《生化工程设备》第六章过滤与离心分离设备

第一章原料的输送和粉碎设备1.原料粉碎的目的、方法1)目的：a.增加淀粉粒、酶与水的接触面，加速酶促反应与可溶性物质的溶出，提高淀粉的利用率；b.缩短蒸煮时间，使原料中的还原糖少遭破坏，节约蒸汽用量；c.使原料颗粒度变小，增加在设备和管道中的流动性,易于实现连续化。

2)方法：a.湿式粉碎：将水和原料一起加入粉碎机中，以粉浆状出来特点：无粉尘飞扬，排料方便，不需粉尘通风等；不易贮藏，耗电量大b.干式粉碎:原料直接进入粉碎机进行粉碎特点：需配通风除尘设备（通风管道装在粉碎室）c.回潮干法粉碎：原料喷少量水后在进行粉碎（啤酒厂粉碎）d.连续调湿粉碎：粉碎过程连续喷水2.选择粉碎设备的原则、粉碎度及粉碎程度，对原料粉碎设备的要求1)原则：①根据物料的性质和所要求的粉碎度等而定②坚硬物料、脆性物料：挤压、冲击③韧性、粘性物料：剪切、研磨、挤压④方向性物料：劈裂2)粉碎度：物料粉碎程度前后平均粒径之比x=D1/D2D1 粉碎前物料的平均粒径D2粉碎后物料的平均粒径3）粉碎程度：按粉碎物料和成品的粒度大小分类：粗碎、中细碎、磨碎或研磨、胶体磨；筛析法：以物料通过不同筛目标准筛的百分数来表示4）设备要求：①粉碎后物料颗粒大小均匀②不重复粉碎，已粉碎物料需立即从压榨部分排除③操作自动化④容易更换磨碎的部位，在操作发生障碍时有保险装置，能自动停车。

3.锤式粉碎机的结构、特点1)锤式粉碎机的结构（酒精厂）①锤刀:高碳钢或锰钢，40*125-180*6-7mm。

末端V=25-55m/s,V越大，产品粒度越小，锤刀重量小，易产生自转；重量大，功率大。

②筛板：用以控制粉碎物料的粒度，圆形或长条形。

锤刀与筛孔间隙为5-10mm.一般6+2mm③锯齿形冲击板：与锤刀一起挤压，磨碎物料2)特点：①可做粗碎和细碎②体积紧凑，构造简单，生产能力高③适用于不同性质的物料，物料含水量≤15%④锤刀磨损快，筛网易损坏⑤运转时震动较大，应安装在底层⑥粉碎机底部可采用吸引式气流输送，防止粉尘飞扬，提高产量。

生物工程设备知识考点整理●一、物料粉碎和液体培养基制备●1. 简述锤式粉碎机工作原理及优点。

●工作原理：●1、作用力主要为冲击力●2 、物料从料斗进入机内，受到高速旋转锤刀的强大冲击力而被击碎●3、小于弧形筛面筛孔直径的微粒，逐步被筛面筛分，落入出料口●4、大于筛孔直径的颗粒，在受到锤刀冲击后，由于惯性力的作用而高速四散、散落，有的撞击到棘板上被撞成碎块，小的逐渐被筛分，稍大颗粒再次弹起，又被高速旋转的下排锤刀所冲击，逐步使大颗粒变小●5、没有撞击到棘板上的颗粒，也会遇到后排锤刀的冲击●6、如此反复，直至将大块物料撞碎成细小颗粒后从筛孔落下进入出料口●优点：●构造简单、紧凑，物料适应性强，粉碎度大（粗、细粉碎皆可），生产能力高，运转可靠●2. 简述辊式粉碎机的工作原理、工作过程及适应何种性质物料的粉碎？●原理：●1、挤压、剪切（当两辊速不同时）●2、由2个直径相同的钢辊相向转动，把放在钢辊间的物料夹住啮入两辊之间，物料受到挤压力而被压碎●工作过程：●1、两辊的圆周速度一般在2.5~6m/s之间●2、许多粉碎机，将两个辊子的转速安排成有一定的转速差，一般可达2.5：1，或者是两只辊子的表面线速度具有5％~30％的速差，提高对物料的剪切力，增加破碎度●3、两个辊子中，一个是固定的，一个是可以前后移动的，用以调节两辊筒的间距，控制粉碎粒度●适用范围：●脆性、硬度较小物料的粉碎，如：麦芽、大米等●3.简述酒精厂淀粉质原料蒸煮糖化过程及目的。

●目的：●1、原料吸水后，借助于蒸煮时的高温高压作用，将原料的淀粉细胞膜和植物组织破裂，使其内容物流出，呈溶解状态变成可溶性淀粉●2、借助蒸汽的高温高压作用，把存在于原料中的大量微生物杀死，以保证发酵过程中原料无杂菌污染●3、部分糖化（组织破裂、糊化、灭菌、部分糖化）●流程：罐式、柱式、管道式●蒸煮（加热）、后熟（保温、最后一罐气液分离出二次蒸汽并使之降温）、冷却、糊化、冷却●4.以淀粉质原料为培养基时，多采用罐式连续蒸煮糖化流程来处理这些原料，该糖化流程中的蒸煮设备有那些，简述它们各自的作用及特征？●蒸煮罐●作用：●1、原料吸水后，借助于蒸煮时的高温高压作用，将淀粉细胞膜和植物组织破裂，使其内容物流出，呈溶解状态变成可溶性淀粉●2、借助蒸汽的高温高压作用，把存在于原料中的大量微生物杀死，以保证发酵过程中原料无杂菌污染●特征●1、长圆筒与球形或蝶形封头焊接而成●2、罐顶装有安全阀和压力表，顶部中心的加热醪出口管应伸入罐内300~400 mm，使罐顶部留有一定的自由空间●3、罐下侧有人孔，用于焊接罐体内部焊缝（该罐应采用双面焊接）和检修内部零件●4、在靠近加热位置的上方有温度计插口，以测试醪液加热温度●5、为避免过多的热量散失，蒸煮罐须包有保温层●6、直径不宜太大，直径过大，醪液从罐底中心进入后会发生返混，不能保证进罐醪液的先进先出，致使受热时间不均而造成部分醪液蒸煮不透就过早排出，而另有局部醪液过热而焦化●加热器：●作用：●器汽液接触均匀，加热比较全面，在很短的时间内可使粉浆达到规定的蒸煮温度●特征：●1、由三层直径不同的套管组成●2、内层和中层管壁上都钻有许多小孔，各层套管用法兰连接●3、粉浆流经中层管，高压加热蒸汽从内、外两层进入，穿过小孔向粉浆液流中喷射●后熟罐：●作用：●增加蒸煮时间，使过程连续。

第二篇第一章生物反应物料处理设备1、固体物料的筛选除杂设备具体包括哪些。

谷物原料粗选设备：大麦粗选机、磁力除铁器大麦精选机：利用杂粒与大麦不同的特点进行分离谷物原料的精选设备：碟片式精选机：特点：工作面积大，转速高，产量大，碟片损坏可以更换。

滚筒精选机：优点：分离出来的杂粒中含大麦较少，缺点：袋孔利用系数低，产量低，且工作面磨损后不能恢复。

大麦的分级设备：平板分级筛：特点：分离效率高；占地面积小；能耗低；造价、维修困难圆筒分级筛：优点：设备简单、电动机传动比平板分级筛方便。

缺点：筛面利用率少，仅为整个筛面的1/5。

2、原料粉碎的方式，具体设备①干式粉碎：干物料送入粉碎机中。

粉碎机包在机壳之内，有一定的粉尘涌出来，如果不采取必要的除尘措施，车间内会布满灰尘。

设备：锤式粉碎机、对堒粉碎机、多堒粉碎机②湿式粉碎：将水和原料一起加入粉碎机中，从粉碎机出来时即成粉浆。

这种方法无原粉粉末飞扬，车间卫生好，缺点是粉浆必须随产随用，不宜储藏，且耗电量较多3、物料粉碎的力学分析挤压破碎、冲击破碎、研磨粉碎、剪切破碎、劈裂粉碎。

4、锤式粉碎机的工作原理。

工作原理：物料从上方料斗加入，在悬空状态下就被锤刀冲击力所破碎；小于弧形筛面筛孔直径的微粒，逐步被筛面筛分，落入出料口；大于筛孔直径的颗粒，在受到锤刀冲击后，由于惯性力的作用而高速四散、散落，有的撞击成碎块，小的逐渐被筛分，稍大颗粒再次弹起，又被高速旋转的下排锤刀所冲击，逐步使大颗粒变小。

没有撞击到的颗粒，也会遇到后排锤刀的冲击。

如此反复，直至将大块物料撞碎成细小颗粒后从筛孔落下进入出料口。

此外物料在机内还受到挤压和研磨的作用。

5、两辊式粉碎机的工作原理。

工作原理：由两个直径相同的钢辊相向转动，把放在钢辊间的物料夹住辊啮入两辊之间，物料受到挤压力而被破碎。

第二章液体培养基的制备及杀菌设备1、罐式连续蒸煮流程及蒸煮罐和后熟罐结构特点及作用。

粉浆罐→粉浆泵→蒸煮罐→后熟器→最后一个后熟器（气液分离器）→真空冷却器→连续糖化罐→液体曲贮罐→糖化醪泵→喷淋冷却器→混合冷凝器→蒸汽喷射器→热水箱蒸煮器：下进上出特点：蒸煮温度可高可低；节省能耗；设备简单，操作容易，制造方便后熟器：上进下出特点：后熟器不再加入蒸汽，保持温度，起到维持一定时间的后熟作用；最后一个后熟器：是主要起到气液分离的作用，使经加热、后熟的蒸煮醪分离出一部分二次蒸汽并使之降温。

过滤与离心分离设备引言过滤与离心分离设备是现代工业生产过程中常用的技术手段。

它们通过不同的物理原理，实现对固体颗粒或悬浮物质的分离和过滤，对液体或气体的净化起到重要作用。

本文将介绍过滤与离心分离设备的工作原理、分类、应用领域以及常见的设备类型。

工作原理过滤与离心分离设备将液体或气体中的杂质进行分离和去除，以达到净化的目的。

它们通过不同的物理原理实现这一过程。

过滤设备利用滤材，将液体或气体中的固体颗粒或悬浮物质通过孔隙的筛选效应分离出来。

常用的过滤设备包括滤布、滤筒、过滤膜等。

滤材的孔径可以根据需要选择，从而实现对不同颗粒大小的过滤。

过滤设备适用于许多领域，如食品加工、化学制品生产和水处理等。

离心分离设备则是利用离心力将液体或气体中的固体颗粒或悬浮物质分离出来。

离心分离设备包括离心机和旋风分离器等。

离心机通过高速旋转而产生的离心力，使固体颗粒在离心场中受到离心力的作用，从而沉积在离心机的固体区域。

离心机广泛应用于生物医药、食品工业和环境保护等领域。

分类与应用领域根据不同的物理原理和工作方式，过滤与离心分离设备可以分为多种类型。

过滤设备1.滤布过滤器：滤布过滤器通过滤布将颗粒截留，适用于粗过滤和中过滤。

2.滤筒过滤器：滤筒过滤器使用滤筒将颗粒过滤，适用于细过滤和超细过滤。

3.过滤膜设备：过滤膜设备通过过滤膜对液体或气体中的颗粒进行分离，适用于微过滤和超微过滤。

这些过滤设备广泛应用于食品加工、制药、化工、环保等行业。

例如，在食品加工中，使用过滤设备可以去除原料中的杂质，提高产品的质量和纯度。

离心分离设备1.离心机：离心机通过高速旋转将液体中的固体颗粒分离出来，适用于分离悬浮物质、固体物质和液体的浓缩。

2.旋风分离器：旋风分离器利用气流旋转和离心力将固体颗粒分离出来，适用于分离颗粒物、灰尘和烟尘。

离心分离设备广泛应用于煤矿、化工、冶金等行业。

例如，在煤矿行业中，使用离心分离设备可以将煤炭和岩矿进行分离，提高煤炭的品位和质量。

《生物工程设备及工厂设计》课程教学大纲课程英文名称：Design of Biological Engineering Equipment and Factory课程编号:课程计划学时：48学分：3课程简介：《生物工程设备及工厂设计》是生物工程专业一门专业选修课程，学位课。

该课程是生物工程技术和化学工程与设备交叉的结合体，是一门实践性很强的学科。

课程主要介绍生物工程产业界常见的工业生产设备及生物工程研究领域的主要设备的基本原理、结构、特点、设计选用计算方法及发酵车间工艺设计。

本课程既有一定基础理论，又有较强的工程实际应用，使本专业学生成为能在生物技术与工程领域从事产业化设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。

课程内容为：发酵设备计算及选型；无菌空气设备；分离设备；过滤、离心、萃取、吸附、离子交换、层析、蒸发、结晶、干燥等设备；发酵车间工艺设计。

通过本课程的学习，了解和掌握不同类型的生物工程设备工作原理，懂得如何应用这些基本理论去分析和解决生产过程中的具体问题，改造原有生产过程使其更符合客观规律，实现生产过程的优化，提高生产过程的经济和社会效益。

一、课程教学内容及教学基本要求第一章设计概述本章重点是生产工艺设计，生物工厂设计的原则和特点，难点是生物工厂设计的特点。

第一节生物工程工厂设计的目的和要求本节要求了解生物工程工厂设计的目的和要求，工厂设计在国民经济中的地位和意义(考核概率1%)。

第二节设计工作的任务和内容本节要求了解设计工作的基本任务和内容(考核概率1%)，理解总体设计和局部设计(考核概率2%)。

第三节生产工艺设计本节要求了解生产工艺设计在总体设计中的地位，计算机在工艺设计中的应用(考核概率1%)，理解生产工艺设计的依据与内容(考核概率2%)。

第四节工厂设计工作原则本节要求理解解生物工厂设计的基本原则和特点(考核概率2%)。

第二章项目建议书与建厂报告本章重点是可行性研究报告内容及编制方法，难点是可行性研究报告编制方法。