發酵工廠設備與設計
發酵工廠設備與設計
1． 實罐滅菌 定義、操作過程、判斷標準、滅菌熱量計算例3-1
P4：定義：將培養基配置在發酵罐里，用飽和蒸汽直接加熱，已達到預定滅菌溫度并保溫維持一段時間，然后再冷卻到發酵溫度，這種滅菌過程成為培養基實罐滅菌。
P5：操作過程
P5：判斷標準：培養基滅菌后達到無菌要求；營養成分破壞少；滅菌后培養基體積與計料體積相符；泡沫要少。
P7-9：滅菌過程熱量計算：
①間接加熱所需時間：t=Gc/KA*ln[(ts-t1)/(ts-t2)]
t為間接加熱所需時間，h；G為培養基質量，kg；c為培養基的比熱容，KJ/（kg•℃）；K為加熱過程中平均傳熱系數，kg/(cm2•h•℃)
間接加熱蒸汽消耗量：S=Gc(t2-t1)(1+η)/r
②直接加熱蒸汽消耗量：S=Gc(t2-t1)(1+η)/(i-Cst2)
保溫階段蒸汽消耗量：S=1.19Ft(p/V)0.5
冷卻階段：
冷卻時間t=GC1/WC2*A/(A-1)*ln[(t1s-t2s)/(t1f-t2s)]
冷卻水用量A=eKF/WC2=(t1-t2s)/(t1-t2)
2. 連續滅菌 優點，流程設備，噴熱加熱器工作原理，維持管操作特點，冷卻設備類型
P10：優點：①采用高溫，快速滅菌，物料受熱時間短，營養成分破壞少，培養基連消后質量好，發酵單位高；②發酵罐的利用率高；③蒸汽負荷均衡，鍋爐利用高；④適宜采用自動控制；⑤降低勞動強度。
P10：流程設備：
配料罐→送料泵→預熱罐→連消泵→加熱器→維持罐→冷卻器
P12：噴射式加熱器工作原理：
噴射式加熱器的特點是蒸汽和物料密切混合，加熱在瞬間完成，蒸汽由側面進入，物料由噴嘴噴出，在加熱器內唄均勻混合加熱。
P13：維持管操作特點：
P16：冷卻設備類型：①真空冷卻器；②噴淋冷卻器。
3. 壓縮空氣預處理 目的，除水過程計算 例2-2,2-3,2-4，設備流程，總過濾器濾芯，分過濾器濾芯。
P20：目的：為了保證總過濾器內的過濾介質的干燥，不讓因壓縮空氣中夾帶的水滴，油滴受潮引起介質的結團變形而失效。
P21:除水過程的計算：
Ф=Pw/Ps x=0.622*ФPs/(P-ФPs) Ф=P/Ps*x/(0.622+x) Pw=Px/(0.622+x)
Ф2=Ф1(Ps1/Ps2)(P2/P1)
P22:設備流程：
吸風塔→前置過濾器→空氣壓縮機→空氣駐罐→（管道沿程冷卻，寫在箭頭上）→第一冷卻器→旋風分離器→第二冷卻器→旋風分離器→絲網除沫器→空氣加熱器→總過濾器→進入車間→發酵罐上空氣過濾器
P27：總過濾器濾芯：采用涂層式過濾材料組裝的濾芯，常用的是DMF，DGF
P28：分過濾器濾芯：耐高溫高分子膜材，金屬燒結膜材。
4. 發酵罐： 公稱容積/總體積、標準發酵罐結構、全擋板條件、攪拌軸功率、機械密封、發酵熱計算（平均溫差計算）、自吸發酵罐工作原理
P36：公稱容積/總體積：公稱容積V0，指筒身容積Vc加上底封頭Vb之和
V0=Vc+Vb=π/4*D2H+Vb
P36:結構：罐體，攪拌裝置，消泡器，軸封，傳動裝置，擋板，人孔，視鏡，通氣裝置，進出料管，取樣管等。
P40：全擋板條件：W/D*mb=0.4
P39：攪拌的軸功率： P=Fw=（F/A）（wA）
P39：機械密封：一般上伸軸可用機械單端面軸封，而下伸軸采用雙端面軸封。
P41：發酵熱計算：Q發酵=Wc（t2-t1）/V K=Q發酵V/F△tm
P44：自吸發酵罐工作原理：
機械攪拌自吸式發酵罐是一種不需要壓縮空氣，而是利用改進攪拌器結構，在攪拌過程中自行吸入空氣的發酵罐。當葉輪旋轉時，葉片與三棱形平板內空間的液體被甩出而形成局部真空，于是罐外空氣通過攪拌中心的吸入管吸入罐內，并與高度流動的液體密切接觸，形成細小的氣泡后分散在液體之中。
1． 實罐滅菌 定義、操作過程、判斷標準、滅菌熱量計算例3-1
P4：定義：將培養基配置在發酵罐里，用飽和蒸汽直接加熱，已達到預定滅菌溫度并保溫維持一段時間，然后再冷卻到發酵溫度，這種滅菌過程成為培養基實罐滅菌。
P5：操作過程
P5：判斷標準：培養基滅菌后達到無菌要求；營養成分破壞少；滅菌后培養基體積與計料體積相符；泡沫要少。
P7-9：滅菌過程熱量計算：
①間接加熱所需時間：t=Gc/KA*ln[(ts-t1)/(ts-t2)]
t為間接加熱所需時間，h；G為培養基質量，kg；c為培養基的比熱容，KJ/（kg•℃）；K為加熱過程中平均傳熱系數，kg/(cm2•h•℃)
間接加熱蒸汽消耗量：S=Gc(t2-t1)(1+η)/r
②直接加熱蒸汽消耗量：S=Gc(t2-t1)(1+η)/(i-Cst2)
保溫階段蒸汽消耗量：S=1.19Ft(p/V)0.5
冷卻階段：
冷卻時間t=GC1/WC2*A/(A-1)*ln[(t1s-t2s)/(t1f-t2s)]
冷卻水用量A=eKF/WC2=(t1-t2s)/(t1-t2)
2. 連續滅菌 優點，流程設備，噴熱加熱器工作原理，維持管操作特點，冷卻設備類型
P10：優點：①采用高溫，快速滅菌，物料受熱時間短，營養成分破壞少，培養基連消后質量好，發酵單位高；②發酵罐的利用率高；③蒸汽負荷均衡，鍋爐利用高；④適宜采用自動控制；⑤降低勞動強度。
P10：流程設備：
配料罐→送料泵→預熱罐→連消泵→加熱器→維持罐→冷卻器
P12：噴射式加熱器工作原理：
噴射式加熱器的特點是蒸汽和物料密切混合，加熱在瞬間完成，蒸汽由側面進入，物料由噴嘴噴出，在加熱器內唄均勻混合加熱。
P13：維持管操作特點：
P16：冷卻設備類型：①真空冷卻器；②噴淋冷卻器。
3. 壓縮空氣預處理 目的，除水過程計算 例2-2,2-3,2-4，設備流程，總過濾器濾芯，分過濾器濾芯。
P20：目的：為了保證總過濾器內的過濾介質的干燥，不讓因壓縮空氣中夾帶的水滴，油滴受潮引起介質的結團變形而失效。
P21:除水過程的計算：
Ф=Pw/Ps x=0.622*ФPs/(P-ФPs) Ф=P/Ps*x/(0.622+x) Pw=Px/(0.622+x)
Ф2=Ф1(Ps1/Ps2)(P2/P1)
P22:設備流程：
吸風塔→前置過濾器→空氣壓縮機→空氣駐罐→（管道沿程冷卻，寫在箭頭上）→第一冷卻器→旋風分離器→第二冷卻器→旋風分離器→絲網除沫器→空氣加熱器→總過濾器→進入車間→發酵罐上空氣過濾器
P27：總過濾器濾芯：采用涂層式過濾材料組裝的濾芯，常用的是DMF，DGF
P28：分過濾器濾芯：耐高溫高分子膜材，金屬燒結膜材。
4. 發酵罐： 公稱容積/總體積、標準發酵罐結構、全擋板條件、攪拌軸功率、機械密封、發酵熱計算（平均溫差計算）、自吸發酵罐工作原理
P36：公稱容積/總體積：公稱容積V0，指筒身容積Vc加上底封頭Vb之和
V0=Vc+Vb=π/4*D2H+Vb
P36:結構：罐體，攪拌裝置，消泡器，軸封，傳動裝置，擋板，人孔，視鏡，通氣裝置，進出料管，取樣管等。
P40：全擋板條件：W/D*mb=0.4
P39：攪拌的軸功率： P=Fw=（F/A）（wA）
P39：機械密封：一般上伸軸可用機械單端面軸封，而下伸軸采用雙端面軸封。
P41：發酵熱計算：Q發酵=Wc（t2-t1）/V K=Q發酵V/F△tm
P44：自吸發酵罐工作原理：
機械攪拌自吸式發酵罐是一種不需要壓縮空氣，而是利用改進攪拌器結構，在攪拌過程中自行吸入空氣的發酵罐。當葉輪旋轉時，葉片與三棱形平板內空間的液體被甩出而形成局部真空，于是罐外空氣通過攪拌中心的吸入管吸入罐內，并與高度流動的液體密切接觸，形成細小的氣泡后分散在液體之中。
