发酵工厂与工程设备详细复习提纲及答案.doc

发酵工厂设备与设计 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：1、把配置好的培养基泵入发酵罐内，密闭发酵罐后，开动搅拌 2、稍开阀门15和阀门9，引入蒸汽进夹套预热培养基至75-90度，保持夹套压强表的表压50-100kpa 3、培养基预热到75-90度后，开阀门1和稍开阀门4，排尽蒸汽管道中的冷凝水后，再开阀门2，从空气管道引入蒸汽进发酵罐。关阀门15，并停止搅拌。 4、开阀门5，稍开阀门7，排尽蒸汽管道里的冷凝水后，开阀门6，从取样管道引入蒸汽进发酵罐 5、开阀门13，稍开阀门11，排尽蒸汽管道里冷凝水后，开阀门10，由出料管引入蒸汽进发酵罐。 6、分别稍开阀门16、阀门17、阀门18，派出活蒸汽，调节进气阀门和排气阀门的开度使罐压保持在表压105kpa，温度恒定在121度，维持20-25min 7、完成保温时间后，关一路排汽，再关一路进汽（次序不能颠倒），最后三路排汽与三路进汽全部关闭 8、开阀门3和阀门2引入无菌空气。 9、开阀门8，关阀门9，开阀门14，夹套引入冷却水，开搅拌，冷却降温到发酵工艺要求的温度。特别要注意，无菌空气未被引入发酵罐之前不能开夹套冷却水冷却培养基，不然易发生发酵罐的罐压跌零，罐体被吸瘪，这是不锈钢夹套发酵罐在实罐灭菌操作中常会发生的事故 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=Fω=（F/A）（ωA） P39：机械密封：一般上伸轴可用机械单端面轴封