生物工程设备各章知识点总结Word文件下载.docx
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剪切、研磨、挤压
④ 方向性物料:
劈裂
2)粉碎度:
物料粉碎程度前后平均粒径之比x=D1/D2
D1粉碎前物料的平均粒径
D2粉碎后物料的平均粒径
3)粉碎程度:
按粉碎物料和成品的粒度大小分类:
粗碎、中细碎、磨碎或研磨、胶体磨;
筛析法:
以物料通过不同筛目标准筛的百分数来表示
4)设备要求:
① 粉碎后物料颗粒大小均匀
② 不重复粉碎,已粉碎物料需立即从压榨部分排除
③ 操作自动化
④ 容易更换磨碎的部位,在操作发生障碍时有保险装置,能自动停车。
3.锤式粉碎机的结构、特点
1)锤式粉碎机的结构(酒精厂)
① 锤刀:
高碳钢或锰钢,40*125-180*6-7mm。
末端V=25-55m/s,V越大,产品粒度越小,锤刀重量小,易产生自转;
重量大,功率大。
② 筛板:
用以控制粉碎物料的粒度,圆形或长条形。
锤刀与筛孔间隙为5-10mm.一般6+2mm
③ 锯齿形冲击板:
与锤刀一起挤压,磨碎物料
2)特点:
① 可做粗碎和细碎
② 体积紧凑,构造简单,生产能力高
③ 适用于不同性质的物料,物料含水量≤15%
④ 锤刀磨损快,筛网易损坏
⑤ 运转时震动较大,应安装在底层
⑥ 粉碎机底部可采用吸引式气流输送,防止粉尘飞扬,提高产量。
4.辊式粉碎机的结构、特点
1)辊式粉碎机的结构(多用于啤酒厂麦芽粉碎):
① 辊筒:
生铁铸造,辊光或有齿形丝。
圆周速度2.5-6.0m/s,太小粉碎度低,太大,物料易在辊面上跳动,不易被带入辊筒。
两辊间存在15%-20%的转速差,可增加粉碎度,辊子直径D≥250mm,一般D=230-800mm,直径太小,麦芽接触辊面的时间太短,不易粉碎。
辊子长度L=400-1000mm
② 开度:
两辊筒间的距离b=3-5mm。
凡物料颗粒小于开度的可经空隙露出,开度可调。
③ 筛网:
两对以上辊式粉碎机的每对辊子之间装有筛网。
① 用于粉碎颗粒状物料的中碎和细碎
② 粉碎度可调,可保证皮壳破碎适中,利于过滤
5.输送方式:
机械输送和气流输送。
机械:
带式输送机,螺旋输送机,斗式输送机
6.气流输送:
利用强烈的空气气流在密闭管内流动,把物料悬浮送到目的地的运输方式。
7.气流输送的流程
a、吸引式输送流程 (可由多点到一点)
空气、物料—→吸管—→ 输料管—→分离器—→除尘器—→真空泵(风机)—→排空管
↓
闭风器—→料斗
特点:
1.整个流程的动力部分在尾部
2.处于负压状态
3.特殊的卸料装置
b、压送式输送流程 (可由一点到多点)
空气—→空气粗过滤器—→鼓风机—→输料管—→分离器—→空气、物料
↑
物料—→料斗—→闭风器(加料)
1.动力设备在前面
2.处于正压状态
3.特殊的加料装置
8.气流输送组成设备:
① 加料装置:
吸嘴、旋转加料器
② 物料分离装置(卸料装置):
旋风分离器、重力式分离器
③ 空气除尘装置:
旋风分离器、袋滤器、湿式除尘器
④ 动力设备
9.混合比
单位时间输送的物料量与单位时间所需要的空气质量的比
µ
=ms/ma (ms、ma单位kg/h)
意义:
表示系统的输送能力,即单位质量的空气所能输送的物料的质量
10.旋风分离器的工作原理、结构、应用
工作原理:
利用离心力沉降将物料与气流分开
结构:
(略)
应用:
结构设计
旋风分离器采用立式圆筒结构,内部沿轴向分为集液区、旋风分离区、净化室区等。
内装旋风子构件,按圆周方向均匀排布亦通过上下管板固定;
设备采用裙座支撑,封头采用耐高压椭圆型封头。
设备管口提供配对的法兰、螺栓、垫片等。
通常,气体入口设计分三种形式:
a)上部进气
b)中部进气
c)下部进气
对于湿气来说,我们常采用下部进气方案,因为下部进气可以利用设备下部空间,对直径大于300μm或500μm的液滴进行预分离以减轻旋风部分的负荷。
而对于干气常采用中部进气或上部进气。
上部进气配气均匀,但设备直径和设备高度都将增大,投资较高;
而中部进气可以降低设备高度和降低造价。
应用范围
旋风分离器适用于净化大于1-3微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘。
它是一种结构简单、操作方便、耐高温、设备费用和阻力较高(80~160毫米水柱)的净化设备,旋风除尘器在净化设备中应用得最为广泛。
改进型的旋风分离器在部分装置中可以取代尾气过滤设备。
网上
第二章培养基的制备设备
1.培养基的灭菌方法
① 热灭菌(湿热、干热):
160℃,1h,微生物蛋白变性而死亡
② 化学药剂灭菌:
加杀菌剂(甲醛、苯酚、洁尔灭等),不利于发酵
③ 射线灭菌:
紫外线、电磁波,生产中培养基液数量多,含有固形物穿透力弱
④ 介质过滤除菌:
离心分离、静电吸附等。
2.湿热灭菌
定义:
直接用表压为0.2~0.4MPa的饱和蒸汽进行灭菌
优点:
① 易得到,蒸汽成本低
② 穿透力强,蒸汽在冷凝时释放出大量的潜热,杀菌效果好
③ 高温,120℃以上,微生物细胞蛋白极易凝固
④ 快速,20~30min(包括加热和保温)
3.动力学:
对数残留定律
微生物受到不利环境的影响,细胞蛋白受热凝固,丧失活力,随着延长而逐渐死亡,细胞个数逐渐减少,其减少速率与任何一瞬间残存的菌数成正比,即微生物在一定温度下,受热死亡遵循一级反映方程的规律。
—dN/d¿
=kN
K表示微生物的耐热程度,k越小微生物越耐热,k越大,微生物越易受热死亡,如细菌孢子的k值远远小于其营养细胞和霉菌孢子。
4.三种连续灭菌流程:
加热、保湿、冷却设备
① 连消塔式
配料罐—→预热罐—→连消泵—→连消塔—→维持罐—→喷淋冷却器—→发酵罐
② 喷射加热
配料罐—→预热罐—→连消泵—→喷射加热器—→维持管道—→真空冷却器—→发酵罐
③ 薄板换热器
配料罐—→2号薄板换热器(预热)—→3号薄板换热器(加热)—→维持管道—→2号薄板换热器(预冷却)—→1号薄板换热器(冷却)—→发酵罐
5.保温时间与维持器的计算
见作业
6.酒精厂连续蒸煮、糖化流程(罐式、柱式、管道式):
粉浆罐—→粉浆泵—→蒸煮罐(锅)—→后熟器(保温设备)—→真空冷却器—→连续糖化罐—→喷淋冷却器—→发酵罐
主要设备:
加热器(t套管式、三套管式)、后熟器、冷却器
7.真空冷却系统的组成,真空冷却器(原理)、冷凝器、喷射泵
8.啤酒厂糖化设备组成方式:
四器、六器组合,各设备作用
第三章空气除菌设备
1.通风发酵对无菌空气的要求
1.压力:
两个工程大气压(表压)作为输送动力
2.温度:
发酵温度
3.流量:
(uuM)单位时间单位体积内所需流量
4.相对湿度<
=60%一般50%-60%
洁净度:
100级Y094型粒子计数器测定染菌率10-3
2.测量空气含菌量的方法:
培养法(能测活菌落数)、光学法(利用微粒对光线的散射作用来测量,不能测活菌落数)
3.常用的空气除菌方法
辐射杀菌、热灭菌、静电除菌、介质过滤除菌
4.介质深层过滤除菌机理
微粒随空气流通过过滤层时,滤层纤维所形成的网格阻碍气流前进,使气流无数次的改变运动速度和运动方向而绕过纤维前进,这些改变引起微粒对滤层纤维产生惯性冲击、重力沉降、拦截、布朗扩散、静电吸引等作用而把微粒滞留在纤维表面。
5.过滤效率
滤层滤去的微粒数与原来微粒数之比。
衡量过滤器过滤能力的参数
过滤效率是过虑常数K和滤层厚度L的函数,K越大
6.过滤介质(常用的)
① 棉花
② 玻璃纤维
③ 活性炭
④ 超细玻璃纤维纸
⑤ 石棉滤板
⑥ 烧结材料过滤介质
⑦ 新型过滤介质
7.过滤除菌流程的认识与计算:
两种冷却、分离、加热除菌流程:
粗过滤器—→空压机—→贮罐—→一级冷却器(30-50℃)—→旋风分离器—→二级冷却器(20-25℃)—→丝网分离器—→加热器(50%-60%)—→过滤器
冷热空气直接混合式除菌流程:
粗过滤器—→空压机—→贮罐—→冷却器—→丝网分离器—→过滤器
高效前置过滤器除菌流程:
高空吸风口—→高效前置过滤器—→空压机—→贮罐—→冷却器—→丝网分离器—→加热器—→过滤器
计算见作业或笔记
8.露点温度
将不饱和湿空气等湿冷却到饱和状态时的温度称为空气的露点温度。
即含有一定水汽的空气冷却至相对湿度为100%时的温度。
第四章嫌气发酵设备
1.酒精发酵罐的结构:
酒精发酵罐的冷却方式
酒精发酵罐筒体为圆柱体,顶盖和底盖均为碟形或锥形
中小型发酵罐采用罐顶喷水淋与外壁表面进行膜状冷却
大型发酵罐,罐内装有冷却蛇管或罐内蛇管和罐外喷洒联合冷却装置。
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。
2.常用的大型啤酒发酵罐:
锥底罐、联合罐、朝日罐
3.锥底发酵罐的结构与特点
结构?
1.密闭罐,可做发酵罐也可作贮酒罐便于排放和回收酵母,可用CO2清洗,除去酒中的生青味,促进啤酒的成熟,缩短生产周期。
2.冷却夹套,易于控制发酵温度,满足工艺要求
3.CIP系统,灭菌较彻底,降低劳动强度
4.加压密闭发酵,减少酒花苦味物质的损失,降低酒花用量15%左右,CO2溶解好,啤酒泡持性好
5.易于自控
6.由于CO2浓度梯度造成密度差,引起自然对流
缺点:
1.酒液澄清慢,尤其在麦汁成分有缺陷或酵母凝集性差时,影响啤酒的过滤,排酵母
酒损失大
2.泡沫多,罐利用率低
3.CO2浓度梯度。
4.啤酒锥底罐对流循环的原因
在同一发酵罐中,各点的温度并非均匀一致,主发酵阶段的对流与后发酵阶段的对流方向完全是相反的。
在主发酵阶段,温度高的啤酒向上流动,温度低的啤酒向下流动,
?
5.联合罐的结构与特点(对流)
较浅锥底,大直径,H/D=1/(1-1.3)
① 浅锥底便于回收酵母等沉淀物和排除洗涤水
② 表面积与容量之比小,造价低,仅次于球型罐
③ 冷却夹套
④ CO2喷射环
形成自然对流,上部酒液冷却后密度增加,沿管壁下降,底部酒液从罐中心上升,保持罐内温度均匀。
6.朝日罐啤酒发酵系统的设备组成与特点
组成:
① 朝日罐
② 酵母离心机
④ 循环泵
① 可回收酵母,降低酒温,控制下酒酵母浓度和排除嫩啤酒中的生酒味提高发酵液的发酵度,加速啤酒的成熟。
② 离心机分离酵母可用凝集性较弱的酵
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