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●滚筒筛分类有1.并列式:
颗粒直径分布均匀;
2,串联式:
小颗粒
含量较多的;
3.同轴式:
大颗粒含量不多的物料
●重力分选原理:
干重重力分选、湿重重力分选
●湿重重力分选利用不同密度的颗粒在水中受到的浮力及下降阻力
的差异进行分选的。
●典型重力分选机械粒状原料密度去石机采用干法重力分选块根原
料除石机该设备通常采用湿法重力分选
●精选设备常用的有滚筒式精选机、碟片式精选机、螺旋球度精选
机
●螺旋球度精选机从长颗粒中分离出球形颗粒
●粉碎的理论模型(a)体积粉碎模型(b)表面粉碎模型(c)均一
粉碎模型
●粉碎:
粉碎是固体物料尺寸由大变小的过程,是利用机械力来克
服固体物料内部凝聚力使之破碎成符合要求的小颗粒的单元操
作。
●实际粉碎过程中受到两个因素的影响:
原料性质和粉碎设备结构
与操作系数
●锤式粉碎机主要作用于脆性物料,两个关键部件锤刀,筛面
●辊式粉碎机(啤酒厂粉碎麦芽和大米)利用两辊筒相对转动把物
料压碎。
应用于破碎粘性和湿性物料,常用的有两辊、四辊、五
辊、六辊
●固体物料的输送各种类型的输送机和气力输送装置
流体物料的输送各种类型的泵和空气压缩机、风机
●带式输送机构造:
输送带、驱动滚筒、张紧滚筒、张紧装置、装
料斗、卸料装置、托辊及机架组成
●斗式提升机是将低处的物料输送到高处,分为倾斜斗式提升机、
垂直斗式提升机,从牵引构件分为带式和链式两种
●螺旋式输送机
优点:
结构简单、紧凑、横截面尺寸小;
工作可靠;
制造成本低;
密
封性好;
输送方向是可逆的;
在物料输送中可以同时进行混合、搅拌
等工艺操作。
缺点:
输送过程中物料易粉碎。
输送机零部件磨损较重,
动力消耗大。
输送长度较小(小于40m)。
对超载敏感,需要均匀进
料。
●气流输送输送原理:
又称风力输送。
借助空气在密闭管道高速流
动,物料在气流中被悬浮输送到目的地
●液体物料输送设备及特点
1.离心泵依靠高速旋转叶轮对被泵送液料的动力作用,把能量连续
传递给料液,实现连续地液体输送
2.往复泵往复泵的流量由活塞截面积、活塞冲程及活塞往复次数所
决定,与系统所需压头没有关系
3.隔膜泵粘稠的液体,要求有润滑性
4.螺杆泵特点:
效率高、无振动和噪音;
粘稠性的液体
5.齿轮泵特点为流量较小,但压头较高。
常用来输送黏稠性液体和
作为板框压滤机的加料泵
6.漩涡泵旋涡泵的结构和作用原理与离心泵相类似。
叶轮以高速旋转时,由于离心力的作用,叶片凹槽内的液体以很高的
速度甩向流道,由于流道截面较宽,液体流速减慢,一部分动能就转
变成静压能而被压入管道
●气蚀现象:
当叶轮入口处的压力低于或等于输送温度下液体的饱
和蒸气压时,液体将在该处气化而产生气泡,同时原来在液体中
的溶解气体也会解吸出来而使泡沫增加,气泡随液体从低压区流
向高压区;
气泡在高压作用下迅速凝结或破裂,周围的液体以极
高的速度冲向原气泡所占据的空间,产生极大的冲击压力,使叶
轮表面呈海绵状、鱼鳞状破坏。
此现象叫做离心泵的气蚀现象
产生原因:
吸液池压力(Pa)、叶轮入口附近最低压力(Pk)
压差(Pa-Pk)、压差大泵的吸入能力大;
、Pk<Pt
汽蚀危害:
产生噪音、泵过流部件点蚀、泵的性能下降
●气缚:
离心泵启动时,若泵壳内存有空气,由于空气的密度很低,
旋转后产生的离心力小,因而在叶轮中心处产生的低压不足以将
培养基灭菌及灭菌设备(重点)
●微生物对热的抵抗力叫做热阻
N——培养基中活的微生物个数;
温度由T1升高到T2,值分别为:
●培养基灭菌方式有两种:
分批灭菌(实消法)
连续灭菌(连消法)
长,发酵罐利用率不高,培养基的成分会遭到一定程度的破坏。
●连续灭菌法也称“连消法”。
指配制好的培养基在发酵罐在向发
酵罐输送的同时进行加热、保温和冷却三个步骤。
只在大规模的
发酵工厂中作培养基灭菌用。
,短时间按内加热到保温温度,保
温时间短,有利于减少营养成分的破坏
●
●通用型发酵罐实罐灭菌将蒸汽从进气口、排料口、取样口直接通
入罐中,使罐温上升到118--120℃,罐压维持在0.09~0.1MPa(表
压),并维持约30min
●保温阶段,凡进口在培养基液面下的各管道都应通入蒸汽;
在液
面上的其余管道则应排放蒸汽,这样才能保证灭菌彻底,不留死
角
●培养基分批灭菌工艺设计:
最高控制温度121℃,灭菌度取染菌
率0.1%,通常选用枯草芽孢杆菌的芽孢作为标准
●培养基的连续灭菌是指将配制好的培养基在向发酵罐输送的同时
经过预热、加热、保温和冷却过程的灭菌方法,也叫连消法
●培养
●连消塔的种类:
套管式连消塔、混合式连消塔
●实消法与连消法的比较
连续灭菌
①采用高温短时灭菌,培养基受热时间短,营养成分破坏少,
有利于提高发酵产率;
②蒸汽负荷均衡,锅炉利用率高,操作方便。
①所需设备设备复杂、投资大;
操作麻烦,染菌机会多;
②不适合含大量固体物料的灭菌;
③蒸汽压力要求高于5×
105Pa。
实消法
①设备要求低,不需另外加热、冷却装置;
②操作要求低、蒸汽压力要求低3×
105-4×
105Pa,适合小批量生产
规模;
③适合大量固体物料的灭菌。
①培养基的营养物质损失大,灭菌后培养基质量下降;
●静电吸附作用机理
当气流速度继续增加,惯性碰撞开始发挥作用,除菌效率随着气流速
度增加而提高
如果气流速度过大,除菌效率又下降,则是由于已被捕集的微粒又被
湍动的气流夹带返回到空气中
●提高过滤效率的措施
1.减少进口空气的含菌数。
加强生产环境的卫生管理,减少环境空气中的含菌量;
提高空气进口位置,减少空气进口含量;
加强压缩前的空气预过滤。
2.设计和安装合理的空气过滤器。
3.降低进入总过滤器空气的相对湿度。
采用无油润滑空压机;
加强空气的冷却,去油水;
提高进入总过滤器的空气温度,降低其相对湿度。
●对数穿透定律
假设:
①纤维之间互不影响
②微粒与纤维接触即吸附
③过滤效率与空气中微粒的浓度无关
④空气中的微粒在滤层中的递减均匀
具体版:
(1)过滤器中过滤介质每一纤维的空气流态并不因其他邻近
纤维的存在而受影响;
(2)空气中的微粒与纤维表面接触后即被吸附,不再被气流卷起带
走;
(3)过滤器的过滤效率与空气中微粒的浓度无关;
(4)空气中微粒在滤层中的递减均匀,即每一纤维薄层除去同样百分
率的菌体。
●空气压缩机:
离心式空气压缩机、往复式空气压缩机两种
离心式空压机特点:
空气压力稳定,效率高,设备紧凑,占地面积小,
无易损部件,获得的空气不带油雾
往复式空气压缩机特点:
出口压力不够稳定,气缸需要加润滑油
原理:
靠活塞在气缸内的往复运动而将空气抽吸和压入
●贮气罐作用
(1)消除脉动,维持罐压的稳定。
(2)使部分液滴在罐内沉降。
(3)保温灭菌
储气罐设计:
H/D=2.2-2.5普通的为2.5~4.0
V>400Vp/n或:
V=0.1-0.2Vc
●气液分离器一般常用的有旋风式和填料式
旋风分离器优点:
结构简单、制造方便,对10µ
m以上的微粒效率较
高
介质过滤器(丝网分离器):
具有较高的分离效率,对直径大于5µ
m
的颗粒分离效果可达99%,大于10的更可高达99.5%,能除去部分
2-5µ
m的较细颗粒,加上结构简单,阻力不大等,被广泛应用。
●填料过滤器:
利用惯性进行拦截的介质过滤器。
利用块状介质、颗粒状介质、网状介质或高分子材料丝网的惯性拦截
作用来分离空气中的水滴或油滴的方法。
●生物工业常用清洗剂
(1)清洗剂
(2)消毒杀生剂
(3)特殊清洁剂
●氧化性杀生剂氯基杀生剂:
次氯酸钠、氯代异氰尿酸
溴基杀生剂
二氧化氯
过氧化物、臭氧
●非氧化性杀生剂有机硫化合物:
异噻唑啉酮
季铵盐类(洁尔灭、新洁尔灭)
戊二醛
●CIP清洗系统(cleaninplace)也叫在位清洗或原地清洗
定义:
不拆卸设备或元件,在密闭的条件下,用一定温度和浓度的清
洗液对清洗装置加以强力作用,使与食品接触的表面洗净和杀菌的
方法
CIP的优点:
能维持一定的清洗效果,保证产品的安全性。
节约操作时间、提高效率
节省劳动力,保证操作的安全性。
节省清洗用水和蒸汽
●影响清洗效果的因素
①污物与金属表面吸附能力的大小
②污物的特点:
新、旧
③冲刷强度
④清洗剂的类型、活性及浓度
⑤温度
●发酵罐清洗应注意的事项
大型发酵罐的清洗以冷清洗为宜(<40℃)
清洗液回流泵的流速应比清洗泵高约25%
含氯的清洗剂和灭菌剂都能对不锈钢产生侵蚀
CIP系统需要打开取样阀,使清洗液通过取样阀
安装固定洗球时,洗球的最下部留一个小孔;
旋转喷射型洗涤器应能
自动监视自转情况
清洗剂、灭菌剂的温度和浓度等参数
大罐清洗宜简化程序:
清洗和灭菌一次完成;
免冲洗杀菌剂
彻底的微生物检查、防止感染细菌
●发酵罐及容器的灭菌使用前必须经耐压、气密性实验
●空气过滤器的灭菌排除过滤器中的空气,从过滤器上部通入蒸
汽,并从上、下排气口排气,维持压力约0.174MPa,灭菌2h,灭
菌完毕通入压缩空气。
●保证管道彻底灭菌的设计要求:
管道应有一定的斜度,通常取1/100或更大;
管路有足够的支撑点;
凹陷低点安装排污阀;
尽可能减少和简化管路,少用弯头管件和阀门;
尽可能减少最高与最低点,且在每个最高点装设蒸汽进管,在最低点
均装冷水阀;
每个罐及管道尽可能分开灭菌。
这样才能保证蒸汽杀菌的严密性与稳
定安全性。
●培养基灭菌不彻底原因
蒸气压力或蒸气量不足、灭菌时间不够;
灭菌时培养基产泡沫或罐内有污垢堆积、或基质中有不溶解的固体颗
粒;
蒸汽短路原料性状:
假压的形成;
参数不稳定(连续灭菌);
设备
死角
●生产上常把不能彻底灭菌的部位称为“死角”
分类有:
种子罐放料管的死角、管道连接的死角(螺纹、法兰、焊接)、
排气管的死角
消灭死角方法
①减少挡板和开孔;
②焊接光滑;
③法兰、阀门连接正好;
④减少残渣沉积;
⑤严格清洗和检查
⑥多个罐在使用前应该分段进行灭菌,应该考虑满足灭菌要求、减少
死角,并确保无菌状态(4-10);
⑦对于蒸汽达不到的死角,要装设于大气相同的旁路(排气口);
⑧接种、取样、补料等管道要配置单独的灭菌系统
第五章通风发酵设备
●四十年代中期,青霉素的工业化生产,或深层通风培养技术的出
现,标志近代通风发酵工业的开始,实现了真正意义上的生物工
程设备
●发酵罐可以说是现代发酵工程的标志
●发酵罐常见的尺寸
H:
D=2.5~4.0:
1
H0:
D=2:
S:
Di=2~5:
D:
Di=2~3:
C:
Di=0.8~1.0:
B=8~12:
●机械搅拌通风密闭发酵罐主要结构部件包括罐体、搅拌器、挡板、
热交换器(冷却器)、空气分布器(通风管)、消泡器、联轴器、
中间轴承、轴封、变速装置、人孔、视镜
●搅拌器作用是打碎气泡,使空气与溶液均匀接触,使氧溶解于发
酵液中。
有平桨式、螺旋桨式、涡轮式(平叶式、弯叶式、剑叶式)
●挡板的作用:
改变液流的方向,由径向流改为轴向流,促使液体
剧烈翻动,增加溶解氧;
挡板与罐壁保持的距离为罐直径(D)的1/8~1/5
通常,挡板宽度取(1/12~1/8)D,装设4~6块即可满足全挡板条件;
全挡板条件:
是指在一定转数下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变
●热交换器类型:
夹套式热交换器、立式蛇管式热交换器
立式盘管式热交换器
●空气分布器又叫通风管,小型罐采用多孔环状管,大型罐采用单
孔管
●发酵罐常用的变速装置有三角皮带传动,圆柱或螺旋圆锥齿轮减
速装置,其中以三角皮带变速传动较为简便
●轴封轴封的作用是使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封,防止
泄漏和污染杂菌。
常用的轴封有填料函和端面轴封
填料函式轴封的优点是结构简单。
主要缺点是:
死角多,很难彻底灭菌,容易渗漏及染菌;
轴的磨损情况较严重;
填料压紧后摩擦功率消耗大;
寿命短,经常维修,耗工时多
端面式轴封的优点:
清洁;
密封可靠;
无死角,可以防止杂茵污染;
使用寿命长;
摩擦功率耗损小;
轴或轴套不受磨损;
它对轴的精度和光洁度没有填料密封要求那么严格,对轴的震动敏感
性小。
端面式轴封的缺点:
结构比填料密封复杂,装拆不便;
对动环及静环的表面光洁度及平直度要求高
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