发酵工程07第七章 发酵生产的设备

发酵工程原理与技术_陈坚_思考题第一章的复习思考题1，发酵及发酵工程的定义2，发酵工程的特点3，发酵的分类4，发酵产品的类型5，微生物代谢产物的类型及其之间的关系6，发酵过程的组成7，发酵生产成立的条件8，发酵工业发展的阶段及大致年代9，和国际先进水平相比较，我国发酵工业的不足之处主要表现在哪些方面第二章的复习思考题1，微生物代谢调节和微生物代谢调控的概念2，为何要进行微生物的代谢调控3，微生物代谢调节的方式4，从本质上来说，微生物的代谢是通过哪两种方式来进行的5，酶合成调节的方式及其定义、机制6，酶活性调节的定义、方式7，有分支代谢途径的调节方式有哪些8，酶活性的调节机制可用什么理论来解释9，初级代谢的调节有哪几种方式10，次级代谢的调节方式11，提高初级和次级代谢产物产量的方法12，高浓度细胞培养的目的、原理、优点、方法及存在的问题第三章的复习思考题1，次级代谢和次级代谢产物的概念2，次级代谢产物的分类3，次级代谢产物的生物合成模式4，在微生物的氢代谢过程中，关键的酶是什么酶，它有哪些类型5，氢效应的概念及产生的原因6，二氧化碳固定的概念、方式、生理意义7，什么是卡尔文循环，它由哪几个部分组成第四章的复习思考题1，原料的定义及选择原则2，培养基设计的基本原则及如何进行培养基的设计3，为何要进行原料预处理及原料预处理的方法4，原料粉碎的目的和方法5，垂式粉碎机生产能力的计算6，干法粉碎和湿法粉碎工艺的比较7，原料输送的方法8，气流输送的原理、流程和优点9，颗粒在垂直管道和水平管道中悬浮输送的机理10，气流输送中常用除尘装置有哪几种11，淀粉原料水-热处理的定义及目的12，淀粉的膨胀、糊化和液化13，在淀粉的水-热处理过程中有哪些反应（变化）是我们所不希望的14，淀粉的酶法液化和糖化工艺常用到的酶有哪些及各自的作用专一性15，酶法液化的工艺有哪几种及各自的优缺点16，淀粉液化效果的标准17，淀粉糖化的定义和目的18，淀粉糖化的理论收率、实际收率和淀粉转化率的定义及计算19，DE值的定义20，淀粉糖化的工艺有哪几种，比较各自的优缺点21，糖蜜原料的来源、特点及常用的处理方法22，在发酵培养基中添加前提物质、抑制剂和促进剂为何能提高产物的产量第五章的复习思考题1，何谓培养基的灭菌，它和消毒有和区别2，常用的灭菌方法3，致死温度、微生物热阻的定义4，湿热灭菌的原理和优点5，从工程角度看，设计一个培养基的湿热灭菌过程首先要解决的问题是什么6，根据微生物的热死灭动力学方程和温度对微生物热死灭常熟（K）的影响，论述为什么采用高温短时间灭菌既有利于杀灭微生物又有利于减少营养物质的破坏7，间歇灭菌的成功的要素及注意事项8，常用的连续灭菌工艺有哪几种9，连续灭菌和间歇灭菌的比较10，影响灭菌的因素第六章的复习思考题1，何谓无菌空气，发酵工业对空气无菌程度的要求2，空气含菌量的测定方法3，空气除菌的方法有哪些、这些方法的原理和优缺点4，介质过滤除菌的定义，机理；过滤介质的类型5，常见的空气过滤除菌工艺流程的分析计算6，过滤效率、对数穿透律7，传统空气过滤除菌工艺中的主要设备有哪些8，新型的空气过滤器有哪些，有何优点9，空气贮罐的作用是什么，其大小如何确定第七章的复习思考题1，种子的扩大培养的定义。

一、教案基本信息教案名称：发酵工程及设备教案课时安排：45分钟教学目标：1. 了解发酵工程的定义和基本概念。

2. 掌握发酵过程中常用的微生物和发酵设备。

3. 理解发酵工程在食品工业中的应用。

教学方法：1. 讲授：讲解发酵工程的定义、原理和应用。

2. 互动：引导学生思考发酵过程的微生物和设备的选择。

3. 案例分析：通过具体的食品发酵案例，让学生更好地理解发酵工程的应用。

教学准备：1. 发酵工程的PPT课件。

2. 相关的食品发酵案例资料。

二、教学过程1. 导入（5分钟）通过提问方式引导学生思考：什么是发酵？发酵在食品制作中有什么作用？2. 讲解发酵工程的定义（5分钟）讲解发酵工程的定义，包括发酵过程的基本原理和应用领域。

3. 介绍发酵过程中常用的微生物（10分钟）介绍发酵过程中常用的微生物，如酵母菌、乳酸菌等，并讲解它们在发酵过程中的作用。

讲解发酵设备的种类及作用，包括发酵罐、生物反应器等，并介绍它们在发酵过程中的应用。

5. 发酵工程在食品工业中的应用（10分钟）通过具体的食品发酵案例，讲解发酵工程在食品工业中的应用，如啤酒发酵、酸奶制作等。

6. 互动环节（5分钟）引导学生思考发酵过程的微生物和设备的选择，以及发酵工程在食品工业中的重要性。

7. 总结与作业布置（5分钟）总结本节课的重点内容，布置作业，要求学生复习发酵工程的定义、微生物和设备，并思考发酵工程在食品工业中的应用。

三、教学反思本节课通过讲解发酵工程的定义、微生物和设备，以及发酵工程在食品工业中的应用，使学生了解了发酵工程的基本概念和原理。

通过互动环节，引导学生思考发酵过程的微生物和设备的选择，提高了学生的参与度。

但在授课过程中，需要注意把握讲解的深度和广度，确保学生能够更好地理解和掌握发酵工程的知识。

四、作业布置1. 复习发酵工程的定义、微生物和设备。

2. 思考发酵工程在食品工业中的应用，并结合实际案例进行分析。

3. 预习下一节课的内容：发酵工程的实例及发展趋势。

发酵工程教案（打印）第一章：发酵工程的概述1.1 发酵的定义和意义1.2 发酵工程的起源和发展1.3 发酵工程的研究内容和应用领域第二章：发酵过程的基本原理2.1 微生物的生长与代谢2.2 发酵条件的控制2.3 发酵过程中的物质变化第三章：发酵设备及其设计3.1 发酵罐的设计与选择3.2 发酵过程的自动化控制3.3 发酵设备的清洗与消毒第四章：发酵条件的优化与控制4.1 发酵条件的优化方法4.2 发酵过程的监控与控制4.3 发酵过程中的问题与解决方法第五章：发酵工程的应用实例5.1 微生物肥料的生产与应用5.2 生物农药的发酵生产5.3 食品工业中的发酵应用第六章：发酵工程在药品生产中的应用6.1 抗生素的发酵生产6.2 维生素的发酵生产6.3 重组蛋白的发酵生产第七章：生物化工领域的发酵工程7.1 氨基酸的发酵生产7.2 有机酸的发酵生产7.3 生物酶的发酵生产第八章：发酵工程在环保领域的应用8.1 生物滤池技术8.2 生物脱硫技术8.3 生物降解技术第九章：发酵工程的产业化与发展9.1 发酵工程的产业化流程9.2 发酵工程的技术创新与挑战9.3 我国发酵工程产业的发展现状与趋势第十章：发酵工程的可持续发展10.1 发酵工程与资源利用10.2 发酵工程与环境保护10.3 发酵工程的循环经济模式第十一章：发酵工程在生物制药中的应用11.1 重组蛋白药物的发酵生产11.2 疫苗的发酵生产11.3 基因治疗的发酵工程应用第十二章：发酵工程技术在农业中的应用12.1 微生物肥料的发酵生产12.2 生物农药的发酵生产12.3 动物疫苗和生物兽药的发酵生产第十三章：发酵工程在生物能源中的应用13.1 燃料酒精的发酵生产13.2 生物柴油的发酵生产13.3 生物气体的发酵生产第十四章：发酵工程在生物材料中的应用14.1 发酵生产生物塑料14.2 发酵生产生物纤维14.3 发酵生产生物复合材料第十五章：发酵工程的案例分析与实践操作15.1 发酵工程案例分析15.2 发酵工程的实践操作技巧15.3 发酵工程的实验设计与数据分析重点和难点解析本文教案涵盖了发酵工程的概述、基本原理、设备设计、条件优化与控制、应用实例、药品生产、生物化工、环保领域应用、产业化发展、技术创新、可持续发展以及案例分析和实践操作等多个方面。

发酵设备介绍范文发酵设备是在发酵过程中起到关键作用的设备，它能提供适宜的发酵环境，使微生物能够充分发挥其作用，产生所需的产物。

下面将对常见的发酵设备进行介绍。

一、发酵罐发酵罐是进行大规模发酵时常用的设备之一，它具有一定的容积和搅拌机构。

发酵罐通常由不锈钢制成，具有良好的耐腐蚀性和密封性能。

在发酵过程中，罐内通过搅拌机构对培养基进行循环搅拌，使微生物均匀与培养基接触，提供充分的氧气和营养物质，从而促使微生物生长和代谢产物的生成。

二、发酵槽发酵槽是进行大规模发酵的另一种常见设备。

与发酵罐相比，发酵槽一般容积更大，可以同时进行多个批次的发酵，提高生产效率。

发酵槽通常由玻璃钢制成，具有较好的机械强度和化学稳定性。

槽内通常设置有适当数量的搅拌器和氧气输入装置，以保证微生物充分供氧和混合，达到最佳的发酵效果。

三、发酵棚发酵棚是一种用于控制温度、湿度和通风的设备，用于保持发酵过程中的适宜环境。

发酵棚一般具有良好的保温性能和调节性，可以根据发酵过程的需要进行温度和湿度的控制。

在发酵棚内，可以根据具体发酵过程的需要添加合适的湿度控制装置和通风装置，以达到最佳的发酵条件。

四、发酵箱发酵箱是一种小型的发酵设备，通常由金属或塑料制成，体积较小、结构简单。

发酵箱通常用于实验室或小规模生产中，可以进行小量培养基的发酵实验。

发酵箱通常具有加热装置和温度控制装置，可以通过控制温度来模拟不同的发酵条件。

在发酵箱中，可以进行各种微生物培养和酶制剂的生产。

五、发酵堆发酵堆是一种特殊的发酵设备，主要用于堆肥发酵。

它通常由有机原料、微生物和水按一定比例混合而成，然后通过堆放、翻堆的方式进行发酵。

发酵堆一般具有较大的露天空间，并设置有通风装置和排水装置，以保持适宜的湿度和通气性。

在发酵过程中，微生物分解有机物质，释放出热量，达到杀灭病原体、腐败菌和杂草种子的目的。

总之，不同的发酵设备具有不同的特点和应用范围，可以根据具体的发酵需求选择合适的设备。

发酵设备简述生物反应器是为微生物发酵或细胞培养（发酵）或酶反应提供良好的生化反应环境以完成生物催化反应的核心设备，常称为发酵罐或多酶反应器，承担产物的生产任务。

发酵工程主要指在最合适的发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。

这里要有严格的无菌生长环境，包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术；在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术；在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速度的计算机控制技术；还有种子培养和生产培养的不同的工艺技术。

此外，根据不同的需要，发酵工艺上还分类批量发酵：即一次投料发酵；流加批量发酵：即在一次投料发酵的基础上，流加一定量的营养，使细胞进一步的生长，或得到更多的代谢产物；连续发酵：不断地流加营养，并不断地取出发酵液。

在进行任何大规模工业发酵前，必须在实验室规模的小发酵罐进行大量的实验，得到产物形成的动力学模型，并根据这个模型设计中试的发酵要求，最后从中试数据再设计更大规模生产的动力学模型。

由于生物反应的复杂性，在从实验室到中试，从中试到大规模生产过程中会出现许多问题，这就是发酵工程工艺放大问题。

它的结构、操作方式和操作条件对生物过程产品的质量、转化率及能耗有着密切的关系。

一个优良的培养装置应具有严密的结构，良好的液体混合性能，较高的传质传热速率，同时还应具有配套而又可靠的检测及控制仪表。

判断培养装置好坏的唯一标准应是:该装置是否适合工艺的要求，发酵过程中不发生污染，以获得最大的生产率。

大多数的生化反应都是需氧的，故通风发酵设备是需氧生化反应的核心和基础，无论是使用微生物、酶或动植物细胞（或组织）作为生物催化剂，也不管其目的产物是抗生素、酵母、有机酸或者是酶，所需的通风发酵设备均应具有良好的传质和传热性能，结构严密，防杂菌污染，培养基流动与混合良好，良好的检测与控制。

常用的通风发酵罐有机械搅拌、气升环流式、鼓泡式和自吸式，其中机械搅拌通风发酵罐占主导地位。

发酵工程设备定义与分类定义分类近代发酵设备古代发酵设备随着科学技术的发展，人们开始研究和应用微生物学、生物化学等原理，逐渐出现了专业化的发酵设备，如啤酒厂、酒精厂等。

现代发酵设备01020304食品工业医药工业化工工业环保领域锤式粉碎机齿盘粉碎机涡轮粉碎机0302011 2 3振动筛旋转筛气流筛输送设备带式输送机螺旋输送机斗式提升机除铁设备磁选机01金属探测器02除铁器03发酵罐类型及结构特点机械搅拌式发酵罐采用机械搅拌器对发酵液进行搅拌，促进氧气和营养物质的传递，结构紧凑，操作方便。

气升式发酵罐利用气体升力推动发酵液循环，无需机械搅拌，能耗低，适用于高粘度或易产生泡沫的发酵过程。

自吸式发酵罐具有自吸空气和搅拌功能，能够吸入无菌空气并与发酵液充分混合，减少染菌风险。

发酵罐内环境控制技术温度控制pH控制溶氧控制搅拌器与搅拌轴设计搅拌器类型搅拌轴设计确保搅拌轴具有足够的强度和刚度，以承受搅拌过程中产生的力和扭矩。

同时，要考虑轴的密封和润滑问题，以防止泄漏和磨损。

传热与传质过程强化技术强化传热技术强化传质技术固液分离技术过滤沉降压榨微滤超滤纳滤反渗透膜分离技术萃取技术液液萃取利用溶质在两种不混溶的液体中溶解度不同，将溶质从一种液体转移到另一种液体中。

固相萃取利用固体吸附剂对液体样品中的目标化合物进行吸附，然后用洗脱液洗脱，达到分离和富集目标化合物的目的。

结晶技术冷却结晶蒸发结晶盐析结晶溶析结晶干燥技术喷雾干燥真空干燥冷冻干燥粉碎与筛分技术粉碎技术筛分技术混合与造粒技术混合技术造粒技术包装技术自动包装机包装材料包装容器包装辅助设备01 02 03易于操作和维护经济合理选型方法设备选型原则和方法对筛选出的设备进行详细评估确定最终选型结果生产工艺流程设备性能参数1 2 302030401分析生产工艺流程，确定所需设备类型和数量根据设备性能参数和生产场地条件，进行设备布局设计制定设备操作和维护规程编制设备配套方案010203设备安装前应对基础进行检查和验收设备安装位置应符合设计要求安装规范0102 03调试前应检查设备各部件是否完好、紧固件是否松动空载试车应达到设计要求，无异常声响和振动负载试车应满足生产工艺要求，各项性能指标达到设计标准设备技术资料齐全、准确，符合档案管理要求设备维护保养策略。

《发酵工程》Fermentation engineering 授课教师：张书祥（Email：zhangshux578@）第一章绪论第一节发酵工程的定义、特点、内容第二节发酵工程的发展历史第三节发酵工业的应用第四节发酵工程的发展趋势第一节发酵工程的定义、特点、内容1、定义1.1发酵工程：利用微生物的性状和机能，通过现代化工程技术，生产人们所需要产品的过程。

如抗生素、酒类、有机酸、基因工程药物等的生产。

发酵过程是以微生物反应为核心的，因此，发酵工程又被称为微生物工程。

1.2生物工程：生命科学应用于产业方面，称为生物工程学。

也就是利用生物体（生物作用剂：微生物、动物细胞、植物细胞等）的机能，通过现代化工程技术，生产人们所需要产品的过程。

生物工程包括：发酵工程、酶工程、基因工程、细胞工程。

发酵工程与生物工程的关系发酵工程是生物工程的重要组成部分，在生物工程中处于中心地位。

无论是从微生物得到酶或用基因工程菌获得产品都必须依赖发酵工程技术。

发酵工程的发展直接影响生物工程的进一步发展。

2、发酵工业的一般特点：2.1生产所用原料通常以淀粉、糖蜜等碳水化合物（可再生资源）为主，辅料包括一定的无机或有机氮源和少量无机盐。

2.2微生物生化反应过程能通过单一微生物代谢活动完成，因而产品在发酵设备中一次合成。

2.3微生物能利用简单的物质合成复杂的高分子化合物。

2.4由于生命体特有的反应机制，微生物能高度选择地在复杂化合物的特定部位进行氧化、还原、官能团导入等转化反应，从而获得某些具有一定经济价值的物质。

发酵工程与化学工程、生化工程的比较工业发酵的过程是依靠微生物细胞生命活动获得目的产物的过程，从根本上区别于化学合成工业和生化工业。

在工业化学过程中没有生物活性物质参与催化。

工业生化过程属于由酶催化的体外酶反应过程，酶具有生物活性。

当酶失活、辅酶耗尽，过程就停止了。

第三节、发酵工业的应用：发酵工程技术已给人类社会生产力的发展带来了巨大的潜力，解决了人类所面临的食品与营养、健康与环境、资源与能源等重大问题。

发酵工程设备课件一、教学内容本节课的教学内容来自于人教版小学科学六年级下册第五单元《发酵技术》的第一课时《发酵工程设备》。

教材中主要介绍了发酵工程的基本概念、发酵设备的种类及其在食品制作中的应用。

具体内容包括：发酵工程的定义、发酵设备的结构与工作原理、以及发酵设备在制作酸奶、泡菜、醋、啤酒等食品中的应用。

二、教学目标1. 让学生了解发酵工程的基本概念，知道发酵设备的作用和种类。

2. 培养学生动手操作能力和观察能力，提高他们对发酵技术的兴趣。

3. 通过对发酵工程设备的学习，使学生认识到发酵技术在食品制作中的重要性，增强他们的科技意识。

三、教学难点与重点重点：发酵设备的结构与工作原理，发酵设备在食品制作中的应用。

难点：发酵设备的工作原理，如何运用发酵设备制作各种发酵食品。

四、教具与学具准备教具：电脑、投影仪、发酵工程设备课件、实验器材。

学具：笔记本、彩笔、实验报告册。

五、教学过程1. 情景引入：教师通过展示酸奶、泡菜、醋、啤酒等发酵食品，引导学生思考：这些食品是如何制作出来的？发酵在其中起到了什么作用？2. 知识讲解：教师利用发酵工程设备课件，讲解发酵工程的定义、发酵设备的结构与工作原理。

同时，通过图片和实例，让学生了解发酵设备在食品制作中的应用。

3. 实践操作：学生分组进行实验，亲身体验发酵过程，观察发酵设备的工作原理。

教师巡回指导，解答学生疑问。

4. 例题讲解：教师通过讲解酸奶、泡菜等发酵食品的制作过程，让学生理解发酵设备在实际生产中的应用。

5. 随堂练习：学生根据实验结果和所学知识，完成实验报告册。

教师批改报告册，了解学生掌握情况。

6. 板书设计：发酵工程设备定义：利用微生物的发酵作用，生产发酵产品的技术。

设备种类：发酵罐、发酵箱、搅拌器等。

应用：酸奶、泡菜、醋、啤酒等食品制作。

7. 作业设计：8. 课后反思及拓展延伸：教师引导学生反思本节课所学内容，巩固发酵工程设备的知识。

同时，鼓励学生查阅资料，了解发酵技术在现代工业中的应用，拓展知识面。