液体培养基的制备及杀菌设备.ppt
第三章 培养基的制备设备,1、淀粉质原料的蒸煮与糖化2、纤维素和半纤维素水解制糖3、糖蜜原料的稀释与澄清4、啤酒生产中麦芽汁的制备设备5、液体培养基的灭菌,液体培养基的制备及杀菌设备,以淀粉质原料生产:酒精传统工艺采用的是蒸煮糖化工艺；氨基酸及现代酒精生产采用的是液化、糖化工艺；有机酸发酵先只液化，而在发酵过程中边糖化、边发酵,概念：糊化、液化、糖化,淀粉质原料的蒸煮糖化设备,液体培养基的制备及杀菌设备,淀粉制原料制酒精连续发酵流程,液体培养基的制备及杀菌设备,淀粉质原料的蒸煮糖化设备,淀粉质原料蒸煮目的 1.糊化：原料吸水后，借助于蒸煮时的高温高压作用，破坏原料中淀粉颗粒的外皮，使其内容物质流出，呈溶解状态变成可溶性淀粉，以便糖化剂作用，使淀粉变成可发酵性糖。采用的方法是用蒸汽加热。2.灭菌：借助蒸汽的高温高压作用，把存在于原料中的大量微生物进行灭菌，以保证发酵过程中原料无杂菌污染，使酒精发酵能顺利进行。,液体培养基的制备及杀菌设备,淀粉质原料的蒸煮糖化设备,液体培养基的制备及杀菌设备,罐式连续蒸煮 蒸煮温度可高可低，节约能耗；设备简单，操作容易，制造方便。,淀粉质原料的蒸煮糖化设备,蒸煮设备 多采用连续式蒸煮，有低温长时间的罐式连续蒸煮，中温的柱式连续蒸煮和高温短时间的管式连续蒸煮。,液体培养基的制备及杀菌设备,罐式连续蒸煮糖化流程,罐式连续蒸煮,最后一个后熟器,浆料的加热装置。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，它属于混合器的一种。,蒸汽式喷射泵,（3）管式连续蒸煮,1-输送机 2-斗式提升机 3-贮料斗 4-锤式粉碎机 5-螺旋输送机 6-粉浆罐 7-泵 8-预热锅9-进料控制阀 10-过滤器 11-泥浆泵 12-单向阀 13-三套管加热器 14-蒸煮管道 15-压力控制阀 16-后熟器 17-蒸汽分离器 18-真空冷凝器 19-蒸汽冷凝器 20-糖化锅,原料粉碎搅拌和加热预煮加热器管式连续蒸煮后热器蒸汽分离器送至糖化工序,（2）柱式连续蒸煮设备,真空冷却：物料在一定真空度下蒸发部分水，需要汽化潜热，取自料液本身，因而料液很快被冷却到真空相应的温度。真空冷却器中真空度产生：一般要借助于水力喷射泵或蒸汽喷射泵，连续地抽去真空冷却器中的二次蒸汽。,液体培养基的制备及杀菌设备,真空冷却器,液体培养基的制备及杀菌设备,真空冷却器,为了更完全地从料液中分离蒸汽，真空冷却器中蒸汽上升速度不应超过1ms，在下降管中流速为0.80.5ms。,醪液,冷水,真空冷却器,冷凝器,真空泵,液体培养基的制备及杀菌设备,真空冷却器设计计算,（1）蒸煮醪所产生的二次蒸汽量的计算：,，kg/h,每小时的蒸煮醪流量，kg/h；,蒸煮醪的比热，kcal/kg；,蒸煮醪蒸发前后的温度，；,真空操作二次蒸汽的汽化热，kcal/kg。,液体培养基的制备及杀菌设备,（2）几何尺寸的计算：真空冷却器的几何尺寸，是根据上升的二次蒸汽以小于1.0m/s的速度来确定的。,，m,真空冷却器的直径，m；,蒸煮醪所产生的二次蒸汽量，kg/h；,二次蒸汽冷的比容，即在 温度压力下的蒸汽比容，m3/kg；,二次蒸汽上升的速度，m/s，一般取0.81.0m/s的范围。一般真空冷却器的直径与高之比为1：1.52.0,，m,液体培养基的制备及杀菌设备,糖化设备,连续糖化罐 把已将温至6062的糊化醪，与糖化醪液或曲乳液混合，将60下维持3045min，保持流动状态，使淀粉在酶的作用下变成可发酵性糖。,液体培养基的制备及杀菌设备,糖化设备,真空糖化装置,优点：真空糖化器既是蒸发冷却器，又是糖化器，简化了设备。,淀粉水解制糖,糖蜜原料的稀释与澄清,液体培养基的制备及杀菌设备,糖蜜制酒精连续发酵流程,液体培养基的制备及杀菌设备,糖蜜原料的稀释与澄清,间歇式稀释器 通常为一敞口容器，内安有搅拌装置或用通风代替搅拌，使糖蜜与水达到均匀稀释。,糖蜜稀释器 对糖蜜进行稀释、酸化、灭菌和增加营养盐等处理所用的设备。,糖蜜连续稀释器 水平式连续稀释器：主体为一圆筒形水平管，沿管长在管内装有若干隔板和筛板，将其分成若干空段。,液体培养基的制备及杀菌设备,糖蜜原料的稀释与澄清,液体培养基的制备及杀菌设备,糖蜜原料的稀释与澄清,糖蜜连续稀释器,立式连续稀释器,错板式连续稀释器,液体培养基的制备及杀菌设备,糖蜜原料的稀释与澄清,糖蜜连续稀释器,膨缩式连续稀释器,变管径式连续稀释器,液体培养基的制备及杀菌设备,糖蜜原料的稀释与澄清,糖蜜原料的澄清,1加酸通用处理法,2加热加酸沉淀法,3絮凝剂澄清处理法,添加聚酰胺（PAM）絮凝剂,0.2%0.3%浓硫酸通入压缩空气1小时，静止澄清数小时,在较高的温度和酸度下，对糖蜜中有害微生物的灭菌作用和胶体物质，灰分杂质的澄清沉降作用均较强。,液体培养基的制备及杀菌设备,纤维素和半纤维素的水解,液体培养基的制备及杀菌设备,纤维素和半纤维素的水解,一、蒸汽爆裂法,向装有植物纤维物质的压力罐通入高压蒸汽，使罐温度达到200240左右，原料中的半纤维素会迅速分解释放出有机酸，发生自水解作用而可溶化。细胞间的木质素熔化，并发生部分降解，变得易为热水、有机溶剂或稀碱抽提。加上突然减压爆碎的机械分离作用，使植物细胞间质或细胞壁变疏松，细胞游离，增强纤维素的可酶解性。,液体培养基的制备及杀菌设备,纤维素和半纤维素的水解,二、稀酸预处理法,液体培养基的制备及杀菌设备,纤维素和半纤维素的水解,液体培养基的制备及杀菌设备,图2-26 生物质反应水解装置图1-气体缓冲器 2-空气压缩机 3-酸槽 4-耐腐蚀泵 5-储槽 6-混合器 7-水解反应器 8-过滤器 9-热电偶 10-温度显示仪 11-换热器 12-产品接受槽 RA-蒸汽流量计RB-气体流量计 VA-止回阀 VB-针形阀 VC-节流阀 VD-球阀 P-压力表,液体培养基的制备及杀菌设备,纤维素和半纤维素的水解,蔗渣等纤维素和半纤维素的二段水解基本流程,
