生物工程設(shè)備習題及答案總

1、1. 常用的兩種磁選設(shè)備的原理（1）固定形磁鋼裝置（平板式磁分離器）將永久磁鋼根據(jù)需要的數(shù)量組合起來，可分散裝置在谷粒經(jīng)過的加料斜槽或在加工設(shè)備之前集中裝置。工作時，原料以薄層經(jīng)過磁性部分時，鐵塊被吸住而除去，原料自由通過。（2）永磁滾筒（旋轉(zhuǎn)式磁分離器）由轉(zhuǎn)動的外筒和其中固定不動的磁鐵芯（170。的半圓形芯子）兩部分組成。工作時，原料經(jīng)過磁性部分時，鐵塊被吸住，轉(zhuǎn)動到盛鐵盒掉落而除去，原料自由通過。2. 篩選分級的原理利用物料粒度、形狀不同，利用一層或數(shù)層運動或靜止的篩面而達到清理的目的。3. 振動篩的工作原理原料大麥進入后經(jīng)控料閘（控制進料量）首先經(jīng)過風道進行第一次風選除去輕的雜質(zhì)和灰塵（

2、進入沉降室），落入初清篩面，去掉除去大雜質(zhì)，接著通過篩孔落入第二級篩面，除去稍大于麥粒的中級雜質(zhì)，再通過篩孔進入第三級篩面,除去細雜，得到粗糙的原料大麥，最后進行第二次風選，除去三級篩選中的雜質(zhì)（進入沉降室），得到原料大麥。4. 精選機的工作原理精選是按籽粒長度和形狀不同進行分選精選機是利用帶有袋孔（窩眼）的工作面來分離雜粒，袋孔中嵌入長度不同的顆粒，帶升高度不同而分離。5. 常用的大麥精選機有哪兩種？各有何特點？（1）碟片式精選機碟片式精選機的主要構(gòu)件是一組同軸安裝的圓環(huán)形鑄鐵碟片，碟片的兩側(cè)工作面制成許多特殊形狀的袋孔。碟片上袋孔的大小、形狀，可根據(jù)籽粒長度的粒度曲線來確定。碟片精選機的優(yōu)

3、點是工作面積大，轉(zhuǎn)速高，產(chǎn)量比滾筒精選機大；而且各種不同的袋孔可用于同一機器中；碟片損壞可以更換。缺點是碟片上的袋孔容易磨損。（2）滾筒精選機根據(jù)滾筒轉(zhuǎn)速差別分為快速滾筒精選機和慢速滾筒精選機。按其作用有養(yǎng)子滾筒、大麥滾筒和分級滾筒之分。滾筒精選機的特點是它分離出來的雜粒中含大麥較少；其主要缺點是袋孔的利用系數(shù)低，產(chǎn)量也較低，且工作面磨損后不能修復。6. 圓筒分級篩的工作原理和特點？根據(jù)物料分級的要求，在圓筒篩上布置不同孔徑的篩面。原料進入后在傳動裝置作用下運動并接觸篩面而進行篩分。優(yōu)點：設(shè)備簡單、電動機傳動比平板分級篩方便。缺點：篩面利用率小，僅為整個篩面的1/51物料的粉碎度（粉碎比）物料

4、粉碎前后平均直徑之比，稱為粉碎度或稱粉碎比。X=D1/D2式中D1粉碎前物料的平均粒徑，mm;D2粉碎后物料的平均粒徑，mm。粉碎度表示粉碎操作中物料粒度的變化比例。2對粉碎機的要求（1）粉碎后的物料顆粒大小要均勻。（2）已被粉碎的物塊，應(yīng)立即從軋壓部位排除。3）操作應(yīng)能自動化，如能不斷地自動卸料等。（4）易磨損的部件應(yīng)容易更換。（5）應(yīng)產(chǎn)生極少的粉塵，以減少環(huán)境污染及保障工人身心健康。（6）在操作發(fā)生障礙時，應(yīng)有保險裝置使能自動停車。（7）單位產(chǎn)品消耗的能量要小。3.錘式粉碎機和輥式粉碎機的作用原理是什么？（1）錘式粉碎機工作原理：借助于高速運動機械部件（錘片）對物料顆粒的撞擊，而使之破碎。

5、除沖擊作用外，還存在搓擦、剪切作用。（2）輥式粉碎機工作原理：兩輥式粉碎機是由2個直徑相同的鋼輥相向轉(zhuǎn)動，把放在鋼輥間的物料夾住嚙入兩輥之間，物料受到擠壓力而被壓碎。四輥式、五輥式和六輥式同理。4.常用的原料粉碎方法有哪兩種？各有何特點？（1）濕式粉碎將水和原料一起加入粉碎機中，從粉碎機出來時即成粉漿。粉碎時物料的含水量超過50%。優(yōu)點：無原粉粉末飛揚，車間衛(wèi)生好。缺點：粉漿必須隨產(chǎn)隨用，不宜貯藏，且耗電量較多。（2）干式粉碎當進行粉碎作業(yè)時物料的含水量不超過4%。物料在整個粉碎過程中始終呈干燥松散狀態(tài)，所得成品為干燥粉體。特點：工藝簡單，但易產(chǎn)生過熱、粉塵。干式粉碎時必須配備除塵通風設(shè)備。5

6、氣流粉碎的原理及分類(1)工作原理壓縮空氣經(jīng)過濾干燥后，通過拉瓦爾噴嘴高速噴射入粉碎腔，在多股高壓氣流的交匯點處物料被反復碰撞、磨擦、剪切而粉碎粉碎后的物料在風機抽力作用下隨上升氣流運動至分級區(qū)，在高速旋轉(zhuǎn)的分級渦輪產(chǎn)生的強大離心力作用下，使粗細物料分離，符合粒度要求的細顆粒通過分級輪進入旋風分離器和除塵器收集，粗顆粒下降至粉碎區(qū)繼續(xù)粉碎。(2)氣流粉碎機分類扁平式氣流磨、循環(huán)管式氣流磨、流化床對噴式氣流磨、對噴式氣流磨。1.畫出罐式連續(xù)蒸煮糖化流程示意圖，并簡述該流程的特點。特點：采用噴射加熱器連續(xù)加熱，節(jié)省能耗;操作容易控制；設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，為大中型工廠廣泛采用；蒸煮溫度可高可低，

7、節(jié)省煤耗。2真空糖化器的優(yōu)點是什么？既是蒸發(fā)冷卻器又是糖化器，簡化設(shè)備3啤酒廠糖化設(shè)備的組合方式有哪幾種？啤酒廠糖化車間按其主要糖化設(shè)備的數(shù)目分為兩器組合、四器組合和六器組合三種。(1) 四器組合，每一個鍋負責完成一項任務(wù)，四器為糊化鍋、糖化鍋、過濾槽(或壓濾機)和麥汁煮沸鍋。四器組合適用于產(chǎn)量較大的工廠。(2) 六器組合，在四器組合的基礎(chǔ)上，增加一只過濾槽和一只麥汁煮沸鍋。另一種六器組合方式為兩只糖化一糊化兩用鍋，兩只過濾槽和兩只麥汁煮沸鍋。更便于生產(chǎn)周轉(zhuǎn)。生產(chǎn)能力相當于兩套四器組合，設(shè)備利用更加合理。(3) 兩器組合，僅由一個糖化鍋兼麥汁過濾槽和糊化鍋兼煮沸鍋兩個鍋組成。這種設(shè)備組合簡單、

8、投資少，適用于小型啤酒廠。4糊化鍋的鍋底為什么設(shè)計成弧形？糊化鍋的鍋底設(shè)計成弧形，原因是弧形鍋底對流體傳熱循環(huán)的影響上。為了節(jié)省攪拌動力消耗，鍋底最好做成球形，能夠促進液體循環(huán)。球形鍋底還有便于清洗和液體排盡的優(yōu)點。5快速過濾槽是如何提高過濾流速的？快速過濾槽的過濾面積比傳統(tǒng)的麥汁過濾槽大三倍。因為使用了離心泵抽濾，增加了過濾壓力差，過濾速度加快，每晝夜周轉(zhuǎn)次數(shù)可達10-12次。4.11自20世紀60年代以后，圓柱錐底發(fā)酵鋪(簡稱圓柱錐底罐或錐形罐)開始引起各國注意，在納旦罐的基礎(chǔ)上，進行了改進和仿制，并由室內(nèi)走向露天，取得成功。同時，也相繼出現(xiàn)了其他類型的圓柱錐底罐，如日本的朝日罐(Asak

9、itank,1965)、美國的通用罐(Unitank,1968)、西班牙的球形罐(Spherotank,1975)。迄今為止，使用的大型發(fā)酵罐容量已達1500。大型化的目的:大型化使啤酒質(zhì)量均化:啤酒生產(chǎn)的罐數(shù)減少，使生產(chǎn)合理化，降低了主主要設(shè)備的投資。由于發(fā)酵罐容量的增大，要求清洗設(shè)備也有很大的改進,大都采用CP自動清洗系統(tǒng)。我國在20世紀70年代末,開始采用室外錐形罐,逐步取代了傳統(tǒng)的室內(nèi)發(fā)醒。日前全國新建廠和改建的呻酒廠已全部采用了圓柱錐底罐的發(fā)酵方式。圓柱錐底發(fā)酵罐罐體承壓，罐頂為碟形封頭罐底為錐形，可聚集和回收Co);鋪外壁設(shè)有冷卻夾套或冷卻盤管,可為三段式或者是兩段式,罐體與環(huán)境之

10、間設(shè)有保溫層;罐內(nèi)部安裝CIP內(nèi)部清洗系統(tǒng)，可在短時間內(nèi)完成整個罐的徹底清洗，降低了工人勞動強度，提高效率;罐頂封頭上安裝壓力表、安全閥、設(shè)置人孔以進行維修和清潔:罐底可完成麥汁進人、成熟啤酒排出、排酵母泥的工序。該罐已廣泛用于上面或是下面發(fā)酵啤酒生產(chǎn)，錐形罐可單獨用于前發(fā)酵或后發(fā)酵，也可以將前發(fā)酵和后發(fā)酵合并在罐內(nèi)完成。該罐的優(yōu)點:發(fā)酵周期短;生產(chǎn)靈活:在室外進行密團生產(chǎn),不受外界環(huán)境的制約;可利用微機在中央控制室內(nèi)完成如溫度壓力、電磁閥開閉、冷媒流量、CO濃度等參數(shù)的控制。朝日罐朝日罐是日本為適應(yīng)一罐發(fā)酵法而制造的一種大容量發(fā)酵罐,并采用了一種新的生產(chǎn)工藝,極大縮短了貯藏啤酒的成熟時間朝日

11、罐是用4-6mm的不銹鋼板制成的斜底圓柱形發(fā)酵罐。其高度與直徑之比為(1-2):1.外部圖6朝日罐生產(chǎn)系統(tǒng)、使用冷卻夾套.冷卻夾套包圍罐身與罐底。外面用泡沫塑。薄板換熱器:2.循環(huán)泵:3.肝仔離心機:4.酵時:5.朝日罐料保溫。利用朝日罐進行罐法生產(chǎn)啤酒的優(yōu)點是:可加速啤酒的成熟。后發(fā)酵時罐的裝量達96%，提高設(shè)備利用平珂7.224連續(xù)啤酒發(fā)酵設(shè)備196年，凡。雷金(anRinO在新加坡第一個申請了啤酒連續(xù)發(fā)酵專利，當時木獲得推中摩設(shè)備n)在新加坡第-個申請了啤酒連續(xù)發(fā)酵專利，當時未獲得推廣應(yīng)用。第二次世界大戰(zhàn)后，由于啤酒需要量激增,生產(chǎn)滿足不了市場需要，釀造家相繼研制快速的連續(xù)發(fā)酵生產(chǎn)方法，

12、直至1957年后,啤酒連續(xù)發(fā)酵才開始在少數(shù)國家的少數(shù)廠中應(yīng)用于生產(chǎn)。當前在生產(chǎn)上采用的連續(xù)發(fā)酵方法，主要有以下兩類。1塔式連續(xù)發(fā)酵塔式連續(xù)發(fā)酵是英國APV公司于20世紀60年代設(shè)計的，又稱APV塔式連續(xù)發(fā)酵罐,塔式啤酒連續(xù)發(fā)酵流程見圖7-17。塔式連續(xù)發(fā)酵開始時,先分批加人經(jīng)處理的無菌麥汁。無菌麥汁從塔底進入.經(jīng)塔內(nèi)多孔板折流，使麥汁均勻地分布到塔內(nèi)各截面。麥汁在塔內(nèi)一邊上升，邊發(fā)酵.直至滿塔為止。培養(yǎng)并使其達到要求的太母濃度梯度后,用泵連續(xù)泵人麥汁。必須控制好麥汁在塔內(nèi)的流速,流速低,發(fā)酵度高,但產(chǎn)量少:流速過高.溢流的啤酒發(fā)酵度不足，并會將酵換母帶出(沖出)，使發(fā)醒受阻。麥計開始流速較慢，

13、周后，可達全速操作。連續(xù)發(fā)醒過程中，須經(jīng)常從塔底通人(O)以保持醒丹柱的疏松度。流出的嫩啤酒，經(jīng)過酵時分離器后，再經(jīng)薄板換熱器冷卻至-11.然后送人時酒罐內(nèi).經(jīng)過允CO后，貯存d即可過濾包裝出連續(xù)發(fā)辭到定時間后，稱小金發(fā)生自容.死亡書增高，160生物工程設(shè)備啤酒內(nèi)氨基氮含量上升,此時,可在塔底排出部分老酵母，仍可繼續(xù)進行發(fā)酵。發(fā)酵溫度是通過塔身周圍三段夾套或盤管的冷卻來控制的。塔頂?shù)膱A柱體部分是沉降酵母的離析器裝置,用以減少酵母隨啤酒溢流而損失，使酵母濃度在塔身形成穩(wěn)定的梯度，以保持恒定的代謝狀態(tài)。如麥汁流速過高時，酵母層會上移。該流程主要設(shè)備是塔式發(fā)酵罐。英國伯頓啤酒廠使用的塔式發(fā)酵罐的主要

14、技術(shù)條件:塔身直徑1.8m.高15m;塔底錐角60。;塔頂酵母離析器直徑3.6m,高1.8m;罐的容量為45m。2. 多罐式連續(xù)發(fā)酵多罐式連續(xù)發(fā)酵的特點:發(fā)酵罐內(nèi)裝有攪拌器.由于攪拌作用，酵母懸浮酒液中.連續(xù)溢流的酒液將酵母帶走.無法使發(fā)酵罐內(nèi)保持較高的酵母濃度。罐式啤酒連續(xù)發(fā)酵流程見圖7-18。該流程是將經(jīng)過冷卻、殺菌并已加人酒花的麥芽汁，通過柱式供氧器.流向2個帶有攪拌器發(fā)酵罐的第罐中。司個發(fā)酵罐的容量為26m',麥芽汁流加量為22.5m/h.其稀釋速奉為0.075-0.094L/h。大約控制2/3的麥汁糖在第一罐中進行發(fā)酵，發(fā)酵溫度為21C。經(jīng)第罐發(fā)的呷酒和醉號混合液，借液位差

15、溢流人第罐發(fā)酵溫度24C.最后流入第E個酵時分離罐，其容量為4m。在罐內(nèi)被冷卻到5C.自然沉降的醉母則定期用泵抽出，面成熟啤酒則山罐上面溢流到貯酒罐中。每個發(fā)酵罐內(nèi)停留時間為10-13h連續(xù)發(fā)酵啤酒的質(zhì)量.從分析數(shù)據(jù)看.與間歇啤酒接近;從風味品評看,兩者有些區(qū)別。連續(xù)發(fā)酵啤酒的風味比較更適宜于制造上面啤酒，制造下面貯藏啤酒則需雙格控制雙乙酰含量和啤酒的氧化問題。此外，多罐式連續(xù)發(fā)酵因其發(fā)酵罐帶有攪拌，所以動力消耗較大。現(xiàn)在我國幾乎均采用圓筒體錐底發(fā)酵罐發(fā)酵。自20世紀60年代以后，圓柱錐底發(fā)酵鋪(簡稱圓柱錐底罐或錐形罐)開始引起各國注意，在納旦罐的基礎(chǔ)上，進行了改進和仿制，并由室內(nèi)走向露天，取

16、得成功。同時，也相繼出現(xiàn)了其他類型的圓柱錐底罐，如日本的朝日罐(Asakitank,1965)、美國的通用罐(Unitank,1968)、西班牙的球形罐(Spherotank,1975)。迄今為止，使用的大型發(fā)酵罐容量已達1500。大型化的目的:大型化使啤酒質(zhì)量均化:啤酒生產(chǎn)的罐數(shù)減少，使生產(chǎn)合理化，降低了主主要設(shè)備的投資。由于發(fā)酵罐容量的增大，要求清洗設(shè)備也有很大的改進,大都采用CP自動清洗系統(tǒng)。我國在20世紀70年代末,開始采用室外錐形罐,逐步取代了傳統(tǒng)的室內(nèi)發(fā)醒。目前全國新建廠和改建的啤酒廠已全部采用了圓柱錐底罐的發(fā)酵方式。一、圓柱錐底發(fā)酵罐1.發(fā)酵方法分類:單罐發(fā)酵:前發(fā)酵、主發(fā)酵、后

17、發(fā)酵、貯酒全部在一個罐完成;兩罐發(fā)酵。2.設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(1)設(shè)備的外性特點:外簡體蝶形或拱形蓋，錐形體底(2) 罐材料:均采用碳鋼加涂料或不銹鋼兩種材料制成(3) 冷卻夾套:國內(nèi)大多用低溫低壓，液態(tài)冷媒在半圓管、弧形管的夾套，或米勒板式夾套內(nèi)流動換熱(4) 隔熱層和防護層:絕熱層材料應(yīng)具有導熱:系數(shù)低、體積質(zhì)量低、吸水少、不易燃等特性(5)罐主要附件:溫度傳感器，取樣閥等3、圓筒錐底發(fā)酵罐的優(yōu)點:(1)加速發(fā)酵:麥汁和酵母對流獲得強化，因而加速發(fā)酵(2)廠房投資節(jié)省(3) 冷耗節(jié)省:直接冷卻發(fā)酵罐和酒液，而且冷卻介質(zhì)在強制循環(huán)下,傳熱系數(shù)高。發(fā)酵罐的清洗和消毒實現(xiàn)自動程序化。該罐已廣泛用于上面

18、或是下面發(fā)酵啤酒生產(chǎn)，錐形罐可單獨用于前發(fā)酵或后發(fā)酵，也可以將前發(fā)酵和后發(fā)酵合并在罐內(nèi)完成。該罐的優(yōu)點:發(fā)酵周期短;生產(chǎn)靈活:在室外進行密團生產(chǎn),不受外界環(huán)境的制約;可利用微機在中央控制室內(nèi)完成如溫度壓力、電磁閥開閉、冷媒流量、CO濃度等參數(shù)的控制。4、錐底發(fā)酵罐發(fā)酵發(fā)酵工藝(1)進罐方法:現(xiàn)在喜歡采用直按進罐法(2)接種量與起酵溫度:大多采用較高接種量，接種溫度一般低于主發(fā)酵溫度23C3)主發(fā)酵溫度:大多采用低溫(910C)發(fā)酵和中溫(11-12C)發(fā)酵(4)VDK還原:大罐發(fā)酵中，后發(fā)酵般稱作VDK還原階段(5)冷卻、降溫:依賴于C.C.T冷卻夾管(6)罐壓控制:主發(fā)酵階段均采用微壓，后期

19、才封罐逐步升高，還原階段升至最高值，直保持到啤酒成熟(7)酵母的排放和收集:啤酒發(fā)酵度達到凝聚點時，啤酒酵母就逐步凝聚九淀于器壓，而且沉淀緊密(8)單釀罐發(fā)酵貯酒:一般適宜制造淡爽型啤酒5、兩罐法發(fā)酵特點:有較長陳貯后熟期，酒體成熟，完美，穩(wěn)定性好(1)典型兩罐法:此法的最大困難在于防止啤酒和空氣接觸，工廠應(yīng)有充足的C02回收裝置(2)模擬傳統(tǒng)兩罐法:此法應(yīng)使用凝聚性強的酵母二、朝日罐朝日罐是日本為適應(yīng)一罐發(fā)酵法而制造的一種大容量發(fā)酵罐,并采用了一種新的生產(chǎn)工藝,極大縮短了貯藏啤酒的成熟時間。利用朝日罐進行罐法生產(chǎn)啤酒的優(yōu)點是:可加速啤酒的成熟。后發(fā)酵時罐的裝量達96%，提高設(shè)備利用率。三、連續(xù)啤酒發(fā)酵設(shè)備當前在生產(chǎn)上采用的連續(xù)發(fā)酵方法，主要有以下兩類。1. 塔式連續(xù)發(fā)酵塔式連續(xù)發(fā)酵是英國APV公司于20世紀60年代設(shè)計的，又稱APV塔式連續(xù)發(fā)酵罐。塔式連續(xù)發(fā)酵開始時,先