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生物质原料预处理设备

1.振动筛是原料加工中应用最广的一种筛选与风选结合的清理设备，多用于清楚小及轻的

杂质。振动筛主要由进料装置，筛体，吸风除尘装置和支架等部分组成。

2.珠磨机的工作原理：珠磨机筒体内装有研磨体。筒体回转时，其中的物料与研磨体在摩

擦力和离心力作用下，贴在筒体内壁上与筒体一起回转。当提升到一定高度后，由于重

力作用，研磨体发生自由卸落或抛落的现象，从而对桶内物料进行才、冲击，研磨和挤

压，物料逐渐被粉碎。当达到粉磨要求后，将物料有研磨机排除。

3.固体粒子在混合器内混合时，会发生对流，剪切，扩散三种不同运动形式，形成三种不

同的混合；混合设备有两种，一是可以转动的回旋型混合机，二是不能转动的固定型混

合机。

4.工程师，通常要求达到Nt=10-3个/罐，即杂菌污染降低到被处理的每1000罐中只残留

一个活菌的程度。

5.当温度升高时，虽然营养物质的受热破坏也要增大，但是微生物的死亡速率的增加，要

比前者大得多。因此，可采用一种既能达到规定的灭菌程度，同时又能尽量减少营养物

质的损失程度的方法高温，瞬时灭菌法HTST灭菌法。

6.由于灭菌过程是加热，保温和冷却的过程，所以灭菌流程的组成设备并非是固定不变的。

常用的设备流程有—连消塔-喷淋冷却流程，喷射加热-真空冷却流程，板式换热器灭菌

流程。

7.维持罐是灭菌系统中的维持设备，主要是使加热后的培养基在维持设备中保温一段时间，

已达到灭菌的目的，也称保温设备。其一般不需要加热，但必须在设备周围用绝热材料

进行绝热。

8.糖化—将可溶性淀粉，糊精转化为糖的过程。淀粉原料通过蒸煮后，把颗粒状态的淀粉

变成了溶解状态的淀粉，如果此时还不能被细胞直接利用，则需加入糖化剂，将醪液中

的淀粉，糊精转化为可发酵性糖等物质，作为生物发酵的碳源。

9.啤酒生产过程中麦芽汁的制作设备：

啤酒锅：用于煮沸大米粉和部分麦芽粉醪液，使淀粉糊化和液化。

糖化锅：使麦芽粉与水混合，并保持一定温度进行蛋白质分解和淀粉糖化，多为不锈钢。

过滤槽：用于过滤糖化后的麦醪，使麦汁和麦醪分开而得到清亮的麦芽汁。

生物反应设备

1.生物反应器设计的主要目的是最大限度的降低成本，用最少的投资最大限度的增加单位

体积的产率。设计原理是基于强化传质，传热等操作，将生物体活性控制在最佳状态，

降低总的操作费用。

2.体积传质系数Kla：决定反应器结构最相关的参数，是质量传递的比速率，指在单位浓

度差下，单位时间，单位界面面积所吸收的气体。由质量传递系数Kl（取决于系统的物

理特性和靠近流体表面的流体动力学）和气液比表面积a组成。测量方法：亚硫酸盐法，

动态法，定态法。

3.格局反应器所需的混合与能量输入方式，生物反应器可分为：通过机械搅拌输入能量的

搅拌式发酵罐，利用气体喷射动能的气升式发酵罐，利用泵对液体的喷射作用是液体循

环的喷射环流式发酵罐。工业规模的微生物细胞反应器多为搅拌式发酵罐。

4.搅拌式发酵罐

搅拌的主要作用是混合和传质。搅拌器大多采用涡轮式。常用的涡轮式搅拌器有平叶式，

弯叶式，箭叶式三种。发酵罐内设挡板的作用是防止液面中央形成漩涡流动，增强湍动

和溶氧传质。全挡板的条件是达到消除液面漩涡的最低条件，在一定的转速下，增加罐

内附件而轴功率保持不变。轴封的作用是防止染菌和泄露。

5.发酵罐中使用最普遍的动密封：填料函密封和机械密封。填料函密封具有结构简单，拆

装方便的优点。机械密封是靠弹性元件及密封介质在两个精密的平面间产生压紧力，并

相对旋转运动而达到密封。主要作用是将较易泄漏的轴面密封，改变为较难渗漏的端面

密封。

6.机械密封同填料函密封相比，优点有：1.泄漏量极少。泄漏量约为填料函的1%。2.使用

工作寿命长。3.较少需要调整。4.摩擦功率损耗小。5.轴与轴套不受磨损。6.结构紧凑，

安装长度较短。

7.气升式生物反应器是在鼓泡塔反应器的基础上发展起来的，它是利用空气的喷射功能和

流体重度差造成反应液循环流动，来实现液体的搅拌，混合和氧传递。其结构简单，易

于清洗，维修，不易染菌，能耗低，溶氧效率高，以内循环气升式反应器已广泛应用于

好氧发酵。

8.带升式发酵罐特点：结构简单，冷却面积较小，不需搅拌设备，节省动力约50%；装料

系数达80%-90%，维修，操作及清洗简便，