生物工程设备各章知识点总结.docx

1、第一章 原料的输送和粉碎设备1. 原料粉碎的目的、方法1) 目的：a. 增加淀粉粒、酶与水的接触面，加速酶促反应与可溶性物质的溶出，提高淀粉的利用率；b. 缩短蒸煮时间，使原料中的还原糖少遭破坏，节约蒸汽用量；c. 使原料颗粒度变小，增加在设备和管道中的流动性,易于实现连续化。2) 方法：a. 湿式粉碎：将水和原料一起加入粉碎机中，以粉浆状出来 特点：无粉尘飞扬，排料方便，不需粉尘通风等；不易贮藏，耗电量大b. 干式粉碎:原料直接进入粉碎机进行粉碎 特点：需配通风除尘设备（通风管道装在粉碎室）c. 回潮干法粉碎：原料喷少量水后在进行粉碎（啤酒厂粉碎）d. 连续调湿粉碎：粉碎过程连续喷水2. 选

2、择粉碎设备的原则、粉碎度及粉碎程度，对原料粉碎设备的要求1) 原则： 根据物料的性质和所要求的粉碎度等而定 坚硬物料、脆性物料：挤压、冲击 韧性、粘性物料：剪切、研磨、挤压 方向性物料：劈裂2) 粉碎度：物料粉碎程度前后平均粒径之比 x=D1/D2D1 粉碎前物料的平均粒径D2 粉碎后物料的平均粒径3）粉碎程度：按粉碎物料和成品的粒度大小分类：粗碎、中细碎、磨碎或研磨、胶体磨；筛析法：以物料通过不同筛目标准筛的百分数来表示4） 设备要求： 粉碎后物料颗粒大小均匀 不重复粉碎，已粉碎物料需立即从压榨部分排除 操作自动化 容易更换磨碎的部位，在操作发生障碍时有保险装置，能自动停车。3. 锤式粉碎机

3、的结构、特点1) 锤式粉碎机的结构（酒精厂） 锤刀:高碳钢或锰钢，40*125-180*6-7mm。末端V=25-55m/s,V越大，产品粒度越小， 锤刀重量小，易产生自转；重量大，功率大。 筛板：用以控制粉碎物料的粒度，圆形或长条形。锤刀与筛孔间隙为5-10mm.一般6+2mm 锯齿形冲击板：与锤刀一起挤压，磨碎物料2) 特点： 可做粗碎和细碎 体积紧凑，构造简单，生产能力高 适用于不同性质的物料，物料含水量15% 锤刀磨损快，筛网易损坏 运转时震动较大，应安装在底层 粉碎机底部可采用吸引式气流输送，防止粉尘飞扬，提高产量。4. 辊式粉碎机的结构、特点 1) 辊式粉碎机的结构（多用于啤酒厂麦

4、芽粉碎）： 辊筒：生铁铸造，辊光或有齿形丝。圆周速度2.5-6.0m/s，太小粉碎度低，太大，物料易在辊面上跳动，不易被带入辊筒。两辊间存在15%-20%的转速差，可增加粉碎度，辊子直径D250mm，一般D=230-800mm，直径太小，麦芽接触辊面的时间太短，不易粉碎。辊子长度L=400-1000mm 开度：两辊筒间的距离b=3-5mm。凡物料颗粒小于开度的可经空隙露出，开度可调。 筛网：两对以上辊式粉碎机的每对辊子之间装有筛网。2) 特点： 用于粉碎颗粒状物料的中碎和细碎 粉碎度可调，可保证皮壳破碎适中，利于过滤5. 输送方式：机械输送和气流输送。机械：带式输送机，螺旋输送机，斗式输送机6

5、. 气流输送：利用强烈的空气气流在密闭管内流动，把物料悬浮送到目的地的运输方式。7. 气流输送的流程a、吸引式输送流程（可由多点到一点）空气、物料吸管输料管分离器除尘器真空泵（风机）排空管 闭风器料斗特点： 1.整个流程的动力部分在尾部2.处于负压状态3.特殊的卸料装置b、压送式输送流程（可由一点到多点）空气空气粗过滤器鼓风机输料管分离器空气、物料 物料料斗 闭风器（加料）特点：1.动力设备在前面2.处于正压状态3.特殊的加料装置8. 气流输送组成设备： 加料装置：吸嘴、旋转加料器 物料分离装置（卸料装置）：旋风分离器、重力式分离器 空气除尘装置：旋风分离器、袋滤器、湿式除尘器 动力设备9.

6、混合比单位时间输送的物料量与单位时间所需要的空气质量的比=ms/ma（ms、ma单位kg/h）意义：表示系统的输送能力，即单位质量的空气所能输送的物料的质量10. 旋风分离器的工作原理、结构、应用工作原理：利用离心力沉降将物料与气流分开结构：（略）应用：结构设计旋风分离器采用立式圆筒结构，内部沿轴向分为集液区、旋风分离区、净化室区等。内装旋风子构件，按圆周方向均匀排布亦通过上下管板固定；设备采用裙座支撑，封头采用耐高压椭圆型封头。设备管口提供配对的法兰、螺栓、垫片等。通常，气体入口设计分三种形式：a) 上部进气b) 中部进气c) 下部进气对于湿气来说，我们常采用下部进气方案，因为下部进气可以利

7、用设备下部空间，对直径大于300m或500m的液滴进行预分离以减轻旋风部分的负荷。而对于干气常采用中部进气或上部进气。上部进气配气均匀，但设备直径和设备高度都将增大，投资较高；而中部进气可以降低设备高度和降低造价。应用范围旋风分离器适用于净化大于1-3微米的非粘性、非纤维的干燥粉尘。它是一种结构简单、操作方便、耐高温、设备费用和阻力较高（80160毫米水柱）的净化设备，旋风除尘器在净化设备中应用得最为广泛。 改进型的旋风分离器在部分装置中可以取代尾气过滤设备。网上第二章 培养基的制备设备1. 培养基的灭菌方法 热灭菌（湿热、干热）：160,1h，微生物蛋白变性而死亡 化学药剂灭菌：加杀菌剂（甲

8、醛、苯酚、洁尔灭等），不利于发酵 射线灭菌：紫外线、电磁波，生产中培养基液数量多，含有固形物穿透力弱 介质过滤除菌：离心分离、静电吸附等。2. 湿热灭菌定义：直接用表压为0.20.4MPa的饱和蒸汽进行灭菌优点： 易得到，蒸汽成本低 穿透力强，蒸汽在冷凝时释放出大量的潜热，杀菌效果好 高温，120以上，微生物细胞蛋白极易凝固 快速，2030min（包括加热和保温）3. 动力学：对数残留定律微生物受到不利环境的影响，细胞蛋白受热凝固，丧失活力，随着延长而逐渐死亡，细胞个数逐渐减少，其减少速率与任何一瞬间残存的菌数成正比，即微生物在一定温度下，受热死亡遵循一级反映方程的规律。dN/d=kNK表示微

9、生物的耐热程度，k越小微生物越耐热，k越大，微生物越易受热死亡，如细菌孢子的k值远远小于其营养细胞和霉菌孢子。4. 三种连续灭菌流程：加热、保湿、冷却设备 连消塔式配料罐预热罐连消泵连消塔维持罐喷淋冷却器发酵罐 喷射加热配料罐预热罐连消泵喷射加热器维持管道真空冷却器发酵罐 薄板换热器配料罐2号薄板换热器（预热）3号薄板换热器（加热）维持管道2号薄板换热器（预冷却）1号薄板换热器（冷却）发酵罐5. 保温时间与维持器的计算见作业6. 酒精厂连续蒸煮、糖化流程（罐式、柱式、管道式）：粉浆罐 粉浆泵 蒸煮罐（锅） 后熟器（保温设备） 真空冷却器 连续糖化罐 喷淋冷却器 发酵罐主要设备：加热器(t套管式

10、、三套管式)、后熟器、冷却器7. 真空冷却系统的组成，真空冷却器（原理）、冷凝器、喷射泵8. 啤酒厂糖化设备组成方式：四器、六器组合，各设备作用第三章 空气除菌设备1. 通风发酵对无菌空气的要求1.压力：两个工程大气压（表压）作为输送动力2.温度：发酵温度3.流量：（uuM）单位时间单位体积内所需流量4.相对湿度=60%一般50%-60%洁净度：100级Y094型粒子计数器测定染菌率10-32. 测量空气含菌量的方法：培养法（能测活菌落数）、光学法（利用微粒对光线的散射作用来测量，不能测活菌落数）3. 常用的空气除菌方法辐射杀菌、热灭菌、静电除菌、介质过滤除菌4. 介质深层过滤除菌机理微粒随空

11、气流通过过滤层时，滤层纤维所形成的网格阻碍气流前进，使气流无数次的改变运动速度和运动方向而绕过纤维前进，这些改变引起微粒对滤层纤维产生惯性冲击、重力沉降、拦截、布朗扩散、静电吸引等作用而把微粒滞留在纤维表面。5. 过滤效率定义：滤层滤去的微粒数与原来微粒数之比。衡量过滤器过滤能力的参数过滤效率是过虑常数K和滤层厚度L的函数，K越大6. 过滤介质（常用的） 棉花 玻璃纤维 活性炭 超细玻璃纤维纸 石棉滤板 烧结材料过滤介质 新型过滤介质7. 过滤除菌流程的认识与计算：两种冷却、分离、加热除菌流程：粗过滤器空压机贮罐一级冷却器（30-50）旋风分离器二级冷却器（20-25）丝网分离器加热器（50%

12、-60%）过滤器冷热空气直接混合式除菌流程：粗过滤器空压机贮罐冷却器丝网分离器过滤器高效前置过滤器除菌流程：高空吸风口高效前置过滤器空压机贮罐冷却器丝网分离器加热器过滤器计算见作业或笔记8. 露点温度将不饱和湿空气等湿冷却到饱和状态时的温度称为空气的露点温度。即含有一定水汽的空气冷却至相对湿度为100%时的温度。第四章 嫌气发酵设备1. 酒精发酵罐的结构：酒精发酵罐的冷却方式酒精发酵罐筒体为圆柱体，顶盖和底盖均为碟形或锥形中小型发酵罐采用罐顶喷水淋与外壁表面进行膜状冷却大型发酵罐，罐内装有冷却蛇管或罐内蛇管和罐外喷洒联合冷却装置。采用罐外列管式喷淋冷却的方法，具有冷却发酵液均匀，冷却效率高等优

13、点。2. 常用的大型啤酒发酵罐：锥底罐、联合罐、朝日罐3. 锥底发酵罐的结构与特点结构？优点：1. 密闭罐，可做发酵罐也可作贮酒罐便于排放和回收酵母，可用CO2清洗，除去酒中的生青味，促进啤酒的成熟，缩短生产周期。2. 冷却夹套，易于控制发酵温度，满足工艺要求3. CIP系统，灭菌较彻底，降低劳动强度4. 加压密闭发酵，减少酒花苦味物质的损失，降低酒花用量15%左右，CO2溶解好，啤酒泡持性好5. 易于自控6. 由于CO2浓度梯度造成密度差，引起自然对流缺点：1. 酒液澄清慢，尤其在麦汁成分有缺陷或酵母凝集性差时，影响啤酒的过滤，排酵母酒损失大2. 泡沫多，罐利用率低3. CO2浓度梯度。4.

14、 啤酒锥底罐对流循环的原因在同一发酵罐中，各点的温度并非均匀一致，主发酵阶段的对流与后发酵阶段的对流方向完全是相反的。在主发酵阶段，温度高的啤酒向上流动，温度低的啤酒向下流动，？5. 联合罐的结构与特点（对流）结构：较浅锥底，大直径，H/D=1/(1-1.3) 浅锥底便于回收酵母等沉淀物和排除洗涤水 表面积与容量之比小，造价低，仅次于球型罐 冷却夹套 CO2喷射环形成自然对流，上部酒液冷却后密度增加，沿管壁下降，底部酒液从罐中心上升，保持罐内温度均匀。6. 朝日罐啤酒发酵系统的设备组成与特点组成： 朝日罐 酵母离心机 薄板换热器 循环泵特点： 可回收酵母，降低酒温，控制下酒酵母浓度和排除嫩啤酒中的生酒味提高发酵液的发酵度，加速啤酒的成熟。 离心机分离酵母可用凝集性较弱的酵