[理学]第三章发酵工程主要设备.ppt

第三章 发酵与酿造的主要设备 ;第一节 原料处理设备 ;粉碎的方法，根据操作作用力的不同可区分为四种：①挤压；②冲击；③磨碎；④劈碎。 外力＜弹性强度，物料产生弹性变形，外力除掉后，物料恢复到原来情况。 外力＞物料的破碎强度，则物料即被粉碎。 粉碎过程是在极短的时间里进行的非常复杂的过程，揭开全部真正的粉碎机理是以后进一步开展的工作。 ;选择粉碎物料的方法，必须根据物料的物理性质、大小、粉碎的程度等，应特别注意物料的硬度和破裂性。 对坚硬和脆性的物料，挤压和冲击很有效； 对韧性物料剪切力作用较好； 对方向性物料则以劈碎为宜。 但不论哪一种粉碎，很少单独使用其中的一种方法，而是几种方法的组合，使粉碎更加有效。;;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，盘上装有可拆换的锤刀???锤刀可以自由摆动。未被粉碎的物料，被筛网阻截，再次受锤力冲击粉碎。 转速800～2500r/min 被粉碎的物料含水量不应超过10%～15%。 锤刀是锤式粉碎机的主要零件，它的型式尺寸，决定于物料尺寸性质。酒精厂锤式粉碎机筛孔直径，一般为1.5mm，中心距离为2.5～3.5mm。 ;锤式粉碎机优点： ⑴可作粗碎或细碎。 ⑵单位产品的能量消耗低。 ⑶体积紧凑、结构简单。 ⑷生产能力高等特点。 缺点：粉碎较坚硬的物料，锤刀磨损得较快。;2.辊式粉碎机 辊式粉碎机广泛应用于粉碎颗状物料的中碎或细碎的作业，主要工作机件是两个直径相同的圆柱状辊筒，如图3-2所示。;图3-2 二辊式粉碎机1.弹簧 2.物料 3.滚筒 4.机座;两个辊筒以相反的方向旋转，产生挤压力和剪力将物料粉碎。 辊筒表面有光面和带波纹的两种。 两辊筒间的距离称为开度。凡物料颗粒小于开度的，可经空隙漏出。 当要求产品较细时，可提高辊筒表面的圆周速度，达8～10m/s，也可使两辊筒间有15%～20%的转速差，这样可增加粉碎度。;啤酒厂麦芽粉碎机常使用四辊式，物料经上面第一对辊粉碎后，经一对叶辊的打击，使麦芽皮壳中的粉粒被震出，再经第二对辊粉碎。;;二、原料输送设备 1.气流输送 气流输送是利用强烈的空气流沿管道流动，把悬浮在气流中的物料输送至目的。气流输送可用于输送大麦、大米、麦芽等松散物料。 优点是设备简单，占地面积小，输送能力和输送距离可调性大，易于实现自动化。 缺点是能耗较大，不适于输送潮湿黏稠的物料。;;;真空输送系统;;;;;2.机械输送 机械输送是靠机械装置来输送物料。 优点在于能耗小，而且可以输送不适于气流输送的大块物料和潮湿物料。 输送机械主要有带式输送机、斗式提升机、螺旋输送机等。带式输送结构比较简单，下面是常用的斗式提升机进料和卸料图。;带式输送机;;第二节 发酵设备 一、固体发酵设备 固体发酵历史悠久，长期以来，白酒的酿造一直采用固体发酵，主要设备有曲盘、帘子、厚层通风制曲设备等。厚层通风制曲设备是20世纪50年代发展起来的，它是在保持固体发酵优点的基础上加以改进，以适应大规模业生产需要的一种固体培养方法。;1、大型卧式转动发酵罐广泛应用于生活垃圾、生物肥料。 ?2、卧式固体发酵罐广泛应用于生物制药、生物饲料、生物肥料。 3、固体发酵罐广泛应用于医药、食品、酿造、生物肥料、生物饲料等各种发酵领域。;二、机械搅拌通风发酵罐(生物反应器) ;生物工程，尤其是基因工程的迅速发展，以及治理环境的迫切需要，使发酵罐的形状、操作原理和方法都发生了较大的变化，就连术语“发酵罐”也常被称之为“生化反应器”。尽管如此，发酵工业上最常用的还是通风搅拌罐、压力循环发酵罐、带超滤膜的发酵罐等。 ;(一)发酵罐的类型 各种不同类型的发酵罐都可用于大规模的生化反应过程，它们在设计、制造和操作方面的精密程度，取决于某一产品的生物化学反应过程对发酵罐的要求。发酵罐的分类有以下几种：;1.按微生物生长代谢需要分类 分成好气和厌气两大类。它们的主要差别是由于对无菌空气的需求不同，前者需要强烈的通风搅拌，目的是提高氧在发酵液中的体积氧传递系数KLα，后者则不需要通气。 ;;2.按照发酵设备特点分类 可以分为机械搅拌通风发酵罐和非机械搅拌通风发酵罐。这两类发酵罐采用不同的手段使发酵罐内的气、固、液三相充分混合，从而满足微生物生长和产物形成对氧的需求。 ;3.按容积分类 一般认为，500L以下的实验室发酵罐，500～5000L是中试发酵罐，5000L以上是生产规模的发酵罐。 ;4.按微生物生长环境分类 发酵罐内存在两种系统，即悬浮生长系统和支持生长系统。一般说来，大多数发酵罐都有这两种系统。悬浮生长系统中的微生物细胞是浸泡在培养液中且伴随着培养液一起流动；在支持生