,尽量减少死角6 搅拌器的轴封应严密颗粒在输料管中运动状态:与输送气流速度有直接关系 1、垂直管中,液态化状态,颗粒自由悬浮在气流中;气流输送状态,颗粒均匀分布在气流中。2、水平管中,悬浮流状态,当气流速度很大时;两相流状态,气流速度降低时;团块流状态,气流进一步降低时。培养基组成对灭菌时间和温度影响1 氢浓度 酸碱度越大,所需灭菌温度越低2、脂肪
21、、糖分和蛋白质含量越多,微生物热死速度越慢。3、固体比液体培养基的灭菌时间要长。过滤除菌机理1 惯性冲击力滞留作用机理 2 拦域滞留作用机理3 布朗扩散作用机理4 重力沉降作用机理 5 静电吸附作用机理如何根据物料的性质选择蒸发设备:1 耐热性薄膜蒸发设备2 结垢性升膜式蒸发设备或其他强制循环的蒸发设备或方便清洗加热至积垢的蒸发设备3 发泡性升膜式或强制循环式蒸发器4 结晶性强制循环或有搅拌的蒸发设备5 腐蚀性防腐蚀的材料,如采用石墨加热或耐酸糖瓷夹层蒸发器等6 粘滞性- 强制循环或刮板薄膜式蒸发器气流干燥特点:1 干燥强度大,干燥时间短,一般为 15 秒2 对于热敏性物料仍可选择较高介质温度,物料不会发生变化3 投资费用少,加工方便4 改善产品质量,提高收得率5 缺点为对品形磨损厉害