通风发酵设备
高效生物反应器的特点：(1) 传质和传热性能好；(2) 结构密封、防杂菌污染；(3) 设备简单、维修方便，能耗低; (4) 培养基流动与 混合良好；(5) 检测控制系统完善；(6) 易放大；(7)生产安全
发酵罐的基本条件：具有适宜的径高比；能够承担一定压力；保证必需的溶解氧；具有足够的冷却面积；尽量减少死角，灭菌彻底，避免染菌；轴封严密。
搅拌器：有平叶式、弯叶式、箭叶式涡轮式和推进式等；其作用是打碎气泡，使氧溶解于发酵液中，从搅拌程度来说，以平叶涡轮最为激烈，功率消耗也最大，弯叶次之，箭叶最小。为了拆装方便，大型搅拌器可做成两半型，
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⎪⎪⎩⎪⎪
⎨⎧通风固相发酵设备自吸式发酵罐
气升环流发酵罐
机械搅拌发酵罐常用通风发酵罐1－轴封 ； 2、20－人孔； 3－梯； 4－联轴节（器）； 5－中间轴承； 6－温度计接口； 7－搅拌叶轮； 8－进风管； 9－放料口； 10－底轴承； 11－热电偶接口； 12－冷却管； 13－搅拌轴； 14－取样管； 15－轴承座； 16－传动皮带； 17－电机； 18－压力表； 19－取样口； 21－进料口； 22－补料口； 23－排气口； 24－回流口； 25－视镜；
用螺栓联成整体。
全挡板条件：是指在一定转速下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。 要达到全挡板条件必须满足下式要求：
轴封作用：使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封，防止泄露和污染杂菌。 常用的轴封有填料函轴封和端面轴封两种（又称机械轴封）。
自吸式发酵罐： 不需空气压缩机提供加压空气，而依靠特设的机械吸气装置或液体喷射吸气装置吸入无菌空气，实现混合搅拌与溶氧传质的发酵罐。
优点：不必配备空气压缩机及其附属设备，节约设备投资，减少厂房面积；溶氧速率高，溶氧效率高，能耗较低；生产效率高、经济效率高；设备便于自动化、连续化。
缺点：较易产生杂菌污染，需配备低阻力损失的高效空气过滤系统，罐压较低，装料系数约为40％。
气升式发酵罐工作原理：把无菌空气通过喷嘴或喷孔喷射进入发酵液中，通过气液混合物的湍流作用而使空气泡分割细碎，同时由于形成的气液混合物密度降低故向上运动，而气含率小的发酵液则下沉，形成循环流动，实现混合与溶氧传质。
气升式发酵罐特点：反应溶液分布均匀；较高的溶氧速率和溶氧效率；剪切力小；传热良好；结构简单，易于加工制造；操作和维修方便，不易染菌，能耗小；易于放大设计和模拟
原料的处理与粉碎设备
粉碎：用机械力的方法克服固体物料内部凝聚力达到使之破碎的单元操作。
粉碎目的：固体物料经粉碎后，颗粒变小，原料的表面积显著增大，可加速蒸煮时的溶解过程。节省蒸汽，减少能量消耗，提高淀粉利用率，并能减少输送管道的阻塞现象，便于连续化生产。 粉碎的方法
湿式粉碎是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。
干式粉碎是将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。 粉碎原理
固体物料粉碎按其受力情况可分以下几种 ：挤压破碎、冲击破碎、研磨粉碎、剪切破碎、劈裂粉碎。 所选用粉碎机应有基本要求
粉碎后的物料颗粒大小要均匀；已被粉碎的物块，应立即从轧压部位排除；操作应能自动化；易磨损的部位应容易更换；应产生极少的粉尘，以减少环境污染；在操作发生障碍时，应有保险装置能使自动停车；单位产品消耗能量要小。 粉碎设备
1.锤式粉碎机
优点：构造简单、紧凑、物料适应性强，粉碎度大（粗粉碎细粉碎皆可），生产能力高，运转可靠。 缺点：机械磨损较大。
2.辊式粉碎机 (对辊粉碎机)
3.齿爪式粉碎机
4.球磨机
5.超微粉碎机 气流粉碎的特点
1）粉碎粒度达到5微米以下，2）粗细粉粒可自动分级，3）可粉碎低熔点和热敏性物料，4）采用自磨原理，不会混入杂质，5）可实现联合作业 筛选目的：清除杂质
杂物：纤维性较长的物质，如麻绳草屑、庄稼秸秆；颗粒状物质，如沙子、泥土块、小石块等；铁磁性物质，如铁钉、螺丝等。
精选设备：碟片式精选机，滚筒精选机，螺旋球度精选机
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培养基的灭菌方法及设备
灭菌：指用物理或化学方法杀灭或除去物料及设备中所有有生命物质的技术或工艺过程。 常用的灭菌方法：
(1) 化学试剂灭菌：常用试剂有甲醛、氯、高锰酸钾、环氧乙烷等；（2）射线灭菌：x -射线、 β-射线、 紫外线；（3）干热灭菌；（4）湿热灭菌；（5）过滤除菌 灭菌分类：分批灭菌（实消）；空罐灭菌（空消）；连续灭菌（空消）；过滤器及管道灭菌
实罐灭菌：将培养基置于发酵罐中用蒸汽加热，达到预定灭菌温度后，维持一定时间，再冷却到发酵温度，然后接种发酵，又称分批灭菌。
实罐灭菌特点：1）无需专门灭菌设备，操作简单，灭菌效果可靠。2）灭菌时间长，降低了发酵罐利用率。 3）培养基部分成分遭到一定程度破坏。
连续灭菌：又称连消，是指培养基连续加热、维持和冷却后进入发酵罐。 培养基连续灭菌法优点：
（1） 提高产量，设备利用率高。
（2）与分批灭菌比较，培养液受热时间短，培养基中营养成分破坏较少。 （3）产品质量较容易控制；蒸汽负荷均衡，操作方便。 （4）降低了劳动强度，适用于自动控制。 培养基热灭菌的动力学
对数残留公式与理论灭菌时间
例：有一发酵罐，内装培养基40m3，在121℃的温度下进行实罐灭菌。设每毫升培养基含有耐热菌的芽孢2×107个，在121 ℃时的灭菌速率常数为0.0287s -1。试求灭菌失败的机率为0.001所需的时间。
上题如果是：在131℃的温度下进行实罐灭菌
真空冷却：物料在一定真空度下蒸发部分水，需要汽化潜热，取自料液本身，因而料液很快被冷却到真空相应的温度。
例题：已知从汽液分离器排除物料量为12000kg/h,其比热容为3.6kJ/（kg.K ）,温度为100℃，要求冷却至65℃，计算真空冷却器的基本尺寸。 解：（1）真空冷却器内产生的二次蒸汽量：
查水蒸气表和二次蒸汽在65℃时的汽化潜热 r ＝2343.4kJ/kg,
S N N k 0ln 1=τ(min)9.23ln 1)(0287.0(001.0)(10810210400
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