[农业]hzau生物工程设备第二章 培养基制备及灭菌设备.ppt

第二章 培养基制备及灭菌设备 培养基的制备包括培养基淀粉质原料的液化、糖化、过滤以及培养基的调配等操作。 根据原料、菌种以及产品、生产规模的不同，培养基的制备及灭菌工艺有所不同，设备上也会有些差异。这要根据具体的情况来考虑。 第一节 培养基的制备 采用的原料不同、菌种不同，培养基的制备会有所不同。如：不具备液、糖化能力的菌种采用淀粉质原料时，必须经过液、糖化后才能被利用；而采用糖蜜作为原料时，只需经过稀释、配料即可。 同时，根据菌种、原料和后处理的难易，糖化后的糖化液要考虑是否经过过滤处理。 一、糖蜜原料的稀释及澄清 糖蜜是制糖厂的副产物，是糖的结晶母液，含有约占70%的可发酵性糖 ，还含有大量的生物素等营养物质。除可作为糖源外，还可作为生物素添加。 用糖蜜为原料进行酵母的酒精发酵时，由于糖浓度太高，酵母不能直接利用，需进行稀释、酸化、灭菌和添加营养盐等处理过程。主要采用糖蜜稀释器来进行稀释和添加营养盐的操作。 根据产量不同可分别采用间歇式和连续式两种稀释器。 （ 1）间歇式稀释器 采用敞口的容器，安装搅拌装置使糖蜜和水能达到均匀的混合。常用的搅拌装置有通风管和搅拌桨叶两种。 V=5-20m3 H/D=1.1 装填系数φ=0.8-0.85 主要适用于小规模的生产上。 （2）连续式稀释器 1、水平式 主体为一个圆筒形水平管，略有倾斜，沿管长安装若干隔板和筛板，分成若干个空段，隔板上的孔上下交错布置，用来改变糖液流向，使糖蜜和水很好的混合。 沿管长还有许多的管口，用来添加水、营养盐和酒精液体。 该设备无须搅拌器，节省动力。 2、立式 器身为圆筒形，糖蜜和水从下部底进入，经过混合装置，并添加营养盐后从上部顶流出。混合装置有三种形式： a、通用形： 筒体部分用若干块具有半圆形缺口的隔板交错配置，即一块缺口在左、另一块缺口在右，迫使液体交错呈湍流运动，促进糖蜜与水的混合； b、胀缩式： 在中空的圆筒形器身上有几次直径的突变，水和糖蜜从器底进入后，因几次直径的突然改变而使流速发生改变，促进了糖液的均匀混合。 其收缩部分的直径与器身的直径比是1:2-3，收缩段的长度等于器身的直径。 c、变管径式： 器身由几种不同管径的直管段连接而成，原理同胀缩式。 除此之外，还有从上部进料，下部出料的错板式。它是在圆筒形器体内安装交错排列的倾斜挡板，挡板数量10-15块。经过挡板的作用使糖蜜和水得到均匀混合。 进行稀释器设计时要注意，立式上流稀释器糖蜜的流速控制在0.035m/s，稀释器内流速控制在0.03-0.05m/s，进水流速控制在1.5m/s。 二、淀粉质原料培养基的制备 以淀粉质原料生产酒精传统工艺采用蒸煮糖化工艺；生产氨基酸及现代酒精生产采用液化、糖化工艺；乳酸发酵先只液化，而在发酵过程中边糖化、边发酵工艺；柠檬酸发酵采用只进行液化的工艺；此外，淀粉质原料还有酸水解制糖工艺； （一）蒸煮糖化工艺 （1）蒸煮的目的 第一是要借助于蒸煮的高温高压作用，破坏原料中淀粉颗粒的外皮，使内容物释放出来，变成可溶性淀粉； 第二是借助高温高压作用，把存在于原料中的大量微生物杀死。 （2）流程 调浆 升温 维持 降温 糖化 （3）设备 目前，在我国多采用连续的罐式蒸煮设备。它具有温度可高可低，节省能耗，设备简单，操作容易，制造方便的优点。 1、调浆罐 是一个带搅拌系统的立式罐，下部是椭圆形或锥形封底，上部是平顶或敞口，通过工字钢来支撑搅拌系统。H/D=1。 2、蒸煮罐 由长圆筒和球形或碟形封头焊接而成。浆料从底部进入，蒸汽从下封头偏上处进入后，往下喷出，将料迅速加热，保压0.3-0.35MPa（表压）。 罐顶装有安全阀和压力表，出口管伸入罐内300-400mm。罐的焊接采用双面焊，蒸汽管的入口处安装单向阀，以防止蒸汽管路压力降低时罐内醪液倒流。 罐外有良好的保温层，防止热量的散失。 3、蒸汽喷射泵 浆料的加热装置，可代替蒸煮罐。当物料流过喷射泵时，在喷嘴处产生的真空将外来的蒸汽吸入，对物料进行加热，它属于静态混合器的一种。 4、后熟器（维持罐） 形状和蒸煮罐