發(fā)酵第一章生物質(zhì)原料處理過(guò)程與設(shè)備

1、發(fā)酵機(jī)械與設(shè)備發(fā)酵機(jī)械與設(shè)備n徐徐 明明 芳芳 博博 士士n教教 授授n暨暨 南南 大大 學(xué)學(xué) 生生 科科 院院n2015-09-11工欲善其事，必先利其器 論語(yǔ)魏靈公 目錄緒論緒論第一篇第一篇 生物質(zhì)原料處理設(shè)備生物質(zhì)原料處理設(shè)備第二篇第二篇 生物反應(yīng)設(shè)備生物反應(yīng)設(shè)備第三篇第三篇 產(chǎn)物分離設(shè)備產(chǎn)物分離設(shè)備第四篇第四篇 其他設(shè)備其他設(shè)備第一篇第一篇 生物質(zhì)原料處理設(shè)備生物質(zhì)原料處理設(shè)備n第一章第一章 生物質(zhì)原料預(yù)處理設(shè)備生物質(zhì)原料預(yù)處理設(shè)備n第二章 生物細(xì)胞培養(yǎng)基制備設(shè)備第一篇第一篇 生物質(zhì)原料處理設(shè)備生物質(zhì)原料處理設(shè)備第一章第一章 生物質(zhì)原料處理過(guò)程與設(shè)備生物質(zhì)原料處理過(guò)程與設(shè)備內(nèi)容思考題思

2、考題n生物質(zhì)原料為什么要進(jìn)行預(yù)處理生物質(zhì)原料為什么要進(jìn)行預(yù)處理? ?預(yù)處理預(yù)處理包括哪些內(nèi)容包括哪些內(nèi)容? ?n常用的旋轉(zhuǎn)式永磁滾筒磁鐵分離器結(jié)構(gòu)常用的旋轉(zhuǎn)式永磁滾筒磁鐵分離器結(jié)構(gòu)與工作原理；與工作原理；n大麥精選機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理是什么大麥精選機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理是什么？n振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)與原理？振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)與原理？n錘式粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)、工作原理錘式粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)、工作原理n輥式粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理輥式粉碎機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理n球磨機(jī)球磨機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理結(jié)構(gòu)和工作原理底物底物生物反應(yīng)器生物反應(yīng)器檢測(cè)控檢測(cè)控制儀表制儀表培養(yǎng)基培養(yǎng)基（滅菌）（滅菌）經(jīng)加工經(jīng)加工原料原料酶酶細(xì)胞細(xì)胞生物催化劑生物催化劑（游離或固定化）

3、（游離或固定化）機(jī)械能機(jī)械能除除菌菌空氣空氣產(chǎn)品提取純化產(chǎn)品提取純化副產(chǎn)品副產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品廢物廢物熱能熱能營(yíng)養(yǎng)物營(yíng)養(yǎng)物典型工業(yè)生物技術(shù)過(guò)程典型工業(yè)生物技術(shù)過(guò)程n培養(yǎng)基制備工藝過(guò)程：培養(yǎng)基制備工藝過(guò)程： 糊糊 化（蒸煮、酶）化（蒸煮、酶） 糖糖 化（酶法）化（酶法） 滅滅 菌菌 冷冷 卻卻 原料概述原料概述 工業(yè)化大生產(chǎn)所用工業(yè)化大生產(chǎn)所用原料原料主要有主要有兩種兩種： 1.直接使用直接使用淀粉淀粉為原料為原料 (或淀粉的加工品，如各種淀粉糖或淀粉的加工品，如各種淀粉糖) 2. 以以初級(jí)糧食為原料初級(jí)糧食為原料(淀粉質(zhì)原料淀粉質(zhì)原料)， 如大米、玉米、瓜干、苕干、大麥等，需要對(duì)如大米、玉米、瓜干、

4、苕干、大麥等，需要對(duì)原料原料進(jìn)行預(yù)處理進(jìn)行預(yù)處理 (包括包括篩選、除雜和粉碎篩選、除雜和粉碎)。概概 述述預(yù)處理原因預(yù)處理原因 是因?yàn)樵显谑斋@是因?yàn)樵显谑斋@貯藏和運(yùn)輸中貯藏和運(yùn)輸中會(huì)混入各種夾雜物，會(huì)混入各種夾雜物，可分為三類(lèi)：可分為三類(lèi)：a.纖維性較長(zhǎng)物質(zhì)纖維性較長(zhǎng)物質(zhì)，如麻繩、草屑、莊稼秸稈等；，如麻繩、草屑、莊稼秸稈等；b.顆粒狀顆粒狀，如泥土塊、沙子、小石塊等；，如泥土塊、沙子、小石塊等；c.鐵磁性物質(zhì)鐵磁性物質(zhì)，如鐵釘、螺絲等。，如鐵釘、螺絲等。危害：危害：原料出品率降低；影響后面工序的進(jìn)行，如粉原料出品率降低；影響后面工序的進(jìn)行，如粉碎時(shí)會(huì)磨損機(jī)械等。碎時(shí)會(huì)磨損機(jī)械等。第一節(jié)第

5、一節(jié) 生物質(zhì)原料篩選與分級(jí)生物質(zhì)原料篩選與分級(jí)1 1、生物質(zhì)原料篩選與分級(jí)設(shè)備、生物質(zhì)原料篩選與分級(jí)設(shè)備 1.1 1.1 磁力除鐵器磁力除鐵器 23個(gè)蓋板，每個(gè)蓋板上裝有兩組前后錯(cuò)開(kāi)的磁鐵。連續(xù)磁選、拆板清理。AAA - A圖1-1 永磁溜管1. 固體物料的篩選除雜設(shè)備固體物料的篩選除雜設(shè)備1.1.磁鐵分離器結(jié)構(gòu)磁鐵分離器結(jié)構(gòu)a.a.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 平板式磁鐵分離器平板式磁鐵分離器 旋轉(zhuǎn)式磁鐵分離器旋轉(zhuǎn)式磁鐵分離器b.b.原理原理： 用磁鐵分離器用磁鐵分離器除鐵時(shí)，只要原料成除鐵時(shí)，只要原料成薄層通過(guò)分離器，薄層通過(guò)分離器，鐵鐵塊便被吸住而除去塊便被吸住而除去，物料則繼續(xù)自由通過(guò)。物料則繼續(xù)自由通過(guò)

6、。 平平 板板 式式旋旋 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 式式(2)2)永磁滾筒永磁滾筒永磁滾筒永磁滾筒磁芯，由和鐵隔板按一定順序排列成170的圓弧形， 安裝在固定的軸上。磁芯一般固定不動(dòng)。 68910712345圖1-2 永磁滾筒的結(jié)構(gòu)進(jìn)料斗 2-觀(guān)察窗 3-滾筒 4-磁芯 5-隔板 6-小麥出口 7-鐵雜質(zhì)收集盒 8-變速機(jī)構(gòu) 9-電動(dòng)機(jī) 10-機(jī)殼RCYG永磁傳動(dòng)滾筒永磁傳動(dòng)滾筒磁力除鐵器工作原理磁力除鐵器工作原理n平板式磁鐵分離器：平板式磁鐵分離器： 由若干塊磁鐵排成一排，鑲在木槽中，磁極露在物料通過(guò)的傾由若干塊磁鐵排成一排，鑲在木槽中，磁極露在物料通過(guò)的傾斜平面上。斜平面上。 由半圓形磁鐵鐵芯與旋轉(zhuǎn)滾筒組成。

7、由半圓形磁鐵鐵芯與旋轉(zhuǎn)滾筒組成。n（1）固定形磁鋼裝置）固定形磁鋼裝置 將永久磁鋼根據(jù)需要的數(shù)量組合起來(lái)，將永久磁鋼根據(jù)需要的數(shù)量組合起來(lái)，分散或集中裝置在谷粒經(jīng)過(guò)的加料斜槽或加工設(shè)備之前。分散或集中裝置在谷粒經(jīng)過(guò)的加料斜槽或加工設(shè)備之前。n（2）永磁滾筒）永磁滾筒 由上體機(jī)由上體機(jī)1，磁鐵滾筒，磁鐵滾筒2，下機(jī)體，下機(jī)體3，渦輪減，渦輪減速器速器4和電機(jī)和電機(jī)5等組成。等組成。n 物料經(jīng)壓力門(mén)形成均勻的料層，落到磁鐵滾筒上，谷物隨滾物料經(jīng)壓力門(mén)形成均勻的料層，落到磁鐵滾筒上，谷物隨滾筒轉(zhuǎn)動(dòng)而下落，從出料口排出，其中筒轉(zhuǎn)動(dòng)而下落，從出料口排出，其中，并被外筒上的撥齒帶著隨外筒一同轉(zhuǎn)，并被外筒上

8、的撥齒帶著隨外筒一同轉(zhuǎn)動(dòng)至磁場(chǎng)作用區(qū)外，自動(dòng)落入鐵盒內(nèi)。動(dòng)至磁場(chǎng)作用區(qū)外，自動(dòng)落入鐵盒內(nèi)。1.2大麥的精選及分級(jí)設(shè)備大麥的精選及分級(jí)設(shè)備n大麥發(fā)芽之前要精選，主要是去除圓形雜粒，特別是斷裂的半粒大麥和草大麥發(fā)芽之前要精選，主要是去除圓形雜粒，特別是斷裂的半粒大麥和草籽籽。n大麥精選機(jī)（動(dòng)畫(huà)）大麥精選機(jī)（動(dòng)畫(huà)）分級(jí)設(shè)備分級(jí)設(shè)備-精選機(jī)精選機(jī)（1）碟片式精選機(jī)）碟片式精選機(jī)精選機(jī)適用于顆粒狀物料顆粒狀物料，按顆粒長(zhǎng)度分級(jí)顆粒長(zhǎng)度分級(jí)。：。1 1、大麥精選機(jī)、大麥精選機(jī)原理：利用雜粒與大原理：利用雜粒與大麥長(zhǎng)度不同的特點(diǎn)麥長(zhǎng)度不同的特點(diǎn)進(jìn)行分離進(jìn)行分離大麥的精選及分級(jí)設(shè)備大麥的精選及分級(jí)設(shè)備 （1）

9、碟片式精選機(jī)1234 圖1-4 碟片的工作情況1-碟片 2-葉片 3-短粒出口 4-盛物槽312456712111098 圖1-5 碟片精選機(jī)結(jié)構(gòu) 1-進(jìn)料口 2-碟片 3-軸 4-軸承 5-絞龍 6-大鏈輪 7-小鏈輪 8-鏈條 9-隔板 10-孔 11-長(zhǎng)粒物料出口 12-淌板表1-1 碟片精選機(jī)的技術(shù)特性 型 號(hào)項(xiàng) 目FTT2527FTT2523碟片直徑，mm630630碟片數(shù)目2723碟片轉(zhuǎn)速：除芥麥除燕麥5560707555607075傳動(dòng)輪轉(zhuǎn)速， r/min17517.5所需功率，kW1.91.5外形尺寸，mm22008728531900872853(2(2）滾筒式精選機(jī)）滾筒式精

10、選機(jī) 1234短粒長(zhǎng)粒圖1-6 滾筒精選機(jī)工作示意圖5滾筒式精選機(jī)滾筒式精選機(jī)表1-2 滾筒精選機(jī)技術(shù)特性技術(shù)特性從大麥中除芥麥時(shí)生產(chǎn)能力，從大麥中除芥麥時(shí)生產(chǎn)能力，kg/h10003000功率，kW0.30.55圓筒直徑，mm600600圓筒長(zhǎng)度，mm22002000 筒轉(zhuǎn)速，r/min1345 軸轉(zhuǎn)速，r/min50120尺寸：長(zhǎng)，mm8302853寬，mm640640重量，kg300350此外低速滾筒精選機(jī)的安裝應(yīng)與水平線(xiàn)成510角，顆粒原料向出口運(yùn)動(dòng)速度約為0.030.05m/s，平均生產(chǎn)率為100140kg/hm2（袋孔面積）。而高速滾筒精選機(jī)可接近水平安裝，其生產(chǎn)率可達(dá)500kg/

11、hm2。 5XFZ-10B復(fù)式精選機(jī)復(fù)式精選機(jī)技術(shù)含量高： 集風(fēng)選，篩選（分級(jí)），比重選等功能為一體，電磁調(diào)速無(wú)級(jí)控制比重臺(tái)頻率，成品凈度好，質(zhì)量高。綜合性能局國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。大生產(chǎn)率：加工速度快，周期短，效率高。提別適合收購(gòu)加工戶(hù)，炒貨企業(yè)以及種子企業(yè)等使用。適應(yīng)性廣：該機(jī)對(duì)多種作物以及所有顆粒狀物料有良好的清選作用。綠色環(huán)保：設(shè)有螺旋除塵系統(tǒng)，能將粉塵，輕雜質(zhì)等沉降后集中排放，無(wú)污染。 1.3 1.3 篩選分級(jí)設(shè)備篩選分級(jí)設(shè)備 固體物料的篩選分級(jí)設(shè)備固體物料的篩選分級(jí)設(shè)備1 1（動(dòng)畫(huà)）（動(dòng)畫(huà)）提交百度一下 大麥粗選設(shè)備大麥粗選設(shè)備振動(dòng)篩振動(dòng)篩小麥小雜質(zhì)小麥進(jìn)口123456789101112

12、圖1-3 振動(dòng)篩的結(jié)構(gòu)1-進(jìn)料斗； 2-吊桿；3-篩體；4-篩格；5-自衡振動(dòng)器；6-彈簧限振器； 7-電動(dòng)機(jī)； 8-后吸風(fēng)道；9-沉降室；10-風(fēng)機(jī)；11-風(fēng)門(mén)；12-前吸風(fēng)道DZSF電動(dòng)振動(dòng)篩電動(dòng)振動(dòng)篩旋振篩旋振篩 /三次元振動(dòng)篩分過(guò)濾三次元振動(dòng)篩分過(guò)濾機(jī)作用與原理機(jī)作用與原理:n三次元振動(dòng)篩分過(guò)濾機(jī)/旋振篩的動(dòng)力源是振振動(dòng)電機(jī)，振動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上下端安裝有重錘（不平動(dòng)電機(jī)，振動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上下端安裝有重錘（不平衡重錘）衡重錘）n通過(guò)振動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在通過(guò)振動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在不平衡重錘作用不平衡重錘作用下轉(zhuǎn)下轉(zhuǎn)變?yōu)樽優(yōu)樗?、垂直、傾斜的三維運(yùn)動(dòng)水平、垂直、傾斜的三維運(yùn)動(dòng)即三次元運(yùn)動(dòng)，即三次元運(yùn)動(dòng)

13、，旋振篩利用振動(dòng)電機(jī)三維運(yùn)動(dòng)，通過(guò)旋振篩的彈簧和振動(dòng)體把三維運(yùn)動(dòng)傳遞給振動(dòng)篩網(wǎng)面振動(dòng)篩網(wǎng)面。n通過(guò)改變振動(dòng)電機(jī)上下重錘的相位角改變振動(dòng)電機(jī)上下重錘的相位角來(lái)實(shí)現(xiàn)物料在篩面上的運(yùn)動(dòng)軌跡，以此達(dá)到篩分、去雜、過(guò)濾的目的。 超超Sweco圓形篩分機(jī) 旋振篩旋振篩 ，kg/h B：篩寬，m ； q:單位篩寬流量，kg/(m.h)近似計(jì)算： ，kg/hkg/m3 GBq03600cpGB hV(2(2）滾筒式精選機(jī)）滾筒式精選機(jī) 1234短粒長(zhǎng)粒圖1-6 滾筒精選機(jī)工作示意圖5滾筒式精選機(jī)滾筒式精選機(jī)表1-2 滾筒精選機(jī)技術(shù)特性技術(shù)特性從大麥中除芥麥時(shí)生產(chǎn)能力，從大麥中除芥麥時(shí)生產(chǎn)能力，kg/h1000

14、3000功率，kW0.30.55圓筒直徑，mm600600圓筒長(zhǎng)度，mm22002000 筒轉(zhuǎn)速，r/min1345 軸轉(zhuǎn)速，r/min50120尺寸：長(zhǎng)，mm8302853寬，mm640640重量，kg300350此外低速滾筒精選機(jī)的安裝應(yīng)與水平線(xiàn)成510角，顆粒原料向出口運(yùn)動(dòng)速度約為0.030.05m/s，平均生產(chǎn)率為100140kg/hm2（袋孔面積）。而高速滾筒精選機(jī)可接近水平安裝，其生產(chǎn)率可達(dá)500kg/hm2。 5XFZ-10B復(fù)式精選機(jī)復(fù)式精選機(jī)技術(shù)含量高： 集風(fēng)選，篩選（分級(jí)），比重選等功能為一體，電磁調(diào)速無(wú)級(jí)控制比重臺(tái)頻率，成品凈度好，質(zhì)量高。綜合性能局國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。大生產(chǎn)率

15、：加工速度快，周期短，效率高。提別適合收購(gòu)加工戶(hù)，炒貨企業(yè)以及種子企業(yè)等使用。適應(yīng)性廣：該機(jī)對(duì)多種作物以及所有顆粒狀物料有良好的清選作用。綠色環(huán)保：設(shè)有螺旋除塵系統(tǒng)，能將粉塵，輕雜質(zhì)等沉降后集中排放，無(wú)污染。進(jìn)料飼料大麥級(jí)大麥級(jí)大麥圖1-4 圓筒分級(jí)篩作者 Admin 瀏覽 滾筒篩分機(jī)的主體結(jié)構(gòu)滾筒篩分機(jī)的主體結(jié)構(gòu)是篩分筒，它是由若干個(gè)是篩分筒，它是由若干個(gè)圓型狀篩網(wǎng)組成圓型狀篩網(wǎng)組成，整體與地平面成，整體與地平面成傾斜狀態(tài)，外部被密封隔離罩所密封，以防止污染環(huán)境。傾斜狀態(tài)，外部被密封隔離罩所密封，以防止污染環(huán)境。滾筒篩分機(jī)通過(guò)變速減速系統(tǒng)使篩分筒在一定轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)，物料自上而下通過(guò)篩分滾筒篩分

16、機(jī)通過(guò)變速減速系統(tǒng)使篩分筒在一定轉(zhuǎn)速下旋轉(zhuǎn)，物料自上而下通過(guò)篩分筒得到分離，筒得到分離，細(xì)料細(xì)料從篩分筒前端下部排出，從篩分筒前端下部排出，粗料粗料從篩分筒下端尾部排出。從篩分筒下端尾部排出。第二節(jié) 生物質(zhì)原料的粉碎粉碎生物質(zhì)原料的粉碎生物質(zhì)原料的粉碎：n機(jī)械粉碎機(jī)械粉碎的5種形式（5種粉碎力）：: 粗碎粗碎. . 原料粒度401500mm，成品粒度成品粒度5 550mm50mm 中細(xì)碎中細(xì)碎.原料粒度550mm，成品粒度成品粒度0.10.15mm5mm 微粉碎微粉碎. .原料粒度510mm，成品粒度成品粒度100m100m 超微粉碎超微粉碎. .原料粒度0.55mm，成品粒度1025mn粉碎

17、比（粉碎度），粉碎比（粉碎度），粉碎前后的粒度比。 。12dxd錘式粉碎機(jī)錘式粉碎機(jī)（2 2）盤(pán)磨機(jī)）盤(pán)磨機(jī) 盤(pán)磨機(jī)盤(pán)磨機(jī)（3 3）球磨機(jī)）球磨機(jī) 32Dn 球磨機(jī)球磨機(jī)（4）濕法粉碎設(shè)備）濕法粉碎設(shè)備輥式粉碎機(jī)輥式粉碎機(jī)d.d.六輥式粉碎機(jī)六輥式粉碎機(jī) n輥式粉碎機(jī)生產(chǎn)能力輥式粉碎機(jī)生產(chǎn)能力及功率計(jì)算及功率計(jì)算粉碎視頻粉碎視頻nhttp:/ Q=120DnLb 超微粉碎機(jī)械超微粉碎機(jī)械JTM-系列膠體磨系列膠體磨 超微粉碎應(yīng)用:n提升珍珠價(jià)值n納諾卡（碳酸鈣咀嚼片） 剪切面輸送循環(huán)流擴(kuò)散循環(huán)流剪斷面圖1-25 混合器內(nèi)混合機(jī)理(a)(b)2 2、混合設(shè)備、混合設(shè)備（1 1）. .雙錐型立方體

18、型V型傾斜圓筒型水平圓筒型圖1-26 回轉(zhuǎn)型混合機(jī)的型式SYH系列三維運(yùn)動(dòng)混合機(jī) (c)_ZX型雙錐高效混合機(jī)雙錐高效混合機(jī) n(d)V(d)V型混合機(jī)型混合機(jī) GHJ-V系列高效混合機(jī)混合機(jī)2.2.固定型混合機(jī)固定型混合機(jī) 。圖1-27 攪拌槽式混合機(jī)加料口圓板上錐形板出料擋板出料口下部圓板粒子混合區(qū)加料口加料口圖1-29 回轉(zhuǎn)原板式混合機(jī)CH-系列雙漿槽式系列雙漿槽式混合機(jī)混合機(jī) CH-系列單漿槽式系列單漿槽式混合機(jī)混合機(jī) ：圖1-28 錐型混合機(jī)底座排出口攪拌葉排出閥快開(kāi)螺栓混合室圖1-30 流動(dòng)型混合機(jī)皮帶加料蓋 夾套 電機(jī)DSH型懸臂非對(duì)稱(chēng)雙螺旋錐形混合機(jī) DSH懸臂雙螺旋錐形混合機(jī)A型和B型 nhttp:/ 參考書(shū)參考書(shū)陳洪章，生物過(guò)程工程與設(shè)備，化學(xué)工業(yè)出版社，2004；梁世中，生物工程設(shè)備，中國(guó)輕工業(yè)出版社，2002 張?jiān)d，許學(xué)書(shū)，生物反應(yīng)器工程，華東理工大學(xué)出版社，2001；俞俊棠，唐孝宣，生物工藝學(xué)，華東理工出版社，1999；山根桓夫，生化反應(yīng)工程著，中國(guó)化學(xué)工業(yè)出版社，2006 Kamm. Status Quo and Future Direction. Biorefineries - Industrial Processes and Products. John Wiley