发酵工厂设备与设计
发酵工厂设备与设计
1． 实罐灭菌 定义、操作过程、判断标准、灭菌热量计算例3-1
P4：定义：将培养基配置在发酵罐里，用饱和蒸汽直接加热，已达到预定灭菌温度并保温维持一段时间，然后再冷却到发酵温度，这种灭菌过程成为培养基实罐灭菌。
P5：操作过程
P5：判断标准：培养基灭菌后达到无菌要求；营养成分破坏少；灭菌后培养基体积与计料体积相符；泡沫要少。
P7-9：灭菌过程热量计算：
①间接加热所需时间：t=Gc/KA*ln[(ts-t1)/(ts-t2)]
t为间接加热所需时间，h；G为培养基质量，kg；c为培养基的比热容，KJ/（kg•℃）；K为加热过程中平均传热系数，kg/(cm2•h•℃)
间接加热蒸汽消耗量：S=Gc(t2-t1)(1+η)/r
②直接加热蒸汽消耗量：S=Gc(t2-t1)(1+η)/(i-Cst2)
保温阶段蒸汽消耗量：S=1.19Ft(p/V)0.5
冷却阶段：
冷却时间t=GC1/WC2*A/(A-1)*ln[(t1s-t2s)/(t1f-t2s)]
冷却水用量A=eKF/WC2=(t1-t2s)/(t1-t2)
2. 连续灭菌 优点，流程设备，喷热加热器工作原理，维持管操作特点，冷却设备类型
P10：优点：①采用高温，快速灭菌，物料受热时间短，营养成分破坏少，培养基连消后质量好，发酵单位高；②发酵罐的利用率高；③蒸汽负荷均衡，锅炉利用高；④适宜采用自动控制；⑤降低劳动强度。
P10：流程设备：
配料罐→送料泵→预热罐→连消泵→加热器→维持罐→冷却器
P12：喷射式加热器工作原理：
喷射式加热器的特点是蒸汽和物料密切混合，加热在瞬间完成，蒸汽由侧面进入，物料由喷嘴喷出，在加热器内呗均匀混合加热。
P13：维持管操作特点：
P16：冷却设备类型：①真空冷却器；②喷淋冷却器。
3. 压缩空气预处理 目的，除水过程计算 例2-2,2-3,2-4，设备流程，总过滤器滤芯，分过滤器滤芯。
P20：目的：为了保证总过滤器内的过滤介质的干燥，不让因压缩空气中夹带的水滴，油滴受潮引起介质的结团变形而失效。
P21:除水过程的计算：
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:设备流程：
吸风塔→前置过滤器→空气压缩机→空气驻罐→（管道沿程冷却，写在箭头上）→第一冷却器→旋风分离器→第二冷却器→旋风分离器→丝网除沫器→空气加热器→总过滤器→进入车间→发酵罐上空气过滤器
P27：总过滤器滤芯：采用涂层式过滤材料组装的滤芯，常用的是DMF，DGF
P28：分过滤器滤芯：耐高温高分子膜材，金属烧结膜材。
4. 发酵罐： 公称容积/总体积、标准发酵罐结构、全挡板条件、搅拌轴功率、机械密封、发酵热计算（平均温差计算）、自吸发酵罐工作原理
P36：公称容积/总体积：公称容积V0，指筒身容积Vc加上底封头Vb之和
V0=Vc+Vb=π/4*D2H+Vb
P36:结构：罐体，搅拌装置，消泡器，轴封，传动装置，挡板，人孔，视镜，通气装置，进出料管，取样管等。
P40：全挡板条件：W/D*mb=0.4
P39：搅拌的轴功率： P=Fw=（F/A）（wA）
P39：机械密封：一般上伸轴可用机械单端面轴封，而下伸轴采用双端面轴封。
P41：发酵热计算：Q发酵=Wc（t2-t1）/V K=Q发酵V/F△tm
P44：自吸发酵罐工作原理：
机械搅拌自吸式发酵罐是一种不需要压缩空气，而是利用改进搅拌器结构，在搅拌过程中自行吸入空气的发酵罐。当叶轮旋转时，叶片与三棱形平板内空间的液体被甩出而形成局部真空，于是罐外空气通过搅拌中心的吸入管吸入罐内，并与高度流动的液体密切接触，形成细小的气泡后分散在液体之中。
1． 实罐灭菌 定义、操作过程、判断标准、灭菌热量计算例3-1
P4：定义：将培养基配置在发酵罐里，用饱和蒸汽直接加热，已达到预定灭菌温度并保温维持一段时间，然后再冷却到发酵温度，这种灭菌过程成为培养基实罐灭菌。
P5：操作过程
P5：判断标准：培养基灭菌后达到无菌要求；营养成分破坏少；灭菌后培养基体积与计料体积相符；泡沫要少。
P7-9：灭菌过程热量计算：
①间接加热所需时间：t=Gc/KA*ln[(ts-t1)/(ts-t2)]
t为间接加热所需时间，h；G为培养基质量，kg；c为培养基的比热容，KJ/（kg•℃）；K为加热过程中平均传热系数，kg/(cm2•h•℃)
间接加热蒸汽消耗量：S=Gc(t2-t1)(1+η)/r
②直接加热蒸汽消耗量：S=Gc(t2-t1)(1+η)/(i-Cst2)
保温阶段蒸汽消耗量：S=1.19Ft(p/V)0.5
冷却阶段：
冷却时间t=GC1/WC2*A/(A-1)*ln[(t1s-t2s)/(t1f-t2s)]
冷却水用量A=eKF/WC2=(t1-t2s)/(t1-t2)
2. 连续灭菌 优点，流程设备，喷热加热器工作原理，维持管操作特点，冷却设备类型
P10：优点：①采用高温，快速灭菌，物料受热时间短，营养成分破坏少，培养基连消后质量好，发酵单位高；②发酵罐的利用率高；③蒸汽负荷均衡，锅炉利用高；④适宜采用自动控制；⑤降低劳动强度。
P10：流程设备：
配料罐→送料泵→预热罐→连消泵→加热器→维持罐→冷却器
P12：喷射式加热器工作原理：
喷射式加热器的特点是蒸汽和物料密切混合，加热在瞬间完成，蒸汽由侧面进入，物料由喷嘴喷出，在加热器内呗均匀混合加热。
P13：维持管操作特点：
P16：冷却设备类型：①真空冷却器；②喷淋冷却器。
3. 压缩空气预处理 目的，除水过程计算 例2-2,2-3,2-4，设备流程，总过滤器滤芯，分过滤器滤芯。
P20：目的：为了保证总过滤器内的过滤介质的干燥，不让因压缩空气中夹带的水滴，油滴受潮引起介质的结团变形而失效。
P21:除水过程的计算：
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:设备流程：
吸风塔→前置过滤器→空气压缩机→空气驻罐→（管道沿程冷却，写在箭头上）→第一冷却器→旋风分离器→第二冷却器→旋风分离器→丝网除沫器→空气加热器→总过滤器→进入车间→发酵罐上空气过滤器
P27：总过滤器滤芯：采用涂层式过滤材料组装的滤芯，常用的是DMF，DGF
P28：分过滤器滤芯：耐高温高分子膜材，金属烧结膜材。
4. 发酵罐： 公称容积/总体积、标准发酵罐结构、全挡板条件、搅拌轴功率、机械密封、发酵热计算（平均温差计算）、自吸发酵罐工作原理
P36：公称容积/总体积：公称容积V0，指筒身容积Vc加上底封头Vb之和
V0=Vc+Vb=π/4*D2H+Vb
P36:结构：罐体，搅拌装置，消泡器，轴封，传动装置，挡板，人孔，视镜，通气装置，进出料管，取样管等。
P40：全挡板条件：W/D*mb=0.4
P39：搅拌的轴功率： P=Fw=（F/A）（wA）
P39：机械密封：一般上伸轴可用机械单端面轴封，而下伸轴采用双端面轴封。
P41：发酵热计算：Q发酵=Wc（t2-t1）/V K=Q发酵V/F△tm
P44：自吸发酵罐工作原理：
机械搅拌自吸式发酵罐是一种不需要压缩空气，而是利用改进搅拌器结构，在搅拌过程中自行吸入空气的发酵罐。当叶轮旋转时，叶片与三棱形平板内空间的液体被甩出而形成局部真空，于是罐外空气通过搅拌中心的吸入管吸入罐内，并与高度流动的液体密切接触，形成细小的气泡后分散在液体之中。
