第九章 发酵罐及其附属设备1

第一章发酵：通过微生物的生长繁殖和代谢活动，产生和积累人们所需产品的生物反应过程发酵工程：利用微生物（或动植物细胞）的特定性状，通过现代工程技术，在生物反应器中生产有用物质的技术体系。

该技术体系主要包括菌种选育与保藏、菌种扩大生产、代谢产物的生物合成与分离纯化制备等技术。

发酵工业的特点？（7点）1.发酵过程一般是在常温常压下进行的生化反应，反应安全，要求条件较简单。

2.可用较廉价原料生产较高价值产品。

3.反应专一性强。

4.能够专一性地和高度选择性地对某些较为复杂的化合物进行特定部位的生物转化修饰。

5.发酵过程中对杂菌污染的防治至关重要。

6.菌种是关键。

7.发酵生产不受地理、气候、季节等自然条件限制。

工业发酵的类型？厌氧发酵1. 按微生物对氧的不同需求需氧发酵兼性厌氧发酵液体发酵（包括液体深层发酵）2.按培养基的物理性状浅盘固体发酵深层固体发酵（机械通风制曲）分批发酵按发酵工艺流程补料分批发酵单级恒化器连续发酵连续发酵多级恒化器连续发酵带有细胞再循环的单级恒化器连续发酵发酵生产的基本工业流程？1. 用作种子扩大培养及发酵生产的各种培养基的配制；2. 培养基、发酵罐及其附属设备的消毒灭菌；3. 扩大培养出有活性的适量纯种，以一定比例接种入发酵罐中；4. 控制最适发酵条件使微生物生长并形成大量的代谢产物；5. 将产物提取并精制，以得到合格的产品；6. 回收或处理发酵过程中所产生的三废物质。

工业发酵的过程的工艺流程图？第二章1、发酵工业菌种分离筛选的一般流程?调查研究（包括资料查阅）试验方案设计含微生物样品的采集（如何使样品中所含微生物的可能性大？）样品预处理（如何在后续的操作中使这种可能性实现）菌种分离根据目的菌株及其产物特点分选择性分离方法随机分离方法(定向筛选←选择压力) (用筛选方案- 检测系统进行间接分离）富集液体培养固体培养基条件培养(初筛)菌种纯化复筛菌种纯化初步工艺条件摸索再复筛生产性能测试较优菌株1-3株保藏及进一步做生产试验某些必要试验和或作为育种的出发菌株毒性试验等2、菌种选育改良的具体目标。

发酵⼯程复习资料1、传统发酵⼯程与现代发酵⼯程的区别？为什么说发酵⼯程处于⽣物技术的核⼼地位？传统发酵⼯程：利⽤微⽣物的⽣长和代谢活动来⼤量⽣产⼈们所需产品的过程理论与⼯程技术体系。

该技术体系主要包括菌种选育与保藏、菌种扩⼤⽣产、代谢产物的⽣物合成与分离纯化制备等技术集成。

现代发酵⼯程：是将DNA重组及细胞融合技术、酶⼯程技术、组学及代谢⽹络调控技术、过程⼯程优化与放⼤技术等新技术与传统发酵⼯程融合，⼤⼤提⾼传统发酵技术⽔平，拓展传统发酵应⽤领域和产品范围的⼀种现代⼯业⽣物技术体系（新⼀代⼯业⽣物技术）。

⽣物技术：应⽤⾃然科学和⼯程学的原理，依靠⽣物及其细胞的催化作⽤，将物料进⾏加⼯以提供产品或为社会服务的技术。

发酵⼯程是酶⼯程和基因⼯程的表达，⼤部分⽣物技术的产品均要通过发酵⼯程来完成，所以说发酵⼯程处于⽣物技术的核⼼地位。

2、发酵⼯程上、中、下游技术分别主要包括哪些内容？上游技术：优良种株的选育和保藏（包括菌种筛选、改造，菌种代谢路径改造等）中游技术：发酵过程控制，主要包括发酵条件的调控，⽆菌环境的控制，过程分析和控制等下游技术：分离和纯化产品。

包括固液分离技术、细胞破壁技术、产物纯化技术，以及产品检验和包装技术等3、微⽣物发酵过程优化技术五⼤⽬标是什么？可以在哪些⽔平实现过程优化的⽬的？⾼产量：微⽣物⽣理、遗传、营养及环境因素⾼转化率：微⽣物代谢途径和过程条件⾼效率：微⽣物反应动⼒学和系统优化低成本：技术综合及产业化技术集成环境友好：开发清洁⽣产技术4、发酵⼯业的特点及应⽤范围？1、发酵过程⼀般是在常温常压下进⾏的⽣化反应，反应安全，要求条件较简单。

2、可⽤较廉价原料⽣产较⾼价值产品。

3、反应专⼀性强。

4、能够专⼀性地和⾼度选择性地对某些较为复杂的化合物进⾏特定部位的⽣物转化修饰。

5、发酵过程中对杂菌污染的防治⾄关重要。

6、菌种是关键。

7、发酵⽣产不受地理、⽓候、季节等⾃然条件限制。

5、发酵⼯业的基本⽣产过程？1.⽤作种⼦扩⼤培养及发酵⽣产的各种培养基的配制2.培养基、发酵罐及其附属设备的消毒灭菌3.扩⼤培养出有活性的适量纯种，以⼀定⽐例接种⼊发酵罐中4. 控制最适发酵条件使微⽣物⽣长并形成⼤量的代谢产物5. 将产物提取并精制，以得到合格的产品6. 回收或处理发酵过程中所产⽣的三废物质1、常⽤的⼯业微⽣物种类？细菌：醋杆菌属的醋化醋杆菌、弱氧化醋杆菌、乳酸杆菌、乳链球菌、枯草芽孢杆菌、丙酮丁醇梭菌、⼤肠杆菌、⾕氨酸棒状杆菌酵母菌：酿酒酵母、假丝酵母属（产朊假丝酵母、解脂假丝酵母、热带假丝酵母）、毕⾚酵母属、汉逊酵母属霉菌：曲霉属（⽶曲霉、⿊曲霉）、青霉属（青霉菌、桔青霉）、根霉属（德⽒根霉、⽶根霉、⼩麦曲根霉）、红曲霉属（紫红曲霉）放线菌：链霉菌属、⼩单孢菌属、地中海诺卡⽒菌2、发酵⼯业菌种选择的总趋势？野⽣菌→变异菌⾃然选育→代谢控制育种诱发基因突变→基因重组的定向育种3、菌种选择的要求？A、能在廉价原料制成的培养基上迅速⽣长，且⽣成的⽬的产物产量⾼、易于回收；B、⽣长速度和反应速度较快，发酵周期较短；C、培养条件易于控制；D、抗噬菌体及杂菌污染的能⼒强；E、菌种不易变异退化；F、对放⼤设备的适应性强；G、菌种不是病原菌，不产⽣任何有害的⽣物活性物质和毒素。

发酵罐及其附属设备制作安装工程施工组织设计江苏XXX建设集团有限公司二O一九年一月目录一、工程概况 (1)二、工期及质量目标 (2)三、施工准备 (2)四、施工组织管理网络 (4)五、施工总体部署 (6)六、主要分部、分项施工方案 (7)七、针对本工程特点采用的特殊措施 (36)八、质量保证措施 (37)九、工期保证措施 (40)十、安全生产施工措施 (44)十一、文明施工管理措施 (48)十二、降低成本、提高经济效益措施 (51)十三、主要施工机械和工具、主要周转材料、劳动力一览表 (52)十四、施工总进度计划 (55)十五、施工总平面布置图 (56)一、工程概况1、编制说明：本施工组织设计是依据XXXX环保有限公司厌氧罐二期项目招标文件、设计施工图纸、安装工程技术规定、施工及验收规范等有关文件资料，结合我公司多年承担大型立式圆筒形钢制焊接储罐和有关餐厨项目厌氧发酵罐及附属设施制作安装工程的施工安装所积累的丰富经验进行编制。

主要解决和阐述涉及本工程的施工组织管理、分部分项工程的施工方法与技术措施、确保工程质量与工程进度措施、创安全生产及文明施工标化管理措施、以及相应的人、财、物力配套计划与投入，目的是确保本工程在科学的管理下，通过有效的预控，有组织、有计划地完成既定的各项指标和工程建设。

2、工程概况：2.1、工程内容：发酵罐及其附属设备制作安装工程。

2.2、施工地点：XXXXX环保产业园。

2.3、工程范围：1）（公称容积：5020m3）厌氧发酵罐1台制作、安装；2）（全容积：~24m3）除砂器（包括钢制支腿）1台制作、安装；3）发酵罐沼气喷嘴1套制作、安装；4）发酵罐加热套筒1套制作、安装；5）发酵罐罐体爬梯、平台与管道支架制作、安装。

包括罐体内壁、内部构件喷砂除锈、防腐，外壁及附属设施除锈、防腐、保温；罐体试水试漏、气密性试验、管道、罐内清理吹扫；罐体外保温圈的焊接以及约定的其他事项。

3、本工程施工应遵循的规范、标准及依据：业主提供的设备图纸设计技术要求及有关技术文件要求GB50128-2014《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》GB150.1-150.4-2011《压力容器》GB/T985-2008《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》GB50236-2011《现场设备、工业管道焊接工程施工验收规范》NBT47013.1-13 -2015《承压设备无损检测》JB/T4736-2002《补强圈》GB50205-2008《钢结构施工及验收规范》HGJ299-1991《工业设备、管道防腐蚀工程施工及验收规范》GB/T4272-2008《设备及管道保温技术通则》GB/T8923.1-2011《涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定第1部分：未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级》二、工期及质量目标1、工期目标：本工程计划工期85日历天，实际开工日期以建设单位批准的开工日期为准。

100L发酵罐及附属设备操作使用规程一、使用前的技术准备1-1上岗前的技术培训：发酵罐是机电一体化的高科技设备，因此，操作人员上岗前必须经过技术培训，使他们熟悉整个系统的工作原理以及管路、阀门的操作程序。

并对空压机、蒸汽发生器能正确安全操作使用。

未经培训的人员，不得单独上岗操作。

1-2设备使用之前，应先检查电源是否正常，空压机、蒸汽发生器、冷却水循环系统是否能正常工作。

1-3检查系统上的阀门、接头及紧固螺钉是否拧紧。

1-4pH电极、溶氧电极、补料等系统应根据使用说明检查、校正。

1-5在进行发酵生产之前最好进行LB空培养，验证设备的无菌性能是否达到标准。

1-6检查电机能否正常运转。

电磁阀能否正常吸合。

1-7发酵罐及管路灭菌时，涉及到蒸汽的使用，蒸汽管道和阀门要做出特殊标示，灭菌过程中要时刻注意各设备及管道压力表数值，不要超过0.15Mpa。

保证人员安全。

二、发酵前准备2-1罐内清洗及严密度检查1.关闭罐上空气入罐阀，开启排气阀，使罐内压力放至零点。

2.开启罐盖，关闭罐上排气阀。

3.开启空气进气阀置换罐内气体后，用水冲洗罐内，并保持各个部位冲洗干净。

4.盖紧罐盖，开启空气入罐阀，关闭罐上排气阀，使罐压升至0.15Mpa以上进行压水。

5.开启压出管放水阀，向罐外放水。

放水结束后，关闭放水阀。

利用罐内空气压力，进行罐上各法兰、焊缝、阀门连接等处的严密度检查。

先半开转子流量计前蓝色阀门A229，再全开转子流量计后蓝色阀门A222，关闭空气过滤器排污阀V261及灭菌阀，打开空气进罐阀A221，关闭发酵罐尾气阀V461、V413，全开电磁阀V412，将罐压升至0.15-0.2Mpa 后，关闭空气进罐阀A221，保压时间至少1h。

确认发酵罐及管路无泄漏即可正常使用。

2-2罐内设备检查1.关闭空气入罐阀，开启排气阀，使罐压放至零点，打开罐盖，关闭排气阀。

2.检查空气分布管、罐内管路是否牢固，罐内是否有杂物，搅拌浆叶连接是否牢固，机封与大轴间是否漏油，搅拌浆支架连接是否牢固。

发酵工程课后思考题第一章绪论1、发酵及发酵工程定义？答：它是应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理，利用微生物等生物细胞进行酶促转化，将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。

由于它以培养微生物为主，所以又称为微生物工程。

2、发酵工程基本组成部分?答：从广义上讲分为三部分：上游工程、发酵工程、下游工程3、发酵工业产业化应抓好哪三个环节?答：发酵工程产业化就是将有关应用微生物的科学研究成果转化为发酵产品，并投向市场的过程.三个环节：投产试验、规模化生产和市场营销。

①投产试验：涉及到"上、中、下三游"工作，即研究成果的验证、小试、中试和扩大试验。

②规模化生产：值得注意的是产品质量问题，其检测必须符合相应产品标准。

③市场营销：市场开拓对技术本身影响不大，但参与市场竞争却是产业化成败的决定因素。

4、当前发酵工业面临三大问题是什么?答:菌种问题纯种，遗传稳定性，安全,周期短、转化率高产率高抗污染能力强:噬菌体、蛭弧菌;合适的反应器生产规模化原料利用量大，并且具有一定选择性,节能,结构多样化、操作制动化，节劳力。

基质的选择价廉原料利用量大，并且具有一定选择性易被利用、副产物少,满足工艺要求。

5、我国发酵工业应该走什么样的产业化道路?发酵过程的组成部分？答第一步为技术积累阶段、第二步为产业崛起阶段、第三步为持续发展阶段典型的发酵过程可划分成六个基本组成部分:(1）繁殖种子和发酵生产所用的培养基组份设定;(2）培养基、发酵罐及其附属设备的灭菌；（3）培养出有活性、适量的纯种,接种入生产容器中;(4）微生物在最适合于产物生长的条件下,在发酵罐中生长；（5)产物分离和精制；（6）过程中排出的废弃物的处理。

第二章菌种的来源（1)1、自然界分离微生物的一般操作步骤？答：标本采集,预处理，富集培养，菌种分离（初筛，复筛),发酵性能鉴定，菌种保藏2、从环境中分离目的微生物时,为何一定要进行富集？答：让目的微生物在种群中占优势，使筛选变得可能。