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）課程復習發(fā)酵設備包括2個主要結構；酒精發(fā)酵罐的冷卻洗滌裝置；常見的啤酒發(fā)酵罐有4大類；固體發(fā)酵常見有4種反應器；發(fā)酵過程的常規(guī)參數(shù)自動監(jiān)控包括6個指標。思考題通風發(fā)酵設備作為發(fā)展最為迅猛的發(fā)酵設備，有哪些具體的類型，這些發(fā)酵罐是如何運行和工作的，具有什么樣的結構，請同學們課后思考？預習課本P136~P145

通風發(fā)酵設備四十年代中期，青霉素的工業(yè)化生產(chǎn)，或深層通風培養(yǎng)技術的出現(xiàn)，標志近代通風發(fā)酵工業(yè)的開始在深層通風培養(yǎng)技術中，發(fā)酵罐是關鍵設備。機械攪拌發(fā)酵罐機械攪拌發(fā)酵罐是利用機械攪拌器的作用，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繁殖、發(fā)酵所需要的氧氣。機械攪拌發(fā)酵罐的結構適宜的徑高比密封式的受壓設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動，混合效果好，但造成的剪率較低，對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，在相同的攪拌轉速時，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，而溶氧速率相對要求略低時，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，但它的軸向流動較強烈，但在同樣的轉速下，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，增加溶氧通常擋板寬度取(0.1~0.2)D,裝設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。長度約為罐徑的0.65倍常見的形式鋸齒式梳狀式孔板式機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，軸的連接應垂直，中心線對正。常用的聯(lián)軸器有鼓形及夾殼形兩種。軸承為了減少震動，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能相適應調(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軸套。變速裝置試驗罐采用無級變速裝置。發(fā)酵罐常用的變速裝置有三角皮帶傳動，圓柱或螺旋圓錐齒輪減速裝置，其中以三角皮帶變速傳動較為簡便。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（液體、氣體）沿轉動軸滲出設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：結構簡單主要缺點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環(huán)和靜環(huán)光滑表面緊密地相互貼合，并作相對轉動而達到密封。優(yōu)點較多缺點1.結構較填料密封復雜，裝拆不便2.對動環(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菌空氣，并使空氣均勻分布空氣由分布管噴出上升時，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，無須進行冷卻面積的設計。優(yōu)點缺點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稱裝于發(fā)酵罐內(nèi)優(yōu)點：加工方便，適用于氣溫較高，水源充足的地區(qū)缺點：傳熱系數(shù)較蛇管低，用水較大。氣升式發(fā)酵罐機械攪拌發(fā)酵罐具有眾多有點，但是設備構造比較復雜，動能消耗較大。采用氣升式發(fā)酵罐可以克服上述的缺點。氣升式發(fā)酵罐的結構及原理分為內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種罐體上升管空氣噴嘴性能指標循環(huán)周期時間必須符合菌種發(fā)酵的需要選用適當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提供無菌空氣高速旋轉的轉子產(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胞蛋白的生產(chǎn)節(jié)能、節(jié)省空間、設備結構簡單弗蓋布氏發(fā)酵罐動力小，節(jié)能具有獨特的攪拌器和通氣結構本章小結機械攪拌發(fā)酵設備結構一般有11部分的常見的機械攪拌發(fā)酵設備有3類思考題發(fā)酵中如何進行中試及放大試驗一直是關鍵的技術，在此之中有什么地方需要學習和掌握，有哪些關鍵技術要注意。請同學們課后思考？預習課本P156~P171

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