微生物工程 第五章 发酵设备

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1、第五章发酵设备FermentationSettlement/Fermentator2005.3.5参考书籍：1.《微生物工程》曹军卫、马辉文，科学出版社2002.8P279－295，P165－1802.《发酵设备》高孔荣中国轻工业出版社1991.10P98－121；P126－1713.《发酵工程概论》王旭华中师范大学生命科学学院P36－454.《微生物工程工艺原理》姚汝华，华南理工大学出版社，P158－164内容：一、发酵类型和设备特点总论二、固体发酵特点三、液体深层厌气发酵设备四、通风发酵设备PP4一、发酵类型和设备特点总论王旭P36发酵设备是发酵工厂中主要设备．它提供了一个适

2、合微生物生命活动和生物代谢的场所。发酵的类型按培养基的种类来分，有固体发酵和液体发酵两种。固体发酵已经有悠久的历史，具有简单易行、投资省、设备要求不高、无菌要求不高，适宜于小型生产等特点，所以至今仍有很大价值，在我国农村中制造菌肥、发酵饲料，以及一些传统的酿造食品如饮料酒、酱油、醋、豆酱、面酱、腐乳等，还有部分酶制剂的生产中，仍广泛采用固体发酵生产。特别是一些大中型酿造企业有一部分正在逐步实现固体培养法的机械化、大型化和连续化。但固体发酵的机械化、大型化和连续化是比[较困难的，用于现代工业有不少缺点。因而当今发酵工业的主要生产方式还是液体深层培养法，可有效地进行大量的生产。发酵类

3、型也可按厌气和好气两类来分，厌气发酵设备和好气发酵设备8有很大区别。工业上采用厌气发酵生产的品种不多，只有酒精、丙酮丁醇等．其发酵设备不需供氧，因而设备结构较简单；而大部分产品如谷氨酸、柠檬酸、酶制剂、抗生素、单细胞蛋白等均自好气发酵制取。二、固体发酵设备1.设备类型王旭P37①盘曲、帘子曲设备——曲盘、帘子：盘曲和帘子曲是最简单的固体发酵技术，适用于农村中小型生产。曲盘可用竹木制成，底部有孔隙，利于透风；帘子可用芦苇、竹片、柳条编成，可卷起可铺开，卷起便于蒸煮灭菌。曲盘制曲和帘子制曲劳动强度大，占地面积大，生产效率低，受自然气候影响大，产品质量不稳定，因此，通常只有制备种曲时应

4、用此法，大生产中已被淘汰。固体发酵大生产采用下面的机械厚层通风制曲。②厚层通风制曲——曲箱：当固体发酵量较大时，帘子曲和盘曲就存在占地面积大，温湿度不易控制。劳动强度大等缺点，这时一般可采用厚层通风制曲。通风的作用一是供给微生物所需要的氧气，二是带走微生物的发酵热和部分二氧化碳。厚层通风制曲的主要设备是曲箱。曲箱采用木制、砖砌或混凝土浇铸均可，底部为多孔筛板，风道做成倾斜形使平行方向来的气流转变为垂直方向流动。曲层厚度一般为290～340毫米。多年来人们围绕机械化制曲设备作了不少改进，自控技术也有很大进展，现在曲层深度可达1000～1500毫米。空气经过滤器后，由风机鼓入主调室，

5、室内装有喷淋装置，根据气候、料温及湿度要求喷入冷水或蒸汽，鼓入的空气应保持90％以上的相对湿度。曲箱面积不宜过大，应根据风机能力来确定。③旋转培养——转鼓型发酵罐：除了上述几种培养方式外，利用转鼓型发酵罐也可进行固体培养。这种发酵罐是在圆筒形的鼓里，装置有带小孔的通风管，整个转鼓由电机经减速器带动不断缓慢地旋转，鼓里装有培养料，随转鼓旋转，不断翻拌．在进风管用风机通入经过调节的空气，以控制湿度、温度。由于发酵罐的类型较多，不可能一一详细介绍，我们只能介绍几种最具代表性的发酵罐。通用式发酵罐机械搅拌通风发酵罐｛自吸式发酵罐通风搅拌发酵罐空气带升式发酵罐：循环式鼓泡式发酵罐塔式发酵罐

6、1．机械搅拌通风发酵罐在工厂中应用最广，它一方面往罐中通入空气，另一方面不断进行机械搅拌，利于打碎气泡，使空气和醪（lao四声）液充分混合，提高溶氧速率。通用式发酵罐应用最广泛，而自吸式发酵罐是一种不需要空气压缩机，而是在搅拌过程中自行吸入空气的发酵罐，是一种节能型罐。2.除机械搅拌通风发酵罐外，另一大类好气发酵罐是通风搅拌发酵罐，它不需机械搅拌，而是利用高压空气，又可供氧，又可使发酵液翻动达到搅拌的目的。其中循环式通气发酵罐，又称空气带升式发酵罐，这种发酵罐是利用空气的动力使液体在循环管上升，并沿着一定路线进行循环；鼓泡式8是最简单的一类发酵罐，是空气从罐底的分风管小孔喷出，供

7、给氧气和翻动发酵液。塔式发酵罐又称空气搅拌高位发酵罐，原理类于鼓泡式，特点是罐身高，以提高空气利用率。PP52.固体培养法的特点A与深层液体培养法相比．固体培养法有如下优点：①原料：以谷物和农业废物为主要原料。此外只需添加适量水分和若干无机盐，培养基组成简单。②防止污染：在多数情况下用霉菌进行固体培养，利用了霉菌能在水分较低的基质表面进行增殖的特性，而在这种条件下，多数细菌胞内渗透压没有霉菌高，则生长不好，因此不易引起细菌污染。③回收产物：因为所需产物是在固体表面积累，所以为回收