第四章 解块分筛设备和发酵设备
生物工程设备各章知识点总结
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：①根据物料的性质和所要求的粉碎度等而定②坚硬物料、脆性物料：挤压、冲击③韧性、粘性物料：剪切、研磨、挤压④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：①粉碎后物料颗粒大小均匀②不重复粉碎，已粉碎物料需立即从压榨部分排除③操作自动化④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.锤式粉碎机的结构、特点1)锤式粉碎机的结构（酒精厂）①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。
②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+2mm③锯齿形冲击板：与锤刀一起挤压，磨碎物料2)特点：①可做粗碎和细碎②体积紧凑，构造简单，生产能力高③适用于不同性质的物料，物料含水量≤15%④锤刀磨损快，筛网易损坏⑤运转时震动较大，应安装在底层⑥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。
微生物技术应用：第四章 微生物发酵产物的分离与纯化
三、分离纯化方法的综合运用与工艺优化
应作好工序间的衔接工作，从加工产物质量、 产物收率与纯度的平衡、时间与经济性等角度出 发，对影响工艺流程整体纯化效果的加工条件进 行优化：
1 收率与纯度之间的平衡 2 经济性考虑 3 工艺放大 4 纯化过程中对产品的检测
1 收率与纯度之间的平衡
发酵产品有效成分分离纯化过程中，产品的 纯度与产率之间是一对矛盾的关系。比如，微生 物发酵产物为药品时，其有效成分的纯度是衡量 其质量优劣的重要指标，特别是非肠道药物，其 纯度的高低直接关乎用药的安全性。纯化产品产 率的提高往往伴随着纯度的下降，反之对产品纯 度要求的提高意味着纯化成本的提高和产物收率 的降低。
微生物发酵产物的分离纯化
第二节 分离纯化技术
一、细胞破碎技术 二、沉淀分离纯化技术 三、离心分离纯化技术 四、膜分离纯化技术 五、层析分离纯化技术 六、萃取技术 七、冷冻干燥技术
第二节 分离纯化技术
一、细胞破碎技术
（一）发酵液的预处理和固液分离 目的：分离菌体和其他悬浮颗粒(细胞碎片、核 酸和蛋白质的沉淀物)；除去部分可溶性杂质和 改变滤液性质，以利于提取和精制的顺利进行。 方法：高价无机离子的去除方法，杂蛋白质的去 除，发酵液的凝聚和絮凝。
一、建立分离纯化工艺的根据
1.微生物发酵产物的特点
➢另一个特点是欲提取的生物物质通常很不 稳定，遇热、极端pH、有机溶剂会引起失 活或分解。
➢发酵或培养都是分批操作、生物变异性大， 各批发酵液不尽相同，要求下游加工有一 定的弹性。
一、建立分离纯化工艺的根据
2.原理
（1）物理性质 ① 力学性质：重力、离心力、筛分； ② 热力学性质：状态变化、相平衡； ③ 传质性质：粘度、扩散、热扩散； ④ 电磁性质：电泳、电渗析、磁化；
《发酵设备》PPT课件
控制器部件
主要测控参数有：温度，搅拌转速、罐压力、PH值、溶 解氧、自动消泡、自动补料
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发酵罐装料容积
发酵罐装料容积：在一般情况下，装料高度取 罐圆柱部分高度,但须根据具体情况而定。
一般占0.7，采用有效的机械消涣装置，可以 提高罐的装料量，达到0.9。
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3.2 实验室小型不透明发酵罐
采用较多的是CIP清洗系统。 所谓CIP系统，是clean in place的简称，意
即内部清洗系统。
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CIP清洗系统示意图
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清洗程序
(1)预冲洗：每次预冲洗的时间为30秒，进行10次，是通过 回转喷嘴进行的，主要排去底部的沉渣。
(2)碱预洗:使清洗剂成为一种氯化了的碱性洗涤剂，用这 种碱液循环16分钟。清洗液温度维持在32℃左右。
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1. 罐体
由圆柱体及椭圆形封头焊接而成，材料为碳钢或不 锈钢，对于大型发酵罐可用衬不锈钢板或复合不锈 钢制成，衬里用的不锈钢板厚为2-3毫米。
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装于罐顶的接管有：进料口、补料口、排气口、接 种口和压力表等， 装于罐身的接管有：冷却水进出口、空气进口、温 度和其他测控仪表的接口。
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3.2 发酵罐罐体的比例
标准发酵罐的几何尺寸比例 H/D=1.7~4 d/D=1/2~1/3 W/D=1/8~1/12 B/D=0.8~1.0 s/d=3
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3.3 发酵罐的结构
1、罐体 2、搅拌器和挡板 3、消泡器 4、空气分布装置 5、发酵专用PH、DO电极 6、冷却装置 7、变速装置 8、轴封、联轴器及轴承
发酵与酿造的主要设备介绍
• 批发罐的主要优点是污染杂菌的比例小，操作
灵活性强，可用来进行几种不同产品的生产。 其缺点是发酵罐的非生产停留时间所占比重大 ，非稳态工艺过程的设计和操作困难。 连续发 酵的主要的优点是可连续运行几个月的时间， 非生产时间很短；缺点是容易染菌，它适用于 不易染菌的产品如丙酮、丁醇、酒精、啤酒发 酵等。连续发酵还有以下一些优点：
锤刀对物料进行冲击粉碎，广泛用于各种中 等硬度物料的中碎与细碎作业。由于各种脆 性物料的抗冲击性较差。因此，这种粉碎机 特别适用于脆性物料。
图3-1锤式粉碎机 筛网 2.轴 3.锤刀 4.冲击板 5.机壳
• 锤式粉碎机如图3-1，主轴上有钢质圆盘或方盘
转子，盘上装有可拆换的锤刀。锤刀可以自由 摆动。当主轴经800～2500r/min在密封的机壳 内旋转时，刀片在各个不同的位置上，能够以 很大的冲击力将物料粉碎。加入到粉碎机中的 物料，首先与锯齿形的冲击板撞击，已经被粉 碎的物料，通过机壳上的格栅网孔排出。未被 粉碎的物料，被筛网阻截，再次受锤力冲击粉 碎。如遇有坚硬不能粉碎的物料，由于锤刀是 活动地悬挂在盘上，可以摇动而让开，可避免 损伤机器，当然锤刀要受到较大的磨损，甚至 损坏筛网。如遇有坚硬的物料，可再次或多次 冲击粉碎。粉碎的物料，连续穿过机内的筛网 排出。为了避免堵塞，除将筛网孔做成上小下 大的锥形孔外，被粉碎的物料含水量不应超过 10%～15%。
发酵与酿造的主要设备 介绍
2024年2月1日星期四
一、原料处理设备
• (一)原料粉碎设备 • 在发酵与酿造过程中，为了加速蒸煮、糖化、
发酵的反应速度，对于使用的固体原料，常需 将其粉碎。使大块固体物料破碎成小块物料的 操作，通常称为粉碎，而使小块物料进一步粉 碎为粉末状物料，则称为磨碎或研磨。
第一节 解块筛分机械
筛。筛分机由筛床、传动机构、机 架等组成。
筛床由床体和筛网等组成， 用于碎茶筛分的筛网规格为5—6孔； 用于条形茶筛分的筛网前后段规格 不同，前段3—4孔，后段2—2.5孔。 筛网多为铜丝或不锈钢丝织成。筛 网通常用木质压板紧压在
木质筛框上。抖筛筛分机工作时筛 床作往复运动，筛床一端装在曲轴 轴颈上，曲轴则通过轴承固定在机 架上，筛床另一端由两根摆杆支承， 摆杆两端加工出螺纹，以调节支承 点的高度，从而改变筛床的倾斜度 （4—8º）。有的机型采用改变销 轴在预置孔中的位置来调节筛
第一节 解块筛分机械 一、解块筛分机械的作用和工作原理
1、解块是将揉捻或揉切过程 中形成的叶子团块解开，否则叶子 粘在一起，不仅不便于干燥，也难 以制出高品质的干茶。解块系利用 高速旋转的解块轮打击成团的叶子， 使叶子团块松散开来。
2、筛分是分别出茶叶条索的 长短和粗细（对于条形茶）或茶 叶颗粒的大小（对于碎形茶）， 以便对它们进行不同的工艺加工。 筛分是倾斜筛网本身的运动，促 使筛网上的茶叶做相应的运动， 这样，就可将茶叶按条索长短和 粗细或颗粒大小分别开来。
不锈钢加工；打击棒由不锈钢、木 质或铜质材料加工，断面呈长方形 或三角形。
碎茶解块轮是在铜质圆柱体上沿 径向布置打击短棒（图）。
4、机架 为减少加工量，同时在保证机械 刚度条件下，机架多采用型钢焊接
而成。投茶斗、解块箱、电机及传 动装置等均装于机架之上。
5、传动 解块轮的转速500—600r/min。 三、筛分机的基本结构 筛分机有抖筛和圆筛两种，条 形茶和碎茶首次筛分常用抖筛；碎 茶的再次筛分可用抖筛，也可用圆
筛分机是由筛床、筛面、传动 机构和机架等部分组成（图）。 （一）解块机的基本结构
1、投茶斗 投茶斗由薄钢板加工，作用是 拱便于出茶；又要出茶均匀且无回 料现象发生。有的机型投茶斗一侧 设有进茶调节杆，以调节进茶板的 倾斜角度，从而调节进茶速度。
发酵工程设备课件
发酵工程设备定义与分类定义分类近代发酵设备古代发酵设备随着科学技术的发展，人们开始研究和应用微生物学、生物化学等原理，逐渐出现了专业化的发酵设备，如啤酒厂、酒精厂等。
现代发酵设备01020304食品工业医药工业化工工业环保领域锤式粉碎机齿盘粉碎机涡轮粉碎机0302011 2 3振动筛旋转筛气流筛输送设备带式输送机螺旋输送机斗式提升机除铁设备磁选机01金属探测器02除铁器03发酵罐类型及结构特点机械搅拌式发酵罐采用机械搅拌器对发酵液进行搅拌，促进氧气和营养物质的传递，结构紧凑，操作方便。
气升式发酵罐利用气体升力推动发酵液循环，无需机械搅拌，能耗低，适用于高粘度或易产生泡沫的发酵过程。
自吸式发酵罐具有自吸空气和搅拌功能，能够吸入无菌空气并与发酵液充分混合，减少染菌风险。
发酵罐内环境控制技术温度控制pH控制溶氧控制搅拌器与搅拌轴设计搅拌器类型搅拌轴设计确保搅拌轴具有足够的强度和刚度，以承受搅拌过程中产生的力和扭矩。
同时，要考虑轴的密封和润滑问题，以防止泄漏和磨损。
传热与传质过程强化技术强化传热技术强化传质技术固液分离技术过滤沉降压榨微滤超滤纳滤反渗透膜分离技术萃取技术液液萃取利用溶质在两种不混溶的液体中溶解度不同，将溶质从一种液体转移到另一种液体中。
固相萃取利用固体吸附剂对液体样品中的目标化合物进行吸附，然后用洗脱液洗脱，达到分离和富集目标化合物的目的。
结晶技术冷却结晶蒸发结晶盐析结晶溶析结晶干燥技术喷雾干燥真空干燥冷冻干燥粉碎与筛分技术粉碎技术筛分技术混合与造粒技术混合技术造粒技术包装技术自动包装机包装材料包装容器包装辅助设备01 02 03易于操作和维护经济合理选型方法设备选型原则和方法对筛选出的设备进行详细评估确定最终选型结果生产工艺流程设备性能参数1 2 302030401分析生产工艺流程，确定所需设备类型和数量根据设备性能参数和生产场地条件，进行设备布局设计制定设备操作和维护规程编制设备配套方案010203设备安装前应对基础进行检查和验收设备安装位置应符合设计要求安装规范0102 03调试前应检查设备各部件是否完好、紧固件是否松动空载试车应达到设计要求，无异常声响和振动负载试车应满足生产工艺要求，各项性能指标达到设计标准设备技术资料齐全、准确，符合档案管理要求设备维护保养策略。
《发酵设备》PPT课件 (2)
8Байду номын сангаас
• 3. 按溶积分类
• 500L以下的是实验室发酵罐
• 500~50000L是中试发酵罐
• 50000以上是生产规模的发酵罐
• 4. 按微生物生长环境
• 悬浮生长系统
• 支持生长系统
• 5. 按操作方式
• 分批发酵和连续发酵
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• 三. 机械搅拌发酵罐
• （一）概况
• 1. 基本结构
• 利用机械搅拌器的作用，使空气和发酵液混合 并溶解在发酵液中，基本要求：
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• 6. 消泡器 • 锯齿式、梳状式及孔板式 • 装于搅拌轴上，齿面略高于液面 • 直径罐径的0.8~0.9
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• 7. 连轴器及轴承
• 大型发酵罐 的搅拌轴常分为2~3段，用连 轴器使上下搅拌轴成牢固的刚性连接， 中型发酵罐一般在罐内装有底轴承，大 型发酵罐还装有中间轴承
•
(s/d)2=1.5~2.5
•
(s/d)3=1~2
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• 2. 罐体：
• 培养微生物的巨大容器，密闭式的， 在发酵过程中要保持一定的罐压，通常灭 菌的压力约为2.5×105Pa
• 形状，圆柱形，两端椭圆形？？受力均 匀，减少死角，物料容易排除，
• 高度与直径比1.7~4：1，有力空气利用 率
• 第四章 发酵设备
• 什么是发酵设备？包括那些设备？在发酵 过程中具有什么用途和意义？
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• 种子制备设备 • 主发酵设备 • 辅助设备（无菌空气和培养基制备） • 发酵液预处理设备 • 产品提取与精致设备 • 废物回收处理设备 • 核心部分是什么？？
条形红茶加工设备及其使用技术
叶输 送机 、 百页板发酵床 、 轴流风机 、 风管 、 喷雾机构等组成 。
目前仅在少数 大型茶场使用 ， 是一种 连续化发酵 的新机种 。 发酵机作业 时 ， 在百 页板发酵床下通入 ２ ￣￣ ６ ０ ２ ℃的潮
湿 空 气 ， 酵 叶 则 均 匀 地 摊 在 百 叶 板 上 ， 叶 厚 度 １ｅ 左 发 摊 ０ｒ ａ
２ｃ ０ ｍ左 右 ， 叶种 １ｃ 左 右 ．排 股 ＿ 嗄把 叶子 抖 敞 摊 摊 夫 ８ｍ ． Ｊ １ ｆ
了保证槽 面风速均匀 ， 底做成一定斜 坡 ， 体前部设联 接 槽 槽 轴流风机的方锥形风管。槽体后端则装置轴承架与滚轴 ， 以 便 卷帘卸茶 。在槽 面上构筑钢架 ， 上部搁 置萎凋帘 ， 帘上 摊 放鲜叶 ， 萎凋帘用尼龙 帘网做成 ， 也有用金属孔 板做成 固定 形式的 。萎 凋槽 一般摊 叶厚度 为 ２ ｅ 穿透 叶层风压很小 ， ０ ｍ， 故 萎凋槽一般选用压头 ３３ ４０ ｐ ．～ ．Ｋ ａ的 ７号轴流风机 ，每 小 时送风量 １ ５ ０ ２ ００ 配用 电动机 ２８ｗ。萎 凋槽常 用 ６０ ￣００ｍ ， ．ｋ 的热风发生炉 ， 结构与烘干机使 用的一样 ， 也有 使用蒸汽 发
槽 体 一般 用砖 砌 成或 铁钢 板 等制 成 。一般 采 用槽 宽
１ － ．ｍ， １￣ ０ 高 ０８ １ 摊 叶 面 积 为 １ ～ ０ 为 ． ２Ｏ 长 ０ ２ ｍ， ．～ ｍ， ５ ５ ３ｍ。
叶。 要掌握 “ 嫩叶薄摊 ”， 老叶厚摊”， 一 “ 小ｕ 种 般摊放 ｔ ： ｆ， ３ － ￣
投叶 ｋ） １ ￣６ ； ５－０ 量（ｇ ４ １０ ５６ ０
３－５ 『 １￣６ ０３ ５１
发酵场所 保持 空气新鲜 流通 ， 配备降温、 加湿装置至关重要 。
食品加工机械与设备教学课件(共12章)第四章 分选、分级机械与设备
8.按物料的其他性质分级
按物料的其他性质分级是指采用某些与物料的品质指标有关联的物理方法检测物料的内部品质
并进行物料的分选、分级。如采用嗅觉传感器检测物料的味道;采用计算机视觉系统检测物料的纹理、
灰度等。
第二节
筛分机械与设备
一、筛分机械的基本知识
1.筛分效率
每一层筛面都可以将物料分成筛过物(也叫筛下物)和筛余物(也叫筛上物)两部分,事实上筛分过程
了。若正方形排列时,当物料在孔隙上通过时就无法过筛,因而严重影响分级效率。
对于编织筛面有
K=
式中 K——开孔率(%);
b——孔边长(mm);
d——编织丝直径(mm)。
(+)
第二节
筛分机械与设备
一、筛分机械的基本知识
3.开孔率(筛面利用系数、筛孔系数)
图4-6 筛孔排列形式
a)正三角形 b)正方形排列
孔边成7°左右的楔角或锥角,安装时应以大端向下,以减少筛孔被颗粒堵塞的机会。近年来国外发展一
种厚板筛面,筛孔的密度很大,提高了筛面利用系数,又能保证筛面的刚度和强度。这种厚板筛面的筛孔
锥角可以大到40°左右,安装则是大口朝上,更增加了筛下物料穿过筛孔的机会,但是筛上物料也会进入
孔口上缘而通不过孔口下缘,形成堵孔。因此这种筛面只适用于某些可以避免堵孔的振动筛。
金属丝的交叠,表面凹凸不平,有利于物料的离析,颗粒通过能力强。主要缺点是刚度、强度差,易于变
形破裂,只适用于负荷不太大的场合。使用编织筛时,周围还需有张紧机构。
第二节
筛分机械与设备
二、筛面的种类和结构
3.金属丝编织筛面
图4-10 金属丝编织方法
第二节
筛分机械与设备
我国红茶加工机械的研制与发展
我国红茶加工机械产品的开发重点 ， 目前主要集 中在工
夫红茶连续化生产线的研制开发上 。 如浙江春江茶 叶机械有
限公 司和浙江上洋机械有限公 司工夫 （ 条形 ） 红茶连续生产 线 已在 云南 、 福建 、 安徽 、 河南等茶 区的红茶 生产 中获得应
送带 自动摊料 。增湿使用蒸汽炉产生 的蒸汽 ， 通过 布置于箱
（ 干燥设备 ４）
工夫红 茶连续生产 线所使用 的干 燥设备 ， 目前均 为链 板 式 自动 烘干 机 ， 用两 段烘 干 ， 采 中间采用 似烘 干机 式 的
多层链 板或 网带 式摊凉 回潮设备 ，进行初烘 叶摊 凉 回潮 。 摊凉 回潮设备 的工作原 理是 ， 进叶输送 带运转 线速 度相对 较快 ， 而箱 内链 板或 网带 的运转 线速 度慢 ， 利用 两者 线速
奶茶消费在国内流行 ， 促进 了我国以工夫红茶为主的红茶生
５台组 、 ６台组 、 ８台组等 ，并且按需要可分轻揉和复揉两个
工序。 （ 发酵设备 ３）
工夫红茶连续生产线所使用 的发酵设 备 ， 目前主要有不
锈钢网带式多层发酵设备和塔体 吊篮式发酵设备两种形式。 不锈钢 网带式多层发酵设备被 多数茶机生产 公司的工 夫红茶连续生产线所使用 ，形式与上述萎凋设 备基本相同。 主要结构由链斗输送机 、 铺叶输送机 、 发酵主机 、 蒸汽发生器 （ 炉） 锅 、超声波加湿器和 电加热风以及 电气程序控制系统 等组成 。萎凋箱体有密闭式 和敞开式两种 ， 闭式侧 面装有 密 观察窗 ， 内装有三层或五层循 环式 不锈钢网带 ， 箱 由上 叶输
２ 夫 红 茶 连 续 生产 线 使 用 的 主 要设 备 及 性 能 ．工
９ｍｎ 右 ， ０ ｉ左 夏秋茶气温高 ， 采用冷风发酵供 氧 ， 一般控制 在
精选发酵设备培训讲义
酒精发酵罐的结构要求
满足工艺要求，有利于发酵的排出从结构上有利于发酵液的排出有利于设备清洗、维修以及设备制造安装方便等问题。
酒精发酵罐筒体结构
为圆柱形，底盖和顶盖均为碟形或锥形。在酒精发酸过程中，为了回收二氧化碳气体及其所带出的部分酒精，发酵罐宜采用密闭式。罐顶装有人孔、视镜及二氧化碳回收管、进料管、接种管、压力表和测量仪表接口管等。罐底装有排料口和排污口；罐身上下部装有取样口和温度计接口，对于大型发酵耀，为了便于维修和清洗，往往在近罐底也装有人孔。
高压强的水力喷射洗涤装置
它是一根直立的喷水管，沿轴向安装于罐的中央，在垂直喷水管上按一定的间距均匀地钻有4-6mm的小孔，孔与水平呈20度角，水平喷水管借活接头，上端和供水总管，下端相垂直分配管相连接，洗涤水压为0.6-0.8MPa。水流在较高压力下，由水平喷水管出口处喷出，使其以每分钟48—56转自动旋转，并以极大的速度喷射到罐壁各处，而垂直的喷水管也以同样的水流速度喷射到罐体四壁和罐底。约5分钟时间即可完成洗涤作业。洗涤水若用废热水，还可提高洗涤效果。
它的容积常大于50m3，H:Dt=1-2，罐的上、下部都是锥形的。上部有物料口，冷却水口，CO2和气体出口、人孔和压力表开口等。温度控制采用罐内蛇管和罐外壁直接水喷淋相结合，排料管在罐的底部。
一、酒精发酵罐
酵母将糖转化为酒精高转化率条件(1)满足酵母生长和代谢的必要工艺条件(2)一定的生化反应时间(3)及时移走在生化反应过程中将释放的生物热
发酵室内装置密闭式发酵罐，则采用空调设备，实施冷风再循环更有利于冷耗的节约，为避免在室内产生激烈的气流，通风口都应设在墙角处。
降低发酵室的冷耗量措施
发酵罐容积
发酵罐采用圆柱形器身，底和顶为锥形盖，选取结构尺寸的比例关系如下：