1、 生物设备总结1、固体物料的物料除杂与粉碎设备物料除杂 目的：除杂精制 除杂方法：筛选-尺寸风选-密度磁选-铁磁性水选3.筛选设备要求：足够的筛选时间，所有物料接触筛面，连续加料，连续筛选类型：振动筛（大麦粗选机，要配合风选）：平板筛面，倾斜设置，振动筛选。转筒筛（大麦圆筒分级筛）：圆筒筛面，倾斜设置，转动筛选4.磁选设备：要求：连续分离，处理量大，分离效率高类型：平板式磁分离器：结构简单，造价低，处理量小旋转式磁分离器：进料装置、滚筒、锶钙铁氧体永久磁体、机壳、传动装置粉碎设备1.目的：提高原料的利用率，缩短生产时间，提高生产效率2.粉碎方式：湿式粉碎干式粉碎（挤压、冲击、研磨、剪切、劈裂）
2、3.粉碎方法选择：根据物料的性质及粉碎要求选择合适的粉碎方式脆性-挤压、冲击坚硬-研磨韧性-剪切方向性-劈裂2. 粉碎比：X=D/d 前粒/后粒粗、细、磨=2、5、50 串联使用3. 设备：锤式粉碎机（冲击、研磨、挤压）：锤刀、筛网，转子优：结构简单、紧凑，生产力强，运转可靠缺：机械磨损大辊式粉碎机：机架、压缩弹簧、活动轴承、辊优：脆性、黏性、潮湿物料圆盘铜磨:动静磨盘湿法粉碎机砂轮磨微细粉碎和超微细粉碎2、固体物料输送设备机械输送设备带式输送机：输送带、托辊、鼓轮、传动装置、张紧装置、加料装置、卸料装置斗式提升机：料斗、料斗带、转动轮、传动装置、张紧装置、机壳、卸料装置螺旋输送机：螺旋、轴、
3、轴承、料槽、外壳气流输送原理：借助空气在密闭管道内的高速流动，物料在气流中被悬浮输送到目的地的一种运输方式真空输送流程:靠装在系 统尾部的风机将管道内抽成负压，气流和物料从吸嘴被吸入输料管，经分离器后物料和空气分开，物料从分离器底部的卸料器卸出，含有细小物料和尘埃的空气再进入除尘器净化，然后排入大气。压力输送流程:靠装在系统前端的风机（压缩机）将空气压入管道造成正压，物料经喉管与空气混合送至分离器，被分离出的物料由卸料器的下方卸出，空气进入净化器后排入大气。输送强度较大，还可输送潮湿物料真空压力输送流程:将风机装在 系统中间，前段为吸入式，后段为压送式， 可以从数点吸入压送至较远，较高的地方。
4、但是结构复杂，空气含粉尘较多几种流程的比较：吸入式需要排料器，压送式需要加料器，防止在加料处发生物料反吹，可自动卸料；压送式较吸入式采用较细的管道，因为前者操作压力较后者为大。从几个不同地点，向一个送料点送料时，采用吸入式最合适；从一个加料点向几个不同的地方送料时，采用压送式最合适。气流输送组成设备：进料装置、输料管道、分离装置、闭风器、风机、除尘器和空气管道气流输送系统设计步骤：合理布置管道，优先选用真空输送流程，确定工作参数，计算气流量和管道直径，选择加料、分离、和除尘设备的类型并计算其尺寸，计算输送系统压力损失，选择风机混合比：u=Gs/G 单位小时物料质量/空气质量3、培养基的制备设备
5、灭菌的基本理论灭菌目的:1.避免生物反应的基质或产物因杂菌的消耗而损失，造成生物转化率的下降；2.杂菌的代谢物质会使所要产物的提取和分离变得困难，造成收得率降低或使产品质量下降；3.有些杂菌会分解产物，或噬菌体裂解生产菌细胞，使生产失败灭菌要求:1.达到无菌要求；2.尽量减少营养成分损失；3.降低能量消耗常用的灭菌方法1、化学药剂灭菌（甲醛、次氯酸钠、高锰酸钾、苯酚、环氧乙烷等）2、射线灭菌（紫外线、gama 射线、X 射线等）3、干热灭菌（160250干燥保温。用于须保持干燥的器具和材料）4、湿热灭菌（高压饱和蒸汽。通常 120维持 2030min）当温度超过最高限度时，微生物细胞中的原生质
6、胶体和酶起了不可逆的凝固变性，使微生物在很短时间内死亡，加热灭菌即是根据微生物这一特性而进行的。5、过滤除菌灭菌温度和时间的确定取决于： RTElnAKln 杂菌孢子的热灭死动力学 反应器的形式和操作方式 培养基中有效成分受热破坏的可接受范围（1）活化能 E 的大小对 K 值有重大影响。其它条件相同时，E越高，K 越低，热死速率越慢。（2）不同菌的孢子的热死灭反应 E可能各不相同。将 E/R 作为微生物受热死亡时对温度敏感性的度量。微生物营养细胞的均相热死灭菌动力学符合化学反应的一级反应动力学理论灭菌时间:t=2.303/k lg(No/0.001 )耐热杆菌芽孢比热死亡速率常数 K 与灭菌温
7、度 T 的关系可用阿累尼乌斯方程表征：A：频率因子（s-1）E：死亡活化能（J/mol）R：通用气体常数8.314J/（mol.k） T：热力学温度（K）影响培养湿热灭菌的因素（1）pH：影响微生物的耐热性。一般，pH 6.08.0 时，微生物最不容易死亡。（2）培养基成分：油脂、糖类及一定浓度的蛋白质都回增加微生物的耐热性；高浓度的盐类、色素则会削弱其耐热性。（3）气泡：影响传热。（4）颗粒：大颗粒（1mm 以上）的传热系数很低，使灭菌不彻底。分批灭菌（实罐灭菌、实消）操作过程与计算优：设备简单，投资少，灭菌可靠缺：占罐时间长，发酵罐利用率低，受热时间长，基质成分破坏多，用汽不平优点：1.
8、设备投资较少2. 染菌的危险性较小3. 人工操作较方便4. 对培养基中固体物质含量较多时更为适宜缺点：灭菌过程中蒸汽用量变化大，造成锅炉负荷波动大，一般只限于中小型发酵装置。升温时间：t1=GC1/KF 2.303LgT-t1/T-t2保温时间：t2=2.303/k lg(No/0.001)降温时间：t3=GC1/WC2 A/A-1 2.303LgT-t1/T-t2连续灭菌（连消）操作过程与计算连续灭菌（连消）：培养基在罐外连续进行加热、维持和冷却，然后进入发酵罐的杀菌方法。连续灭菌的优缺点：保留较多的营养质量容易放大较易自动控制；糖受蒸汽的影响较少；缩短灭菌周期；在某些情况下，可使发酵罐的腐
9、蚀减少；发酵罐利用率高；蒸汽负荷均匀。缺点设备比较复杂，投资较大，容易造成污染。喷淋冷却连续灭菌流程 设备：配料罐、连消泵、连消塔、维持罐、蛇管冷却器等。 特点：设备庞大，易发生局部受热不均。流程：配料调浆缸放出加消泡剂连消泵连消塔料液加热维持罐（825min）喷淋器冷却到发酵喷射加热连续灭菌流程 设备：蒸汽喷射加热器、保温蛇管、膨胀阀、真空冷却器等流程：蒸汽直接喷入培养液快速升温灭菌度保温灭菌膨胀降压真空冷却器急速冷却特点：受热时间短，培养液破坏低，灭菌效果好温度薄板换热器连续灭菌流程培养基在设备中同时完成预热、灭菌及冷却过程。淀粉质原料的蒸煮与糖化设备淀粉的糊化：淀粉在水中经加热会吸收一部
10、分水而发生溶胀。如果继续加热至一定温度（一般 6080）,淀粉粒即发生破裂,造成晶体结构消失，黏度、体积迅速增大,这种现象称为淀粉的糊化,经糊化的淀粉称为 -淀粉.淀粉糖化：将淀粉水解成葡萄糖的过程。通过添加酶制剂或糖化曲来完成。蒸煮糖化作用1、蒸煮作用：（1）使植物组织和细胞膜彻底破裂 ；（2）使淀粉糊化、液化；（3）起灭菌作用；（4）排除原料中的一些不良成分及气味2、糖化作用把溶解状态的淀粉、糊精，转化为可被细胞利用的可发酵性糖连续蒸煮的工艺，常用有罐式连续蒸煮、管式连续蒸煮、柱式连续蒸煮等三种方法。罐式连续蒸煮糖化，蒸煮温度较低，可节省煤耗，操作容易控制，设备结构简单，制造方便，为大、中
11、型工厂广泛采用蒸煮糖化设备（1）蒸煮罐结构罐体、蒸汽进口管 2、进出料口 1、人孔 9、 温度计 8、压力表 5、安全阀4 等。罐式连续蒸煮罐数不能太少（宜采用 36 个） ，直径不宜太大（2）后熟器（3）真空冷却器 真空冷却器器内为真空，醪液切线方向进入后，产生大量二次蒸汽，二次蒸汽则直接上升经顶中心二次蒸汽排出口排出，醪液从锥底排醪口排出；真空冷却器顶中心连接膜式塔，用冷水在膜式塔中冷凝二次蒸汽，不凝性气体经真空泵抽走，造成器内真空。（4）糖化罐（5）螺旋板散热器麦芽汁的制备设备：糊化锅、糖化锅、过滤槽、煮沸锅淀粉水解制糖设备四 空气除菌设备1、除菌意义 耗氧发酵和微生物繁殖培养都需要氧气，以空气为氧源。 空气中含有杂菌较多，消耗营养物质，干扰甚至破坏预定发酵的正常进行。
