发酵工程第六章发酵罐
第六章 发酵过程作业参考答案
第六章 发酵过程作业参考答案 1、简述补料分批发酵的定义及优缺点、分类。（20分） 答：补料分批发酵又称半连续发酵或培养，是指在分批培养过程中，间歇或连续地补加新鲜培养基的培养方法。（4分）补料分批发酵与传统分批发酵相比，其优点在于使发酵系统中维持很低的基质浓度。低基质浓度的优点：1）可以除去快速利用碳源的阻遏效应，并维持适当的菌体浓度，使不致于加剧供氧的矛盾。2)避免培养基积累有毒代谢物。3）与连续发酵相比，补料分批发酵不需要严格的无菌条件，也不会产生菌种老化和变异等问题，其应用范围十分广泛，包括抗生素、氨基酸、酶蛋白、核苷酸、有机酸、及高聚物等、4）在发酵的不同时间不断补加一定的养料，可以延长微生物对数期的持续时间，增加生物量的积累和静止期代谢产物的积累。（8分）补料分批发酵可以分为两种类型：a: 单一补料分批发酵：在开始时投入一定量的基础培养基，到发酵过程的适当时期，开始连续补加碳源和(或)氮源和(或)其他必须基质，直到发酵液体积达到发酵罐最大工作容积后停止补料，将发酵液一次全部放出。这种操作方式称为单一补料分批发酵，由于受发酵罐工作容积的限制，发酵周期只能控制在较短的范围内。（4分）b 重复补料分批发酵：重复补料分批发酵是在单一补料分批发酵的基础上，每隔一定时间按一定比例放出一部分发酵液，使发酵液体积始终不超过发酵罐的最大工作容积，从而可以延长发酵周期，直至发酵产率明现下降，才最终将发酵液全部放出．这种操作方式既保留了单一补料分批发酵的优点，又避免了它的缺点。（4分） 2、通过哪些手段可提高发酵过程的溶氧量并分析比较各种措施的效果。（３０分） 答：(1) 提高KL a KL a 与其中的主要影响因素的函数关系可以使用下式表示： 对于牛顿型流体发酵液， KL a 的关联式可简单表示为： （２分） ①搅拌效率对KL a 的影响：一般情况下，高转速可有效地提高 KL a ，但太大或搅拌器的类型不当也会损伤菌丝，或产生漩涡，反而降低混合效果。对于高粘度的流体，转速、器型的影响会更明显。 ②气体流速对KL a 的影响：由上式得知：提高WS ，即提高通气量Q ，也可以有效的提高KL a 。研究表明，当通气量Q 较低时，随着通气量Q 的增加，WS 空气表观线速度也会增加。但Q 过大时，搅拌器不能有效地将空气气泡充分分散，而在大量气体中空转，形成所谓的“过载”现象 。会导致Pw/V 会随着Q 的增加而下降，即单位体积发酵液所拥有的搅拌功率会下降。 ③设备参数的影响：式中的α、β与发酵罐的大小、形状、搅拌器的类型等因素有关。Bartholomew 研究指出，9L 的发酵罐的α为0.95；0.5m3的发酵罐，α变为0.67；而27~57m3的发酵罐的α变为0.5。搅拌器的类型不同，α、β值的大小也不相同，对于α值，弯叶>平叶>箭叶；对),,,,,,,(g D W N d f K L s L a σρη=βαs w L W V P K K a )(=
发酵罐安全操作流程通用版
操作规程编号：YTO-FS-PD456 发酵罐安全操作流程通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
发酵罐安全操作流程通用版 使用提示：本操作规程文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 一、准备工作 1、检查蒸汽发生器，确保已开启； 2、检查空气源，保证供气压力在0.4~0.7MPa之间，相对湿度应小于60%；再调节空气减压阀，使其出口压力在0.2~0.25MPa之间； 3、检查各管道、阀门是否有泄漏，进料口、补料口硅胶垫是否需要更换，如有请及时修整； 4、检查各压力表是否归零，不能归零的予以更换； 5、检查罐内是否清洗干净； 6、查看控制系统、传动系统是否良好； 7、检查完毕进行打压试漏：压力0.15MPa保持 30min，如果出现压力下降，请用肥皂水查找泄漏点，并进行修复； 8、安装已标定的PH电极、溶氧电极等其他检测设备，确保已安装到位、螺母旋紧； 9、检查一切无问题，如实填写记录并签字； 二、空气过滤器消毒
发酵工程与设备实验试题答案
发酵工程与设备实验 1.决定摇瓶溶氧量的因素有哪些？它们如何影响摇瓶溶氧量？答：⑴摇瓶的透气性：8层纱布，纱布透气性越好，摇瓶溶氧量越大。⑵摇瓶的转速：转速越大，培养基流动越剧烈，增大与气体接触面积。⑶培养基的粘稠度：粘稠度越大，氧气越难进入，溶氧量越低。 2.采用磷钼蓝法测定发酵液中的植酸酶活性实验中，空白对照中并未发生酶和底物的水解反应，但经过显示后，颜色却呈较深的蓝色，试解释其原因。 答：①磷钼蓝受热，易被氧化成蓝色还原物。②植酸钠中含杂质磷太多。 3.红曲米发酵实验中，为何要添加酸水？无菌酸水如何制得？答：是为了洗脱菌种，同时为红曲霉生长创造酸性环境。 制备：取一烧杯的蒸馏水，往水中加入乳酸并调PH至4.0.然后取10ml配制好的溶液于干净的试管中，密封包扎后，放入高压灭菌锅灭菌，即可得到无菌酸水。 4.产植酸酶黑曲霉的分离实验中，为何选用植酸钙而不选用植酸钠？ 答：钠盐易溶解、钙盐难容，易形成透明圈，从而筛选。 5.产植酸酶黑曲霉的分离实验中，为什么不将脱氧胆酸钠溶液
和氯霉素眼药水加入到筛选培养基中一起灭菌？ 答：①脱氧胆酸钠会与铁盐高温时反应。②细菌性抗生素、自身就是杀菌的，且本身无菌，也不能灭菌。 6.请详细说明产植酸酶黑曲霉的分离实验的实验原理。 答：以植酸钙为唯一磷来源的选择培养基，同时以透明圈法，从土壤中分离筛选产植酸酶的黑曲霉 7.产植酸酶黑曲霉的摇瓶发酵实验中，摇瓶的作用有哪些？答：①气体和营养分布均匀②温度保持恒定③代谢产物分散④避免影响其他菌丝生长⑤防止细胞沉淀 8.植酸酶酶活力测定实验中，若显色后的反应体系测定吸光度值为2.23，说明什么问题？该如何调整实验方案？ 答：浓度过大，该稀释。 9.植酸酶活力测定时做标线的目的是什么？ 答：标线是反应吸光度与无机磷浓度之间的关系，待我们测的样品吸光度后即可在标线上读出对应无机磷浓度，从而进行酶活计算。 10.简述灭菌锅的使用方法及步骤。 答：①向锅内注入水至三脚架上边缘、预热。 ②放入物品，将直排气管并放入排气槽。 ③关盖，拧紧对应螺栓，打开开关加热 ④待压力达到0.05MPa，排冷空气，归零。
发酵罐的结构系统及使用
发酵罐的结构系统及使用.txt28 生活是一位睿智的长者，生活是一位博学的老师，它常常春风化雨，润物无声地为我们指点迷津，给我们人生的启迪。不要吝惜自己的爱，敞开自己的胸怀，多多给予，你会发现，你也已经沐浴在了爱河里。实验十五发酵罐的结构系统及使用方法一、实验目的： 1 ．了解发酵罐（气升式、搅拌式）的几大系统组成，即空气系统、蒸汽系统、补料系统、进出料系统、温度系统、在线控制系统。2．掌握发酵罐空消的具体方法及步骤3．掌握发酵罐进料及实消的具体方法及步骤4．掌握发酵罐各系统的控制操作方法 二、实验原理： 1．蒸汽系统：三路进汽——空气管路、补料管路、罐体） 2．温度系统： （1）夹套升温：蒸汽通入夹套。 （2）夹套降温：冷水通入夹套，下进水，上出水。 （3）发酵过程自动控温系统：热电偶控温，马达循环，只能加热，发酵设定温度低于室温时，由夹套进冷水降温。 3．空气系统： 取气口T空压机：往复式油泵获得高脉冲的压缩空气 粗过滤器：由沙布包裹棉花压实成块状叠加制得，作用是去除部分细菌及大部分灰尘 （贮气罐）：空压机压缩使气体温度升高，经贮气使气体保温杀菌；压缩空气中有油污、水滴，且压力不稳，有一定的脉冲作用，会冲翻后面的过滤介质，贮气后可使油滴重力沉降，减小脉冲。 冷却塔）：有降温并稳定作用，同时经旋风分离器进行气液分离 （丝网分离器）：通过附着作用，逐步累积沉降而分离5 微米以上的微粒其作用介质为铜丝网 （加温器）：对压缩空气升温，除湿，使湿度达50%-60% 总过滤器：纱布包裹棉花加活性炭颗粒，逐层压紧而成。 分过滤器：平板式纤维，中间为玻璃纤维或丝棉，下面放水阀应适时打开放出油、水，再用压缩空气控干。
发酵罐安全操作流程
发酵罐安全操作流程 Prepared on 24 November 2020
发酵罐安全操作流程 一、准备工作 1、检查蒸汽发生器，确保已开启； 2、检查空气源，保证供气压力在~之间，相对湿度应小于60%；再调节空 气减压阀，使其出口压力在~之间； 3、检查各管道、阀门是否有泄漏，进料口、补料口硅胶垫是否需要更换， 如有请及时修整； 4、检查各压力表是否归零，不能归零的予以更换； 5、检查罐内是否清洗干净； 6、查看控制系统、传动系统是否良好； 7、检查完毕进行打压试漏：压力保持30min，如果出现压力下降，请用肥 皂水查找泄漏点，并进行修复； 8、安装已标定的PH电极、溶氧电极等其他检测设备，确保已安装到位、螺母旋紧； 9、检查一切无问题，如实填写记录并签字； 二、空气过滤器消毒 1、首先关闭空气过滤器前的进蒸汽阀，缓慢卸掉空气过滤器内压力； 2、打开蒸汽过滤器下端的排污阀（排净冷凝水后微开），缓缓开启蒸汽 阀，排净管道内冷凝水后调整蒸汽阀大小，保证蒸汽压力以上； 3、打开空气过滤器下端的排污阀，慢慢打开过滤器前的蒸汽阀，待排尽冷 凝水后排污阀微开；
4、开启过滤器后的排气阀门，通过调整其与蒸汽阀的大小，维持压力~消毒 30min； 5、消毒结束调小排气阀与排污阀的开度，迅速关闭蒸汽阀同时打开进空气 阀（换气过程中保证压力不掉零），调整空气阀大小保持压力在~，以便吹干空气过滤器； 6、约20~30min过滤器吹干后（过滤器外壁温度降至常温，手试吹出的空气 干燥、细腻、滑润），关闭过滤器下端的排污阀及排气阀，保持正压； 三、罐空消 1、首先打开夹套下端的排水阀，排尽夹套中的水； 2、依次打开取样阀、蒸汽阀，排尽管道内冷凝水后将取样阀转为微开；稍 开罐排气阀，再缓慢开启罐底隔膜阀使蒸汽徐徐进入发酵罐； 3、在灭菌过程中时刻注意并控制罐压在~内，罐压的控制通过蒸汽阀和排气 阀来实现； 4、空消30~50min后，关闭蒸汽阀和罐底隔膜阀，关闭后压力会迅速下降， 为防止罐内产生负压，需将进空气阀打开，维持罐压~或者压力下降至零时将排气阀打开自然冷却；待温度降至80℃以下时排尽罐内冷凝水； 四、实消 1、将标定好的PH电极、溶氧电极等检测设备安装，检查确保安装到位，旋紧螺母； 2、关闭罐底隔膜阀，微通风、开低转速，按工艺要求将配制好的培养基加 入罐内，检查无漏加原料后将加料口螺母适度拧紧；
(完整版)发酵工程与设备习题答案
第一章 1．简述发酵工程的概念及其主要内容。 发酵工程是生物技术的重要组成部分，是生物技术产业化的重要环节。它是应用生物学、化学和工程技术学的原理，大规模（工厂化）培养动植物和微生物细胞，生产生物量或产物的科学。发酵工程可分为上游工程、中游工程和下游工程。 生产微生物细胞（或生物量）； 生产微生物的酶；●生产微生物的代谢产物；?生产基因重组产物；?将一个化合物经过发酵改造其化学结构——生物转化。 2.什么叫次级代谢产物？次级代谢产物是微生物在哪些生长时期形成的？其与初级代谢产物有什么关系？ 以初级代谢产物为原料通过次级代谢合成的，对自身无明确生理作用的代谢产物叫次级代谢产物。关系：先产生初级代谢产物，后产生次级代谢产物；初级代谢是次级代谢的基础；次级代谢是初级代谢在特定前提下的继续与发展。 3.发酵过程有哪些组成部分？ 用于菌种扩大培养和发酵生产用的培养基配方； 培养基、发酵罐和辅助设备的灭菌；●足量的高活性、纯培养的接种物；?在适宜条件的发酵罐中培养菌体生产产物；?产物的提取和纯化；?生产过程的废物的处理。 第二章 1.发酵工程菌株的选育方法有哪些？各有何特点？ 自然选育：自发突变率低，变异程度较轻微，变异过程十分缓慢；自发突变不定向，负向变异可能性大，正向变异可能性小 诱变育种：方法简单，快速，收效显著。 原生质体融合：打破种属间的界限，提高重组频率，扩大重组幅度。 杂交育种：使不同菌株的优良性状集中在重组体中，扩大变异范围，具有更强的方向性和目的性。 基因工程育种：按人们的愿望使生物体的遗传性状发生定向变异。 2.发酵工程对菌种有何要求？菌种的分离和筛选基本流程是怎样的？ 要求：能大量高效合成产物；发酵培养基原料廉价；培养条件容易控制；易于液中提取产物；不易污染其它杂菌和噬菌体；无毒无害；性能稳定，不易退化
发酵操作流程
基因工程菌发酵操作流程 1.检查发酵车间是否达到发酵要求(所以设备处于待用状态)。 2.通知蒸汽车间按时送符合要求蒸汽。 3.种子罐基础培养基的领料及定容配制。 4.种子罐的PH、DO电极的校正安装和补料口堵头更换。 5.种子罐进料，调PH。 6.种子罐基础培养基在位灭菌，同时灭移种管道上段。 7.种子罐冷却后可连接酸、碱、消泡剂补料瓶。 8.种子罐培养基温度、PH(需进一步校准)、罐压、消泡达到发酵条 件。通知菌种室准备菌种转接。 9.无菌操作将种子罐所需MgSO4、Amp转入菌种转换罐。 10.种子罐扩增培养发酵阶段需平稳控制罐压、PH、DO、温度、消泡。 11.大罐基础培养基领料及配制。 12.大罐PH、DO电极校正安装及补料口堵头的更换。 13.大罐进料、定容、调PH；碱罐碱液的配制。 14.大罐基础培养基在位灭菌，同时对移种管道、进料管道、补料管 道、碱罐及碱管道上段的灭菌。 15.大罐基础培养基温度降至发酵温度后再次校准PH、DO。连接补 料瓶调节至发酵条件。 16.无菌操作将大罐所需MgSO4、Amp转入菌种转换罐并转入种子罐。 17.利用压力差将种子罐里的种子液移接到大罐。 18.补碱时，将管道上阀门打开。程序设为自动，控制流量。
19.补料罐补料培养基的领料定容配制。 20.补料罐补料培养基在位灭菌，同时对管道上段灭菌。 21.补料时，将管道上阀门打开。程序设为自动，设置流量。 22.诱导剂领料，在配料罐中加水配制定容。 23.将诱导剂打入种子罐，灭菌后保持罐压。 24.利用压力差将种子罐里的诱导剂移接到大罐。 25.一段时间后，大罐的PH、DO呈上升形态即为发酵结束，可放罐 离心。
发酵罐的设计
目录 第一章啤酒发酵罐结构与动力学特征 (3) 一、概述 (3) 二、啤酒发酵罐的特点 (3) 三、露天圆锥发酵罐的结构 (4) 3.1罐体部分 (4) 3.2温度控制部分 (5) 3.3操作附件部分 (5) 3.4仪器与仪表部分 (5) 四、发酵罐发酵的动力学特征 (6) 第二章发酵罐的化工设计计算 (7) 一、发酵罐的容积确定 (7) 二、基础参数选择 (7) 三、D、H的确定 (7) 四、发酵罐的强度计算 (9) 4.1 罐体为内压容器的壁厚计算 (9) 五、锥体为外压容器的壁厚计算 (11) 六、锥形罐的强度校核 (13) 6.1内压校核 (13) 6.2外压实验 (14) 6.3刚度校核 (14)
第三章发酵罐热工设计计算 (14) 一、计算依据 (14) 二、总发酵热计算 (15) 第四章发酵罐附件的设计及选型 (19) 一、人孔 (19) 二、接管 (19) 三、支座 (20) 第五章发酵罐的技术特性和规范 (21) 一、技术特性 (21) 二、发酵罐规范表 (22) 参考文献 (24)
发酵罐设计实例 第一章啤酒发酵罐结构与动力学特征 一、概述 啤酒是以大麦喝水为主要原料，大米、酒花和其他谷物为辅料经制麦、糖化、发酵酿制而成的一种含有二氧化碳、酒精和多种营养成分的饮料酒。我国是世界上用谷物原料酿酒历史最悠久的国家之一，但我国的啤酒工业迄今只有100余年的历史。改革开放以来，我国啤酒工业得到了很大的发展，生产大幅度增长，发展到现在距世界第二位。由于啤酒工业的飞速发展，陈旧的技术，设备将受到严重的挑战。为了扩大生产，减少投资保证质量，满足消费等各方面的需要，国际上啤酒发酵技术子啊原有传统技术的基础上有很大进展。尤其是采用设计多种形式的大容量发酵和储酒容器。这些大容器，不依靠室温调节温度，而是通过自身冷却来控制温度，具有较完善的自控设施，可以做到产品的均一性，从而降低劳动强度，提高劳动生产率。 就发酵罐的外形来分，主要有圆柱锥形底罐、圆柱蝶形罐、圆柱加斜底的朝日罐和球形罐等。 二、啤酒发酵罐的特点 1、单位占地面积的啤酒产量大；而且可以节约土建费用； 2、可以方便地排放酵母及其他沉淀物（相对朝日罐、通用罐、贮就罐而言）；
生物反应器(发酵罐)
第四章生物反应器（发酵罐） 发酵罐厌氧发酵罐（嫌气发酵罐） 好氧发酵罐（通风发酵罐） 第一节厌氧发酵罐 酒精、丙酮、丁醇、乳酸、啤酒等 酒精发酵罐（图1） 图1 酒精发酵罐 1 冷却水入口 2 取样口 3 压力表 4 CO2出口 5 喷淋水入口 6 料液及酒母入口 7 人孔 8 冷却水出口 9 温 度计10 喷淋水收集槽11 喷淋水出口12 发酵液及污水排出口一、形状罐体为圆柱形，底盖和顶盖为锥形或碟形 二、结构尺寸 D----罐的直径 H-----圆柱部分的高度 h1-----罐底高度 h2-----罐盖高度 推荐比例： H=1.1～1.5D h1=0.1 ～ 0.14D h2=0.05 ～ 0.1D 发酵罐全容积： V = πD2 (H+h1/3+h2/3) / 4 V = V0 / η V-----发酵罐的全容积 (m3) V0------进入发酵罐的发酵液量 (有效容积) (m3) η-------装液系数（一般取0.8～0.9） 据发酵罐的全容积V和H/D即可确定发酵罐的结构尺寸 三、配置 人孔、视镜、进料管、压力表和测量仪器的接口、CO2出口（回收管）、排料口和排污口、 取样口、温度计接口、冷却装置、洗涤装置 冷却装置：
中小型罐,多采用罐顶喷水淋于罐外壁表面进行膜状冷却 (罐体底部四周有收集槽) 大型罐:罐内有冷却蛇管 (或与外壁喷淋相结合) 洗涤装置：水力喷射洗涤装置 （图2） 第二节 通风发酵罐 机械搅拌式、自吸式、气升式、高位筛板式等 味精、柠檬酸、抗生素、酶制剂、氨基酸、SCP 一、机械搅拌式发酵罐 （图3） 一）基本条件 1、适宜的径高比。 [高：直径约为2.5～4] 2、能承受一定的压力。[水压试验（1.5倍）] 3、搅拌通风装置要能使气泡分散细碎、气液充分混合，保证发酵液必须的溶解氧，提高O 2的利用率 。 4、应具有足够的冷却面积。[代谢产热] 5、发酵罐内应抛光，尽量减少死角。[避免积污、染菌] 6、轴封应严密，尽量减少泄漏。 二） 罐体的尺寸比例 H----柱体高(m) D----罐内径(m) d----搅拌器直径 S----两搅拌器的间距 图2 水力喷射洗涤装置 图3 机械搅拌发酵罐
发酵罐操作操作规范
发酵罐操作流程 1 技术准备 发酵罐使用之前，应先检查电源是否正常，空压机、循环水系统是否能正常工作。同时要检查管道是否通畅及废水废气管道的完好情况。 2 空消 在投料前，气路、料路、发酵罐罐体必须用蒸汽进行灭菌，消除所有死角的杂菌，保证系统处于无菌状态。 2.1 空消步骤 打开蒸汽总开关----打开排冷凝水阀-------打开蒸汽过滤器开关------关闭预过滤器开关---打开空气精过滤器开关---打开进罐空气阀---打开空气排气阀---打开上分气包进发酵罐蒸汽阀---打开取料口进罐蒸汽阀---打开取样口排气----打开上分汽包进下分汽包阀---打开下分汽包总开关---打开下面进罐体蒸汽阀---打开接菌口和流量计出的排气阀。 2.2 空消注意事项 2.2.1 空气管路上有预过滤器和空气过滤器，预过滤器不能用蒸汽灭菌，因此在空气管路通蒸汽前，必须将预过滤器的阀门关闭。 2.2.2 空消时，应将罐上的接种口、排气阀及料路阀门微微打开，使蒸汽通过这些阀门排出，同时保持罐压为 0.13~0.15Mpa,空消时间为50分钟，夹层排水阀一直打开。 2.2.3 经常用手感受进蒸汽管道的畅通。 2.2.4 发酵罐空消前，应将夹套内的水放掉。空消结束后，应将罐内冷凝水排掉。 2.2.5空消结束后要通入无菌风吹干管路，并且管路和罐体要始终保持正压，以免杂菌的进入。 3 罐体实消 实消是当罐内加入培养基后，用蒸汽对培养基进行灭菌的过程。空消结束后，罐体压力降至0.03Mpa,打开罐体下面出料口排水阀排冷凝水，待排完后，关紧出料口阀门。打开进料口，加入培养基，拧紧。 3.1 实消步骤 开启机械搅拌装置---打开蒸汽总开关---打开拍冷凝水阀---打开上分气包进发酵罐蒸汽阀---打开夹层蒸汽阀 ---打开排气口排罐体冷空气---夹层温度达到95℃时关闭夹层蒸汽阀---打开罐体上面进蒸汽阀---打开上分汽包进下分汽包阀---打开下分汽包总开关---打开下面进罐体蒸汽阀---罐体压力达到0.15Mpa时开始计时，通过调节蒸汽阀保压30分钟。
发酵罐安全操作规程
发酵罐安全操作规程 1．目的 通过建立发酵罐安全操作规程并严格执行，确保发酵罐安全运行。 2．适用范围 本规程用于机械搅拌（皮带轮减速装置）和无机械搅拌钢制发酵罐的维护、检修操作。 3．职责 3．1生产部负责本规程的组织制定。 3．2操作人员负责本规程的实施。 4．内容 4．1检修类别及间隔期 4．1．1 检修类别 发酵罐的检修类别分小修、中修和大修。 4．1．2 检修间隔期 A．小修：每2个月进行一次。 B．中修：每10个月进行一次。 C．大修：每30个月进行一次。 D．发酵罐在定期检修间隔期内，还应根据其实际运转情况，确定检修类别、内容和期限。 4．2检修内容 4．2．1小修 A．检查紧固各部件连接螺栓。 B．检查、调整机械密封端面的压力。 C．检查、消除人孔、视镜、接管口、阀门等处的泄漏点，更换老化的密封垫。 D．检查、检修转动部件的磨损件。 E．检查、调整传动皮带的松紧度。 F．检查附属的仪器仪表和电控装置。 G．检查润滑部位，并按规定加注或更换润滑油。
H．检查并局部修补保温层，对油漆脱落处涂漆。 4．2．2中修 A．包括小修内容； B．检查、清洗、修理机封装置，必要时更换磨损部件； C．检查、调整传动皮带轮的运转情况，必要时更换传动皮带、轴承等易损件； D．检查、修理、调整搅拌系统，更换损坏的联轴器、轴瓦、搅拌器轴承； E．按劳动部《在用压力容器检验规程》检测罐壁厚、裂纹、变形和焊缝质量，必要时进行局部修补，更换或修理损坏的人孔、视镜、接管、档板等附件； F．对降温盘管及空气管件进行试漏检查，并修补泄漏点； G．检查、修理各仪表及控制装置； H．整体修补保温层及涂漆。 4．2．3大修（包括中修内容） A．检查、修理减速装置，更换轴承； B．检查、修理或更换搅拌系统的主轴、联轴器轴瓦、拉杆、搅拌器、轴承等附件； C．调整罐体、减速装置、搅拌轴的位置偏差和间隔； D．换热系统和空气系统的管件试漏，更换腐蚀严重的管道、管件及阀门； E．检查、修理筒体、封头。 4．3检修前的准备 4．3．1技术准备 A．设备使用说明书，图纸、有关标准、检修记录； B．设备运行时间、缺陷、隐患、事故等状况记录。 4．3．2物资准备 A．检修用的材料、备件； B．检测仪器、拆装工具和起重设施； C．切断发酵罐电机总电源，并设有禁止启动的警示牌； D．清洗发酵罐，隔断与其它设备各连接管路，并悬挂标志牌； E．进罐前，应彻底将罐内气体排除，人员在罐内作业过程中，应不断换进新鲜空气，必要时检修人员应配带防毒呼吸器，罐外必须设人监护；
发酵工程与设备 教材
发酵工程与设备 第一章绪论 生物技术作为21世纪高新技术的核心，对人类面临的食品、资源、健康、环境等重大问题发挥越来越大的作用。大力发展生物技术及其产业已成为世界各国经济发展的战略重点。 一．发酵工程的主要内容 发酵工程（Fermentation Engineering）属于生物技术的范畴，生物技术又称生物工艺学，最初是由一位匈牙利工程师Karl.Ereky于1917年提出的。当时他提出的生物技术这一名词的涵义是指甜菜作为饲料进行大规模养猪，即利用生物将原料转化为产品。现在的生物技术的定义为：生物技术是应用自然科学及工程学原理依靠生物催化剂的作用将物料进行加工以提供产品或社会服务的技术。因此，生物技术是一门综合性多学科技术，他涉及的基础学科有生物学、化学和工程学。下图为生物技术与基础学科关系的示意图。它逐渐成为与生物学、生物化学、化学工程等多学科密切相关的综合性边缘学科。 现代生物技术作为一门新兴的高科技术产业，它的生命力在于他对社会经济和发展的各个方面都带来了极大冲击和影响。 发酵工程是指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的技术。 发酵工程由于涉及到生物催化剂，因而与化学反应有关。由于生物技术的最终目标是建立工业生产过程为社会服务，因而该生产过程可称为生物反应过程（亦称为生化反应过程）。 在发酵技术中一般包括微生物细胞或动植物细胞的悬浮培养，或利用固定化酶，固定化细胞所做的反应器加工底物（即有生化催化剂参加），以及培养加工后产物大规模的分离提取等工艺。主要是在生物反应过程中提供各种所需的最适环境条件。如酸碱度、湿度、底物浓度、通气量以及保证无菌状态等研究内容。 二、发酵工程的发展历史 生物技术的发展和利用可以追溯到1000多年（甚至4000多年）以前如酒类的酿造。而人类有意识地利用酵母进行大规模发酵生产是在19世纪。当时进行大规模生产的发酵产品有乳酸、酒精、面包酵母、柠檬酸和蛋白酶等初级代谢产
第六章发酵设备
第六章发酵设备 本章学习目标 ?了解常见嫌气发酵设备及其流程的类型与特点 ?掌握通风发酵设备的类型、结构及性能特性 ?了解空气过滤除菌原理、常见设备流程及其应用特点 ?掌握常见发酵设备的应用特点和选用原则 目录 发酵设备的类型和基本构成 发酵设备的基本要求 发酵设备的功能： 发酵设备的要求： 发酵设备的分类 ?发酵设备的功能和要求 功能：按照发酵过程的要求，保证和控制各种发酵条件，主要是适宜微生物生长和形成产物的条件，促进生物体的新陈代谢，使之在低消耗(原料消耗、能量消耗、人工消耗)获得较高的产量。 要求： ?良好的传递质量、能量、热量性能 ?结构应尽可能简单，操作方便，易于控制 ?便于灭菌和清洗，能维持不同程度的无菌度 ?能适应特定要求的各种发酵条件，以保证微生物正常的生长代谢 ?发酵设备的分类 按发酵用培养基状况：固体发酵设备和液体发酵设备 按微生物类型：嫌气(酒精、啤酒和丙酮、丁醇)和好气(谷氨酸、柠檬酸、酶制剂和抗生
素，发酵过程中需不断通入空气) 按发酵过程所使用的生物体：微生物反应器（主流）、酶反应器（固定化酶反应器和溶液酶反应器）和细胞反应器 嫌气发酵设备 一、间隙式发酵罐 间歇式发酵是指生长缓慢期、加速期、平衡期和衰落期四个阶段的微生物培养过程全部在一个罐内完成 特点：罐内环境和发酵过程易于控制。目前在工业生产中仍然占据主要地位 二、水洗装置 特点，水压不大洗涤不彻底 水平喷水管与水平面呈20°夹角，水流喷出时使喷水管以48～56r/min的速度自动旋转，洗涤一次约需5min 三、连续发酵设备 连续发酵：通过在发酵罐内连续加入培养液和取出发酵液，可使发酵罐中的微生物一直维持在生长加速期，同时降低代谢产物的积累，培养液浓度和代谢产品含量相对稳定，微生物在整个发酵过程中即可始终维持在稳定状态，细胞处于均质状态。 特点：产品产量和质量稳定、发酵周期短、设备利用率高、易对过程进行优化等优点，微生物在整个发酵过程中始终维持在稳定状态，细胞处于均质状态。技术要求较高、容易造成杂菌污染，易发生微生物变异、发酵液分布与流动不均匀等。 四、单罐连续发酵设备 连续搅拌发酵器 连续细胞回用发酵器 塔式发酵器 膜式发酵器 固定化细胞反应器 五、连续搅拌发酵器
发酵工程与设备习题答案
第一章 1.简述发酵工程的概念及其主要内容。 发酵工程就是生物技术的重要组成部分,就是生物技术产业化的重要环节。它就是应用生物学、化学与工程技术学的原理,大规模(工厂化)培养动植物与微生物细胞,生产生物量或产物的科学。发酵工程可分为上游工程、中游工程与下游工程。 生产微生物细胞(或生物量); 生产微生物的酶;●生产微生物的代谢产物;?生产基因重组产物;?将一个化合物经过发酵改造其化学结构——生物转化。 2、什么叫次级代谢产物？次级代谢产物就是微生物在哪些生长时期形成的？其与初级代谢产物有什么关系？ 以初级代谢产物为原料通过次级代谢合成的,对自身无明确生理作用的代谢产物叫次级代谢产物。关系:先产生初级代谢产物,后产生次级代谢产物;初级代谢就是次级代谢的基础;次级代谢就是初级代谢在特定前提下的继续与发展。 3、发酵过程有哪些组成部分？ 用于菌种扩大培养与发酵生产用的培养基配方; 培养基、发酵罐与辅助设备的灭菌;●足量的高活性、纯培养的接种物;?在适宜条件的发酵罐中培养菌体生产产物;?产物的提取与纯化;?生产过程的废物的处理。 第二章 1、发酵工程菌株的选育方法有哪些？各有何特点？ 自然选育:自发突变率低,变异程度较轻微,变异过程十分缓慢;自发突变不定向,负向变异可能性大,正向变异可能性小 诱变育种:方法简单,快速,收效显著。 原生质体融合:打破种属间的界限,提高重组频率,扩大重组幅度。 杂交育种:使不同菌株的优良性状集中在重组体中,扩大变异范围,具有更强的方向性与目的性。 基因工程育种:按人们的愿望使生物体的遗传性状发生定向变异。 2、发酵工程对菌种有何要求？菌种的分离与筛选基本流程就是怎样的？ 要求:能大量高效合成产物;发酵培养基原料廉价;培养条件容易控制;易于液中提取产物;不易污染其它杂菌与噬菌体;无毒无害;性能稳定,不易退化
发酵罐基本操作流程
发酵罐基本操作流程 一.启动电脑 1.连接电源插座，打开电脑电源开关。 2.进入电脑操作界面，密码1155。 3.小罐为编号1,最大容积10L,装入液体最少5L,最多8L。 4.大罐为编号2,最大容积50L,装入液体最少20L,最多40L。 二.灭菌 1.使用前准备:必须对蒸汽发生器及空气压缩机进行排污,发酵罐所有阀门关闭,但最下面排水阀门打开（黑色直形搬到和管道平行）。 2.升温阶段:打开蒸汽发生器,等达到0.4MPa,打开进夹套蒸汽开关（红色园形）至最大，搅拌打开，温度到80度以后关闭搅拌，排水阀关小一点，打开进罐蒸汽阀门（红色园形），在灭菌过程中进气压力要始终高于罐后压力。在接近121度时把尾气排气阀（黑色园形）和排水阀（黑色直形）稍微开点，以振动低温蒸汽和夹套中的冷凝水，有利于升温。 3．保温阶段：若T>121度，先关进小夹套蒸汽开关和进罐蒸汽阀门（微调），若继续升温，打开排水阀（微调），确保温度维持在119-123度之间。 5.吹干过滤器: 关闭蒸汽发生器，关闭进夹套蒸汽阀门和进罐蒸汽阀门（红色园形），关闭气体进罐球阀（黑色园形）。打开过滤器后面的排水阀门（一黑一蓝两个圆形阀门）；找开空压机，打开进气阀（黑色直形）和气体流量计开关（黑色园形），等待两个白色胶管变凉（不
烫手，约5min）后，关闭一黑一蓝两个排水阀。 6. 降温阶段：打开空气进罐开关至最大，打开尾气阀至适当开度，使空气进罐。在控制面板上将加热开关关闭。打开总进水阀门（黑色直形）、出水阀和加热器进水阀（兰色直形），进行降温，温度低于90度时可适当开搅拌加速降温。 7．接种：温度降至需要温度时进行接种。关闭空气，点上火圈，在火焰保护下接种，接种完毕后将接种口盖灼烧灭菌后盖上。打开空气，将气体流量和罐压调至合适的值后开始发酵。 注意事项： 整个过程中防止烫伤！ 发酵过程中罐压不能掉零！ 操作过程比较复杂，生手一定要在有经验的人指导下进行操作！ 设置参数不能随便改动！ 空压机定期排水、蒸汽发生器每用完一批排污！
发酵设备课程设计
年产15万吨木薯干酒精工厂的设计 附：设计依据及设计范围 （1）、设计依据原始数据如下： 生产要求：年产150，000吨医药酒精，酒精含量%（V） 生产原料：木薯干片年生产天数：300天 厂址选择：南方某城市（符合建厂条件） 气候条件：良好 最高气温：38℃最低气温：4℃平均气温：20℃最高湿度：95% 平均湿度：78% 主导风向：冬季东北风夏季东南风 河水温度：最高30℃最低10℃ 深井水温度：最高25℃最低：20℃ 自来水温度：最高31℃最低：14℃ （2）、设计范围： ○1. 工艺流程的选取与论证 ○2. 全厂水、电、汽及原料耗用量的平衡计算 ○3. 设备的设计与计算 ○4. 安全防火、经济核算、三废处理途 ○5. 绘制重点车间设计施工图 ○6. 编写设计说明书 设计说明书前有中、英文摘要各一份。 重点车间：原料蒸煮车间 重点设备：糖化罐 绘图内容： ○1.重点车间工艺、设备流程图（带自动控制点） ○2．重点车间设备平面布置图 ○3.重点设备装配图
目录 1 工艺流程的选取与论证 2 物料及热量衡算 3 酒母制造 4 液化罐与糖化罐设计 5 安全防火、三废处理
1 工艺流程的选取与论证 1.（1）原料预处理：木薯干片原料较大块，不易在一次粉碎达到要求，故采用二次粉碎以提高粉碎度[4]。 （2）调浆：采用一个冲量计进行粉水自动化调浆，实现了自动化生产过程，减轻了工人劳动强度。 （3）蒸煮工艺：采用带喷雾转盘的锅式低温常压连续蒸煮方法，生产条件温和，操作安全、简便，热利用率高，节省了蒸汽、能耗，提高了淀粉利用率和设备利用率。 （4）糖化酶的利用：该酶活性高，用量少，配制成溶液即可投入使用，不用进行高温蒸煮，节约了资金、能源，且快速、易操作。 （5）糖化工艺：采用真空前冷却的连续糖化法，使冷却用水用量大大减少，可将醪液在瞬间降低到相应的温度，冷却好的醪液连续进入糖化锅，锅内有搅拌器，冷却器，使糖化温度得以保证。 （6）发酵工艺：采用连续发酵，缩短了发酵周期，提高设备利用率，便于实现自动化、连续化，降低了生产成本。 （7）精馏工艺：采用两塔式蒸馏，粗馏塔采用泡罩塔，精馏塔采用浮阀塔，二塔间用气相过塔，从而节省加热蒸汽、冷却水，但要注意成品质量控制。 2.工艺及设备计算 （1）根据工艺流程草图逐步地进行物料衡算与热量衡算。 （2）计算单位基本是以每小时计，并尽量采用国际单位。 （3）计算中的物理化学参数基本来源一致。 （4）对于标准设备，直接根据生产能力进行选型，而对于非标准设备，则进行设计计算。 （5）对重点设备——糖化罐进行详细地设计计算。 （6）对于其他内容，如经济核算、安全防火、综合处理费用进行估算。
(完整word版)啤酒发酵罐课程设计要点
生物反应器课程设计 -----啤酒露天发酵罐设计 姓名：周若飞 班级：生工091 学号：3090402130
目录 一、啤酒发酵罐结构与动力学特征 1、啤酒的概述 2、啤酒发酵容器的演变 3、啤酒发酵罐的特点 4、露天圆锥发酵罐的结构 5、发酵罐发酵的动力学特征 二、露天发酵罐设计 1、啤酒发酵罐的化工设计计算 2、发酵罐热工设计计算 3、发酵罐附件的设计及选型 三、发酵罐的计算特性和规范 1、技术特性 2、发酵罐规范表 四、发酵罐设计图
一、啤酒发酵罐结构与动力学特征 1、啤酒的概述 啤酒是以大麦喝水为主要原料，大米、酒花和其他谷物为辅料经制麦、糖化、发酵酿制而成的一种含有二氧化碳、酒精和多种营养成分的饮料酒。我国是世界上用谷物原料酿酒历史最悠久的国家之一，但我国的啤酒工业迄今只有100余年的历史。改革开放以来，我国啤酒工业得到了很大的发展，生产大幅度增长，发展到现在距世界第二位。由于啤酒工业的飞速发展，陈旧的技术，设备将受到严重的挑战。为了扩大生产，减少投资保证质量，满足消费等各方面的需要，国际上啤酒发酵技术子啊原有传统技术的基础上有很大进展。尤其是采用设计多种形式的大容量发酵和储酒容器。这些大容器，不依靠室温调节温度，而是通过自身冷却来控制温度，具有较完善的自控设施，可以做到产品的均一性，从而降低劳动强度，提高劳动生产率。 2、发酵罐的发展史 第一阶段：1900年以前，是现代发酵罐的雏形，它带有简单的温度和热交换仪器。 第二阶段：1900-1940年，出现了200m3的钢制发酵罐，在面包酵母发酵罐中开始使用空气分布器，机械搅拌开始用在小型的发酵罐中。 第三阶段：1940-1960年，机械搅拌，通风，无菌操作和纯种培养等一系列技术开始完善，发酵工艺过程的参数检测和控制方面已出现，耐蒸汽灭菌的在线连续测定的pH电极和溶氧电极，计算机开始进行发酵过程的控制。发酵产品的分离和纯化设备逐步实现商品化。
发酵第六章
1 发酵过程 第六章2 定义 发酵过程即细胞的生物反应过程，是指由生长繁殖的细胞所引起的生物反应过程。它不仅包括了以往“发酵”的全部领域，而且还包括固定化细胞的反应过程、生物法废水处理过程和细菌采矿等过程。 3 为什么要研究发酵过程 微生物发酵的生产水平不仅取决于生产菌种本身的性能，而且要赋以合适的环境条件才能使它的生产能力充分表达出来。为此我们必须通过各种研究方法了解有关生产菌种对环境条件的要求，如培养基、培养温度、pH、氧的需求等，并深入地了解生产菌在合成产物过程中的代谢调控机制以及可能的代谢途径，为设计合理的生产工艺提供理论基础。同时，为了掌握菌种在发酵过程中的代谢变化规律，可以通过各种监测手段如取样测定随时间变化的菌体浓度，糖、氮消耗及产物浓度，以及采用传感器测定发酵罐中的培养温度pH、溶解氧等参数的情况，并予以有效地控制，使生产菌种处于产物合成的优化环境之中。 4 本章讲述的内容 ?第一节发酵过程的代谢变化规律?第二节发酵工艺的控制 ?第三节发酵过程的主要控制参数
5 第一节发酵过程的代谢变化规律 ?代谢变化就是反映发酵过程中菌体的生长，发酵参数（培养基，培养条件等）和产物形成速率三者间的关系。 ?了解生产菌种在具有合适的培养基、pH、温度和通气搅拌等环境条件下对基质的利用、细胞的生长以及产物合成的代谢变化，有利于人们对生产的控制。 6 代谢曲线 代谢变化是反映发酵过程中菌体的生长，发酵参数（培养基，培养条件等）和产物形成速率三者间的关系。把它们随时间变化的过程绘制成图，就成为所说的代谢曲线。 7 ■发酵过程按进行过程有三种方式： 9分批发酵(Batch fermentation) 9补料分批发酵(Fed-batch fermentation)9连续发酵(Continuous fermentation) 这节介绍分批发酵、补料分批发酵及连续发酵三种类型的操作方式下的代谢特征。 8 1、分批发酵的定义 ?是指在一封闭系统内含有初始限量基质的发酵方式。在这一过程中，除了氧气、消泡剂及控制pH的酸或碱外，不再加入任何其它物质。发酵过程中培养基成分减少，微生物得到繁殖 。 一、分批发酵
发酵罐的操作规程
发酵操作规程（空气系统，种子罐，发酵罐）： 一,使用前的技术准备 1 . 上岗前的技术培训：发酵罐是机电一体化的高科技设备,因此; 操作人员上岗前必须进行技术培训,使他们熟悉整个系统的工作原理,管路, 阀门的操作程序,并对空压机,能正确操作使用.未经培训 的人员,不得单独上岗操作. 2. 设备使用之前, 应先检查电源是否正常, 空压机, 循环水系统是否能正常工作. 3. 检查系统上的阀门, 接头及紧固螺钉是否拧紧. 4. 开动空压机, 用0.15Mpa 压力, 检查发酵罐, 过滤器, 管路, 阀门的密封性能是否良好,有无泄漏. 5. 溶氧仪, pH 仪, PLC 系统应根 据使用说明书进行检查, 校正. 6. 上岗人员对上述各项必须能熟练操作. 二,空消在投料前,气路,料路,发酵罐必须用蒸汽进行灭菌,消除所有死角的杂菌,保证系统处于无菌状态. 1. 空气管路的空消( 1 ) 空气管路上有除水减压阀,和除菌过滤器.除水减压阀不能用蒸汽灭菌,因此在空气管路通蒸 汽前,必须将通向除水减压阀的阀门KQF1 关死,使蒸汽通过蒸汽过滤器然后进入除菌过滤器. (2) 空消过程中, 除菌过滤器下端的排气阀应微微开启, 排除冷凝水. (3) 空消时间应持续40 分钟左右,压力０.1Mpa, 设 备初次使用或长期不用后启动时, 当最好采用间歇空消, 即第一次空消后, 暂定2～3小时再空消一次, 以便消除芽孢. (4) 经空消后的过滤器, 应通气吹干, 约30 分钟, 然后将气路阀门关闭. 2. 发酵 罐空消(1)发酵罐是将蒸汽直接通入罐内进行空消. (2) 空消时, 应将罐上的接种口, 排气阀, 及料路阀门微微打开, 使蒸汽通过这些阀门排出, 同时保持罐压为0.13～0.15Mpa. (3) 空消时间为30 分钟, 特殊情况下, 可采用间歇空消. ( 4) 空消结束后, 应将罐内冷凝水排掉. 注意: 1.发酵罐空消时, 应将夹套内的水放掉, 空消时最好 将夹套排水阀打开, 以防夹套水排不净. 2.空消时, 溶氧, pH 电极应取出, 可以延长其使用寿命. 三,实消:实消是当罐内加入培养基后,用蒸汽对培养基进行灭菌的过程. 1. 空消结束后, 首先需将pH, Do 电极校正好后装入罐体中的接头中, 然后将配好的培养基从加料口加入罐内,此时夹套内应无冷却水. 2. 一般培养基的配方量以罐体全容积７０—７５%左右，根据培养基的泡沫而定。考虑到冷凝水和接种量因素, 水量约为罐体全容积的50~60% 左右, 考加加水量的多少与培养基温度和蒸汽压力等因素有关,需在实践中摸索. 3. 为了减少蒸汽冷凝水, 实消先
发酵罐安全操作规程
发酵罐安全操作规 程
发酵罐安全操作规程 1．目的 经过建立发酵罐安全操作规程并严格执行，确保发酵罐安全运行。 2．适用范围 本规程用于机械搅拌（皮带轮减速装置）和无机械搅拌钢制发酵罐的维护、检修操作。 3．职责 3．1生产部负责本规程的组织制定。 3．2操作人员负责本规程的实施。 4．内容 4．1检修类别及间隔期 4．1．1检修类别 发酵罐的检修类别分小修、中修和大修。 4．1．2检修间隔期 A．小修：每2个月进行一次。 B．中修：每10个月进行一次。 C．大修：每30个月进行一次。 D．发酵罐在定期检修间隔期内，还应根据其实际运转情况，确定检修类别、内容和期限。 4．2检修内容 4．2．1小修 A．检查紧固各部件连接螺栓。
B．检查、调整机械密封端面的压力。 C．检查、消除人孔、视镜、接管口、阀门等处的泄漏点，更换老化的密封垫。 D．检查、检修转动部件的磨损件。 E．检查、调整传动皮带的松紧度。 F．检查附属的仪器仪表和电控装置。 G．检查润滑部位，并按规定加注或更换润滑油。 H．检查并局部修补保温层，对油漆脱落处涂漆。 4．2．2中修 A．包括小修内容； B．检查、清洗、修理机封装置，必要时更换磨损部件； C．检查、调整传动皮带轮的运转情况，必要时更换传动皮带、轴承等易损件； D．检查、修理、调整搅拌系统，更换损坏的联轴器、轴瓦、搅拌器轴承； E．按劳动部《在用压力容器检验规程》检测罐壁厚、裂纹、变形和焊缝质量，必要时进行局部修补，更换或修理损坏的人孔、视镜、接管、档板等附件； F．对降温盘管及空气管件进行试漏检查，并修补泄漏点； G．检查、修理各仪表及控制装置； H．整体修补保温层及涂漆。 4．2．3大修（包括中修内容）