食品發(fā)酵工程-7發(fā)酵單元操作四課件

食品發(fā)酵工程——發(fā)酵單元操作（四）課程復(fù)習(xí)發(fā)酵設(shè)備包括2個(gè)主要結(jié)構(gòu)；酒精發(fā)酵罐的冷卻洗滌裝置；常見(jiàn)的啤酒發(fā)酵罐有4大類；固體發(fā)酵常見(jiàn)有4種反應(yīng)器；發(fā)酵過(guò)程的常規(guī)參數(shù)自動(dòng)監(jiān)控包括6個(gè)指標(biāo)。思考題通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備作為發(fā)展最為迅猛的發(fā)酵設(shè)備，有哪些具體的類型，這些發(fā)酵罐是如何運(yùn)行和工作的，具有什么樣的結(jié)構(gòu)，請(qǐng)同學(xué)們課后思考？預(yù)習(xí)課本P136~P145

通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備四十年代中期，青霉素的工業(yè)化生產(chǎn)，或深層通風(fēng)培養(yǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，標(biāo)志近代通風(fēng)發(fā)酵工業(yè)的開(kāi)始在深層通風(fēng)培養(yǎng)技術(shù)中，發(fā)酵罐是關(guān)鍵設(shè)備。機(jī)械攪拌發(fā)酵罐機(jī)械攪拌發(fā)酵罐是利用機(jī)械攪拌器的作用，使空氣和發(fā)酵液充分混合，促使氧在發(fā)酵液中溶解，以保證供給微生物生長(zhǎng)繁殖、發(fā)酵所需要的氧氣。機(jī)械攪拌發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)適宜的徑高比密封式的受壓設(shè)備保證必需的溶氧足夠的冷卻面積軸向攪拌器形成軸向的螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)，混合效果好，但造成的剪率較低，對(duì)氣泡的分散效果不好。常用的螺旋槳葉數(shù)Z=3，螺距等于攪拌器直徑，最大葉端速度不超過(guò)25m/s螺旋槳式槳葉式圓盤直葉渦輪攪拌器圓盤直葉渦輪攪拌器的圓盤阻擋大的氣泡，避免其從軸部的葉片空隙上升，保證了氣泡的更好的分散。具有很大的循環(huán)輸送量和功率輸出，包括粘性流體，非牛頓流體的攪拌混合。圓盤彎葉渦輪攪拌器攪拌流型與平葉渦輪的相似，在相同的攪拌轉(zhuǎn)速時(shí)，其混合效果較好。輸出的功率較平葉渦輪的為小。在混合要求特別高，而溶氧速率相對(duì)要求略低時(shí)，可選用圓盤彎葉渦輪。圓盤箭葉渦輪攪拌器其攪拌流型與上述兩種渦輪相近，但它的軸向流動(dòng)較強(qiáng)烈，但在同樣的轉(zhuǎn)速下，它造成的剪率低，輸出功率也較低。擋板擋板的作用是改變液流的方向，由徑向改為軸向流，促使液體劇烈翻動(dòng)，增加溶氧通常擋板寬度取(0.1~0.2)D,裝設(shè)6~4塊即可滿足全擋板條件豎立的列管、接管也可以起擋板作用。消泡器消泡器的作用是將泡沫打碎。長(zhǎng)度約為罐徑的0.65倍常見(jiàn)的形式鋸齒式梳狀式孔板式機(jī)械消泡裝置鋸齒式消泡槳半封閉式渦輪消泡器離心式消泡器刮板式消泡器連軸器聯(lián)軸器使發(fā)酵罐的上下攪拌軸成固定的剛性聯(lián)接小型發(fā)酵罐可采用法蘭將攪拌軸連接，軸的連接應(yīng)垂直，中心線對(duì)正。常用的聯(lián)軸器有鼓形及夾殼形兩種。軸承為了減少震動(dòng)，中型發(fā)酵罐一般在罐內(nèi)裝有底軸承，而大型發(fā)酵罐裝有中間軸承。底軸承和中間軸承的水平位置應(yīng)能相適應(yīng)調(diào)節(jié)。為了防止軸頸磨損，可以在軸承接觸處的軸上增加一個(gè)軸套。變速裝置試驗(yàn)罐采用無(wú)級(jí)變速裝置。發(fā)酵罐常用的變速裝置有三角皮帶傳動(dòng)，圓柱或螺旋圓錐齒輪減速裝置，其中以三角皮帶變速傳動(dòng)較為簡(jiǎn)便。軸封軸封的作用是使灌頂或罐底與軸之間的縫隙加以密封，防止工作介質(zhì)（液體、氣體）沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸滲出設(shè)備之外泄漏或染雜菌?？煞譃樘盍虾捷S封端面式軸封填料函式軸封優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單主要缺點(diǎn)1.死角多，很難徹底滅菌，容易滲透及染菌2.軸的磨損情況較嚴(yán)重3.填料壓緊后摩擦功率消耗大4.壽命短，經(jīng)常維修，耗工時(shí)多端面軸封密封作用是靠彈性元件的壓力使垂直于軸線的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)光滑表面緊密地相互貼合，并作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而達(dá)到密封。優(yōu)點(diǎn)較多缺點(diǎn)1.結(jié)構(gòu)較填料密封復(fù)雜，裝拆不便2.對(duì)動(dòng)環(huán)及靜環(huán)的表面光潔度及平直度要求高空氣分布裝置作用是吹入無(wú)菌空氣，并使空氣均勻分布空氣由分布管噴出上升時(shí)，被攪拌器打碎成小氣泡，并與培養(yǎng)液充分混合，增加了氣液傳質(zhì)效果。夾套式換熱裝置多用于容積較小的發(fā)酵罐、種子罐夾套的高度比靜止液面高度稍高即可，無(wú)須進(jìn)行冷卻面積的設(shè)計(jì)。優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)豎式蛇管換熱裝置豎式的蛇管分組安裝于發(fā)酵罐內(nèi)，容積5m3以上的發(fā)酵罐多用這種換熱裝置適用于冷卻水溫度較低的地區(qū)，水的用量較少氣溫高，冷卻水溫度較高，則發(fā)酵降溫困難。豎式列管換熱裝置以列管形式分組對(duì)稱裝于發(fā)酵罐內(nèi)優(yōu)點(diǎn)：加工方便，適用于氣溫較高，水源充足的地區(qū)缺點(diǎn)：傳熱系數(shù)較蛇管低，用水較大。氣升式發(fā)酵罐機(jī)械攪拌發(fā)酵罐具有眾多有點(diǎn)，但是設(shè)備構(gòu)造比較復(fù)雜，動(dòng)能消耗較大。采用氣升式發(fā)酵罐可以克服上述的缺點(diǎn)。氣升式發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)及原理分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種罐體上升管空氣噴嘴性能指標(biāo)循環(huán)周期時(shí)間必須符合菌種發(fā)酵的需要選用適當(dāng)直徑的噴嘴以增加溶氧系數(shù)。自吸式發(fā)酵罐不需要空氣壓縮機(jī)提供無(wú)菌空氣高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的真空或液體噴射吸氣裝置吸入空氣用于醋酸及酵母單細(xì)胞蛋白的生產(chǎn)節(jié)能、節(jié)省空間、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單弗蓋布氏發(fā)酵罐動(dòng)力小，節(jié)能具有獨(dú)特的攪拌器和通氣結(jié)構(gòu)本章小結(jié)機(jī)械攪拌發(fā)酵設(shè)備結(jié)構(gòu)一般有11部分的常見(jiàn)的機(jī)械攪拌發(fā)酵設(shè)備有3類思考題發(fā)酵中如何進(jìn)行中試及放大試驗(yàn)一直是關(guān)鍵的技術(shù)，在此之中有什么地方需要學(xué)習(xí)和掌握，有哪些關(guān)鍵技術(shù)要注意。請(qǐng)同學(xué)們課后思考？預(yù)習(xí)課本P156~P171

三路進(jìn)氣四路出氣連消塔加熱的連續(xù)滅菌兩級(jí)冷卻、分離、加熱的空氣除菌流程流程的特點(diǎn)：兩次冷卻，兩次分離，適當(dāng)加熱。