生物工程設(shè)備第一章物料的處理與輸送設(shè)備

物料的處理與輸送設(shè)備

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備1.2固體物料的輸送設(shè)備1.3液體物料的輸送設(shè)備1.4細(xì)胞破碎設(shè)備

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備1.1.1固體物料的篩選除雜設(shè)備生物工廠的原料多來源于植物，如植物的塊根、塊莖、秸稈、種子、果實等。這些原料在收獲、貯藏和運輸中，會混入其他雜糧、沙石、碎木、雜草、金屬等各種雜物，這些雜物若不除去不但會降低原料的出品率，還會過度磨損機(jī)器，使機(jī)器發(fā)生故障，嚴(yán)重影響正常的生產(chǎn)，有些雜物甚至?xí)氯艿篮烷y門使生產(chǎn)癱瘓。因此生產(chǎn)原料在生產(chǎn)前往往要進(jìn)行預(yù)處理。

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備1.篩選設(shè)備糧食原料中，以谷物類最多，篩選是谷物等生物質(zhì)原料清理除雜最常用的方法。生物加工過程中的篩選操作都由篩選機(jī)械來完成，常用的篩選機(jī)械是振動篩和圓筒篩。（1）振動篩生物質(zhì)原料加工中應(yīng)用最廣的是帶有風(fēng)力除塵的振動篩，多用于清除谷物中小或輕的雜質(zhì)。振動篩主要由進(jìn)料裝置、篩體、吸風(fēng)除塵裝置和支架等部分組成。如圖1-1所示：

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備圖1-1振動篩的結(jié)構(gòu)1－進(jìn)料斗；2－吊桿；3－篩體；4－篩格；5－自衡振動器；6－彈簧限振器；7－電動機(jī)；8－后吸風(fēng)道；9－沉降室；10－風(fēng)機(jī)；11－風(fēng)門；12－前吸風(fēng)道

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備

篩體是振動篩的主要部件，一般裝有三層篩面。篩體內(nèi)篩面的排列，第一層是接料篩，篩孔最大，篩面較短，采用反面傾斜。篩上物為大雜質(zhì)（如草桿、泥塊等），由大雜收集槽排出，谷物顆粒等穿過篩孔進(jìn)入第二層篩面。第二層是分級篩，篩孔比谷粒稍大，正向傾斜。篩出稍大于谷粒的中級雜質(zhì)，由中雜收集槽排出，谷粒穿過篩孔進(jìn)入第三層篩面。第三層是精選篩，篩孔最小，篩面較長，正向傾斜。谷粒作為篩上物排出，經(jīng)出口吸風(fēng)道吸除輕雜質(zhì)后流出機(jī)外。穿過篩孔的小雜質(zhì)由小雜收集槽排出。

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備篩選機(jī)生產(chǎn)能力計算公式為：

（1-1）式中——篩面有效寬度，m；

——篩面物料厚度，m；

——物料沿篩面運動的平均速度，m/s；

——物料松散系數(shù)；

——物料的密度，kg/m3。

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備（2）圓筒篩圓筒分級篩如圖1-2所示。圓筒傾斜度3o～5o。篩筒直徑與長度比為1∶（4～6），轉(zhuǎn)速約為0.7～1.0m/s。整個篩筒分為幾節(jié)筒篩，布置不同孔徑的篩面，筒篩間用角鋼制成的加強(qiáng)圈連接。圓筒用托輪支撐在機(jī)架上，圓筒以齒輪傳動。需篩分的原料由分設(shè)在下部的兩個螺旋輸送機(jī)分別送出，未篩出的一級谷粒從末端卸出。圓筒分級篩的優(yōu)點是：設(shè)備簡單，傳動方便。缺點是：篩面利用率低，僅為整個篩面的1/5。

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備圖1-2圓筒分級篩

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備2．磁力除鐵器除鐵的目的是將夾雜在谷物中的小鐵塊、鐵釘?shù)冉饘匐s物除去，這些金屬雜物若不清除，隨谷物進(jìn)入粉碎機(jī)，就會損壞機(jī)器。谷物除鐵多采用磁選，讓含有金屬雜質(zhì)的谷物以適宜的流速通過磁鋼的磁場，磁鋼將金屬雜質(zhì)吸留住。磁鋼多采用永久磁體，呈馬蹄形或條形，磁性持久，不耗費電能，維修方便。

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備磁選設(shè)備有永磁溜管和永磁滾筒。（1）永磁溜管永磁溜管是將永久磁鋼裝在溜管上邊的蓋板上，一條溜管上一般設(shè)置2～3個蓋板，為防止同極相斥，兩磁極間應(yīng)用薄木片或紙板襯隔。工作時讓薄而均勻的物料從溜管上端流下，磁性物體被磁鋼吸住。此種裝置結(jié)構(gòu)簡單，但除雜效果較差，還必須定時對磁極面進(jìn)行人工清理。

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備（2）永磁滾筒永磁滾筒主要有進(jìn)料裝置、滾筒、磁芯、機(jī)殼和傳動裝置五部分組成，見圖1-3。磁芯是由永久磁鋼、鐵隔板及鋁制鼓輪組成的170o的半圓芯，固定在中心軸上。滾筒由非導(dǎo)磁材料（磷青銅或不銹鋼）制成，外筒表面噴涂無毒耐磨的聚胺酯涂料，以延長滾筒壽命。工作過程中，磁芯固定不動，電動機(jī)通過渦輪減速器帶動滾筒旋轉(zhuǎn)。機(jī)器下部一端設(shè)有出料斗，連接出料導(dǎo)管，另一側(cè)安裝鐵盒，存放分離出的磁性金屬雜質(zhì)。永磁滾筒除雜效率高，特別適合清除顆粒物料中的磁性雜質(zhì)。

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備圖1-3永磁滾筒的結(jié)構(gòu)1－進(jìn)料口；2－觀察窗；3－滾筒；4－磁芯；5－隔板；6－小麥出口；7－鐵雜質(zhì)收集盒；8－變速機(jī)構(gòu)；9－電動機(jī)；10－機(jī)殼

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備3.精選設(shè)備精選機(jī)工作的主要原理是按照谷物顆粒長度進(jìn)行分級。常用的精選機(jī)有滾筒精選機(jī)和碟片精選機(jī)兩種，都是利用帶有袋孔（窩眼）的工作面來分離雜粒，袋孔中嵌入長度不同的顆粒，以帶升高度不同而分離。（1）碟片式精選機(jī)碟片式精選機(jī)的主要構(gòu)件是一組同軸圓環(huán)狀鑄鐵碟片，在碟片的平面上有許多帶狀凹孔。碟片在糧堆中運動時，短小的顆粒嵌入袋孔，被帶到較高的位置落下，因此只要把收集短粒的斜槽放在適當(dāng)?shù)奈恢?，即可將短粒分開。如圖1-4所示。

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備圖1-4碟片精選機(jī)結(jié)構(gòu)1－進(jìn)料口；2－碟片；3－軸；4－軸承；5－絞龍；6－大鏈輪；7－小鏈輪；8－鏈條；9－隔板；10－孔；11－長粒物料出口；12－淌板

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備碟片式精選機(jī)工作面積大，轉(zhuǎn)速高，產(chǎn)量大，而且可在同一臺機(jī)器上安裝不同袋孔的碟片，同時分離不同品種、規(guī)格的物料。但是碟片上的袋孔易磨損，功率消耗大。（2）滾筒式精選機(jī)滾筒式精選機(jī)的主要工作構(gòu)件是一個內(nèi)表面開有袋孔的旋轉(zhuǎn)圓筒，如圖1-5所示，當(dāng)物料進(jìn)入圓筒，長粒物料在進(jìn)料的壓力和滾筒本身傾斜度的作用下，沿滾筒從另一端流出，短粒物料則嵌入袋孔被帶到較高的位置，落入中央收集槽。從而實現(xiàn)分離精選的目的。

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備圖1-5滾筒精選機(jī)工作示意圖1－篩轉(zhuǎn)圓筒；2－袋孔；3－螺旋輸送機(jī)；4－中央槽

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備1.1.2固體物料的粉碎設(shè)備在生物工廠中，常需要對固體生物質(zhì)原料進(jìn)行粉碎。粉碎就是把大塊固體物料破碎成小物料的操作。固體物料經(jīng)過粉碎后，顆粒度變小，原料的表面積顯著增大，可顯著提高下一工序如蒸煮、浸出、水解和發(fā)酵等的效果和效率。固體物料的粉碎按其受力情況可分為擠壓、沖擊、研磨、剪切和劈裂粉碎。物料在粉碎時，各種粉碎機(jī)械所產(chǎn)生的粉碎作用往往不是單純的一種力，而是幾種力的組合。對于特定的粉碎設(shè)備，可以是以一種作用力為主。

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備固體物料的粉碎，可按粉碎物料和成品的粒度大小分為：1粗碎，原料粒度范圍40～1500mm，成品粒度約5～50mm。2中、細(xì)碎，原料粒度范圍5～50mm，成品粒度約0.1～0.5mm。3微粉碎，原料粒度范圍5～10mm，成品粒度＜100μm。4超微粉碎，原料粒度范圍0.5～5mm，成品粒度＜10～25μm。物料粉碎前后的粒度比稱為粉碎度或粉碎比，表示粉碎操作中物料粒度的變化?？偡鬯槎仁潜硎窘?jīng)過幾道粉碎步驟后的總結(jié)果。

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備對于粉碎機(jī)，應(yīng)符合下述基本要求:粉碎后的物料顆粒大小均勻；操作自動化；易磨損部件易更換；產(chǎn)生極小的粉塵，以減小污染和保障工人的身體健康；單位產(chǎn)量消耗的能量小。1.錘式粉碎機(jī)錘式粉碎機(jī)是一種應(yīng)用廣泛的粉碎機(jī)械，粉碎作用力主要為沖擊力。這種粉碎機(jī)對各種中等硬度的物料和脆性物料，粉碎效果較好，用其他粉碎機(jī)難以粉碎的物料，如帶有一定韌性或軟性纖維較長的物料，它也能粉碎。

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備（1）錘式粉碎機(jī)的構(gòu)造及工作原理錘式粉碎機(jī)（如圖1-6）內(nèi)有一固定的水平軸，在軸的轉(zhuǎn)子上，對稱于軸的位置裝有錘刀。周圍是圓筒形外殼，外殼分兩部分，上部分為棘板，下部為有孔形的篩板。物料從料斗進(jìn)入機(jī)內(nèi)，受到高速旋轉(zhuǎn)錘刀的強(qiáng)大沖擊被擊破，小于篩孔直徑的顆粒，通過篩面落入出料口。錘刀多由耐磨的高碳鋼或錳鋼制成，常見的形式有矩形、帶角矩形和斧形，如圖1-7所示。原料的粉碎是由于錘刀的沖擊作用。

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備圖1-6錘式粉碎機(jī)

1－轉(zhuǎn)子；2－錘刀；3－機(jī)殼

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備圖1-7錘刀的形式1－矩形；2－帶角矩形；3－斧形

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備（2）錘式粉碎機(jī)的生產(chǎn)能力對于圓孔篩，設(shè)一個圓篩孔排出的產(chǎn)品體積為

式中——篩孔直徑，m；

——產(chǎn)品粒度，m；

——排料系數(shù)，一般取0.7。

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備對于方形篩孔，設(shè)一個孔排出的產(chǎn)品體積為

式中——篩孔長度，m；

——篩孔寬度，m。錘刀掃過篩孔時才有產(chǎn)品排出，如果轉(zhuǎn)子上有排錘刀，則轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動一周，錘刀就掃過次。若轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為(r/min)，篩孔總數(shù)為個，則每小時排出的產(chǎn)品量為：

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備2.輥式粉碎機(jī)輥式粉碎機(jī)廣泛應(yīng)用于顆粒狀物料的中碎和細(xì)碎。常用的有兩輥式、四輥式、五輥式和六輥式等。（1）兩輥式粉碎機(jī)兩輥式粉碎機(jī)如圖1-8所示，主要的工作構(gòu)件為兩個直徑相同，相向轉(zhuǎn)動的鋼輥，輥筒表面形狀有表面光滑的、表面有齒的和表面有凸棱或凹槽的。粉碎機(jī)工作時，把放在鋼輥間的物料夾住拖入兩輥之間，物料受到擠壓而破碎。兩個輥子中，一個固定，一個輥筒軸承座可以前后移動，用以調(diào)節(jié)兩輥筒間距，控制粉碎度。

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備圖1-8兩輥式粉碎機(jī)

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備（2）多輥式粉碎機(jī)為了用一臺粉碎機(jī)達(dá)到下一步生產(chǎn)要求的粉碎度，同時提高生產(chǎn)能力，往往使用四輥、五輥、六輥帶篩分的輥式粉碎機(jī)。如圖1-9、1-10、1-11所示。

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備圖1-9四輥式粉碎機(jī)

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備圖1-10五輥式粉碎機(jī)

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備圖1-11六輥式粉碎機(jī)

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備（3）輥式粉碎機(jī)生產(chǎn)能力的計算輥式粉碎機(jī)的理論生產(chǎn)能力可用下式計算：式中——輥筒直徑，m；

——輥筒轉(zhuǎn)速，r/min；——輥筒長度，m；

——兩輥間隙，m；

——物料的密度，kg/m3；——填充系數(shù)，與物料的性質(zhì)及操作均勻度有關(guān)，可在生產(chǎn)實踐中查得。

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備3、濕式粉碎機(jī)為了避免干法粉碎危害工人的身體健康，在某些產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，采用濕法粉碎操作。所使用的機(jī)器稱為濕式粉碎機(jī)。濕式粉碎機(jī)主要包括：輸料裝置、加料器、粉碎裝置和加熱器等，粉碎可采用一級或二級粉碎（兩臺粉碎機(jī)串聯(lián)使用）。砂磨機(jī)是濕法粉碎過程中常用的一種機(jī)器。工業(yè)上用的砂磨機(jī)有盤式砂磨機(jī)、雙軸立式砂磨機(jī)等。圖1-12是德國DRISWERKE公司生產(chǎn)的PM-DCP型砂磨機(jī)，主要由轉(zhuǎn)子、定子、分離裝置、傳動裝置、液壓系統(tǒng)及控制系統(tǒng)組成。

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備圖1-12PM-DCP砂磨機(jī)1－磨罐；2－圓釘；3－轉(zhuǎn)筒

1.1固體物料的處理與粉碎設(shè)備4、超微粉碎和傳統(tǒng)的粉碎技術(shù)相比，超微粉碎技術(shù)的特點是粉碎后的產(chǎn)品粒度微小，通常認(rèn)為＜1μm，表面積劇增，這時產(chǎn)品的分散性、吸附性、溶解性、生物活性、化學(xué)活性等性質(zhì)顯著改變。目前，超微粉碎技術(shù)在化工、礦產(chǎn)、電力等行業(yè)已經(jīng)得到了一定的應(yīng)用，生物質(zhì)原料的生產(chǎn)加工由于在技術(shù)上有許多特殊要求，使用還很有限。但是超微粉碎技術(shù)由于特殊的優(yōu)勢，必將在生物加工中起到越來越重要的作用。返回

1.2固體物料的輸送設(shè)備

1.2.1機(jī)械輸送系統(tǒng)及設(shè)備機(jī)械輸送設(shè)備種類繁多，目前用于輸送固體原料的主要有：帶式輸送機(jī)、斗式提升機(jī)和螺旋輸送機(jī)。1．帶式輸送機(jī)帶式輸送機(jī)是連續(xù)輸送機(jī)中效率最高，使用最普遍的一種機(jī)型。它廣泛地應(yīng)用于食品、釀酒等行業(yè)?？捎脕磔斔蜕⒘Ｎ锲?谷物、麩曲、麥芽等)和塊狀物品(薯類、酒餅、煤等)。按結(jié)構(gòu)不同帶式輸送機(jī)可分為固定式、移動式兩類。工廠中采用固定式帶式輸送機(jī)的較多。

1.2固體物料的輸送設(shè)備

（1）帶式輸送機(jī)的帶式輸送機(jī)的主要構(gòu)件包括輸送帶、鼓輪、張緊裝置、支架和托輥等，帶式輸送機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1-13所示。在帶式輸送機(jī)中，輸送帶既是承載構(gòu)件，又是牽引構(gòu)件，主要有橡膠帶、鋼帶等幾種，其中多層橡膠帶最為普遍。將輸送帶連成環(huán)形，套在兩個鼓輪上，卸料端的鼓輪由電動機(jī)傳動，稱主動輪，另一端的鼓輪為從動輪。由于環(huán)形帶長又重，若只由兩端鼓輪支承而中間懸空，則帶必然下垂，所以須在帶的下面裝若干個托輥。

1.2固體物料的輸送設(shè)備

圖1-13帶式輸送機(jī)1－輸送帶；2－主動輪；3－從動輪；4－托輥；5－加料斗；6－張緊裝置

1.2固體物料的輸送設(shè)備

（2）輸送量的計算帶式輸送機(jī)的輸送能力由下式?jīng)Q定

式中----輸送量，t/h；

----帶上單位長度的負(fù)荷，kg/m；

----帶的運行速度，m/s；

1.2固體物料的輸送設(shè)備

2．斗式提升機(jī)斗式提升機(jī)是將物料連續(xù)地由低處提升到高處的運輸機(jī)械，其所輸送的物料為粉末狀、顆粒狀和塊狀。（1）斗式提升機(jī)的結(jié)構(gòu)斗式提升機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1-14所示。它主要由傳動滾輪、張緊滾輪、環(huán)形牽引帶或鏈、斗、機(jī)殼和裝、卸料裝置等幾部分組成。物料放在斗式提升機(jī)的斗內(nèi)。提升機(jī)運轉(zhuǎn)時，機(jī)帶被帶動，斗漸漸提升到上部，轉(zhuǎn)過上端的滾輪時物料便落入出料槽內(nèi)。

1.2固體物料的輸送設(shè)備

圖1-14斗式提升機(jī)

1－主動輪；2－卸料口；3－料斗；4－輸料帶；5－從動輪；6－進(jìn)料口；7－外殼；8－電動機(jī)

1.2固體物料的輸送設(shè)備

斗式提升機(jī)的料斗有深斗和淺斗兩種。深斗前方邊緣傾斜65o，常用來輸送干燥且容易流動的粒狀和塊狀物料；淺斗傾斜45o。常用于輸送潮濕和流動性不良的物料。深斗和淺斗的選擇取決于物料的性質(zhì)和裝卸的方式。斗式提升機(jī)的裝料方法分掏取式和喂入式兩種，如圖1-15所示。掏取式裝料是從提升機(jī)下部的加料口處，將物料裝進(jìn)底部機(jī)殼里，由運動著的料斗掏取，適用于磨損性小的松散物料，料斗的速度較高。

1.2固體物料的輸送設(shè)備

圖1-15斗式提升機(jī)的裝料方法1－掏取式；2－喂入式

1.2固體物料的輸送設(shè)備

（2）斗式提升機(jī)生產(chǎn)能力計算斗式提升機(jī)的生產(chǎn)能力由下式計算式中——料斗容積，m3；

——料斗間距，m；

——料斗運行速度，m/s；

——物料堆積密度，kg/m3；

——料斗的充填系數(shù)，粉狀及細(xì)粒干燥物料=0.75～0.95，谷物=0.70～0.90。

1.2固體物料的輸送設(shè)備

3．螺旋輸送機(jī)螺旋輸送機(jī)是由一個旋轉(zhuǎn)的螺旋和料槽以及傳動裝置構(gòu)成的，如圖1-16所示。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時，螺旋將物料沿著料槽推動。螺旋由轉(zhuǎn)軸與裝在軸上的葉片所構(gòu)成。根據(jù)葉片的形狀可分為四種：實體式、帶式、成類型和葉片式。在這些螺旋中，實體式是常見的，它構(gòu)造簡單，效率也高，對谷物和松散的物料較為適宜。黏滯性物料宜采用帶式，可壓縮及易滑動的物料宜用葉片式或成類型。

1.2固體物料的輸送設(shè)備

圖1-16螺旋輸送機(jī)示意圖1－皮帶輪；2－螺旋；3－外殼；4－軸承；5－軸

1.2固體物料的輸送設(shè)備

（1）螺旋輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)螺旋的軸由圓鋼或鋼管制成，一般用厚壁鋼管。螺旋大都用薄鋼板沖壓成型，然后互相焊接或鉚接，再焊接在軸上。螺旋的轉(zhuǎn)速一般為50～80r/min。螺旋的螺距有兩種：實體螺旋的螺距等于直徑的O.8倍，帶式螺旋的螺距等于直徑。螺旋與料槽之間的間隙，一般較物料直徑大5～15mm。料槽多用3～6mm厚鋼板制成，槽底為半圓形，槽頂有平蓋。為了搬運、安裝和修理的方便，多用數(shù)節(jié)連成，每節(jié)長約3m。各節(jié)連接處和料槽邊焊有角鋼，這樣既便于安裝又增加剛性。

1.2固體物料的輸送設(shè)備

（2）螺旋輸送機(jī)生產(chǎn)能力計算螺旋輸送機(jī)的生產(chǎn)能力可由下式近似計算式中——螺旋的直徑，m；

——螺距，m；

——螺旋每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)，r/min；

——物料的密度，t/m3。； ——槽的裝滿系數(shù)，=0.125～0.4， ——傾斜系數(shù)。

1.2固體物料的輸送設(shè)備

1.2.2氣流輸送系統(tǒng)及設(shè)備氣流輸送是利用具有一定壓力和速度的氣流在密閉管道中輸送固體物料的一種方法，又稱為風(fēng)力輸送。壓送式氣力輸送裝置，如圖1-17所示。氣流輸送與機(jī)械輸送相比優(yōu)點是：系統(tǒng)密閉，可以避免粉塵和有害氣體對環(huán)境的污染；在輸送過程中，可同時進(jìn)行對輸送物料的加熱、冷卻、混合、粉碎、干燥和分級除塵等操作。氣流輸送的不足之處在于：所需的動力較大，輸送物料的顆粒直徑在30mm以下，對管路和物料的磨損較大。

1.2固體物料的輸送設(shè)備

圖1-17壓送式氣力輸送流程1－空氣粗濾機(jī)；2－鼓風(fēng)機(jī)；3－料斗；4－分離器；5－除塵器

1.2固體物料的輸送設(shè)備

1．氣流輸送系統(tǒng)的組成設(shè)備（1）進(jìn)料裝置①吸嘴吸送式氣力輸送裝置通常采用吸嘴作為供料器。吸嘴有多種不同類型，主要有單筒型、雙筒型、固定型三種。

a、單筒型吸嘴如圖1-18，輸料管口就是單筒型吸嘴，它可以做成直口、喇叭口、斜口和扁口等多種類型。由于結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用較多。其缺點是當(dāng)管口外側(cè)被大量物料堆積封堵時，空氣不能進(jìn)入管道而使操作中斷。

1.2固體物料的輸送設(shè)備

圖1-18半筒型吸嘴的類型

1.2固體物料的輸送設(shè)備

b、雙筒型吸嘴如圖1-19，它由一個與輸料管相通的內(nèi)筒和一個可上下移動的外筒組成。內(nèi)筒用來吸取物料，其直徑與輸料管直徑相同。外筒與內(nèi)筒間的環(huán)隙是二次空氣通道。外筒可上下調(diào)節(jié)，以獲得最佳操作位置。

c、固定型吸嘴如圖1-20，物料通過料斗被吸至輸料管中，由滑板調(diào)節(jié)進(jìn)料量?？諝膺M(jìn)口應(yīng)裝有鐵絲網(wǎng)，防止異物吸入。

1.2固體物料的輸送設(shè)備

圖1-19雙筒喇叭型吸嘴圖1-20固定型吸嘴

1－輸料管；2－滑板；3－料斗；4－空氣進(jìn)口

1.2固體物料的輸送設(shè)備

②旋轉(zhuǎn)加料器旋轉(zhuǎn)加料器廣泛應(yīng)用在中、低壓的壓送式氣力裝置中，或在吸送式氣力裝置中作卸料用。旋轉(zhuǎn)加料器結(jié)構(gòu)如圖1-21所示，主要由圓柱形的殼體及殼體內(nèi)的葉輪組成。葉輪由6～8片葉片組成，由電動機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)。在低轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)速與排料量成正比，當(dāng)達(dá)到最大排料量后，如繼續(xù)提高轉(zhuǎn)速，排料量反而降低。通常圓周速度在O.3～0.6m/s較合適。葉輪與外殼之間的間隙約為0.2～O.5mm，間隙愈小，氣密性愈好。

1.2固體物料的輸送設(shè)備

圖1-21旋轉(zhuǎn)加料器1－外殼；2－葉片；3－入料；4－出料

1.2固體物料的輸送設(shè)備

(2)物料分離裝置物料沿輸料管被送達(dá)目的地后，分離裝置(分離器)將物料從氣流中分離而卸出。常用的分離器有旋風(fēng)分離器和重力式分離器。①旋風(fēng)分離器旋風(fēng)分離器是利用離心力來分離捕集粉粒體的裝置如圖1-22所示。氣、固兩相流經(jīng)入口管，以切線方向進(jìn)入圓筒體后，形成下降的空間螺旋線運動，較大粒子借離心慣性力被甩向器壁而分離下沉，經(jīng)圓錐體，由卸料口排出。

1.2固體物料的輸送設(shè)備

圖1-22普通旋風(fēng)分離器1－入口管；2－排氣管；3－圓筒體；4－空間螺旋線；5－較大粒子；6－圓錐體；7－反螺旋線；8－卸料口

1.2固體物料的輸送設(shè)備

②重力式分離器這類分離器又叫沉降器，有各種結(jié)構(gòu)形式，圖1-23所示是其中的一種。帶有懸浮物料的氣流進(jìn)入分離器后，流速大大降低，物料由于自身的重力而沉降，氣體則由上部排出。這種分離器對大麥、玉米等能百分之百的分離。

1.2固體物料的輸送設(shè)備

圖1-23重力分離器

1.2固體物料的輸送設(shè)備

(3)空氣除塵裝置由于經(jīng)分離器出來的氣流尚含有較多的微細(xì)物料和灰塵，為保護(hù)環(huán)境，回收氣流中有經(jīng)濟(jì)價值的粉末并防止粉末進(jìn)入風(fēng)機(jī)使其磨損。①離心式除塵器離心式除塵器又稱旋風(fēng)分離器如圖1-24所示。含塵空氣沿除塵器外殼的切線方向進(jìn)入圓筒的上部，并在圓筒部分的環(huán)形空間作向下的螺旋運動。離心式除塵器種類較多，有旁路式離心除塵器如圖1-25所示，擴(kuò)散式離心除塵器圖1-26所示等。

1.2固體物料的輸送設(shè)備

圖1-24離心式除塵器1－切向進(jìn)口；2－排氣口；3－卸灰口

1.2固體物料的輸送設(shè)備

圖1-25旁路式離心除塵器1－切向進(jìn)口；2－排氣管；3－旁路分離室；4－卸灰口

1.2固體物料的輸送設(shè)備

圖1-26擴(kuò)散式離心除塵器1－圓柱筒體；2－倒錐筒體；3－反射屏；4－集灰斗

1.2固體物料的輸送設(shè)備

②袋式除塵器袋式除塵器如圖1-27所示，含塵氣流由進(jìn)氣口進(jìn)入，穿過濾袋，粉塵留在濾袋內(nèi)，潔凈空氣通過濾袋由排氣管排出，袋內(nèi)粉塵借振動器振落到下部排出。③濕式除塵器濕式除塵器圖1-28所示是結(jié)構(gòu)較為簡單的一種。含塵氣體進(jìn)入除塵器后，經(jīng)傘形孔板洗滌鼓泡凈化，粉塵則留在水中。這種除塵器要定期更換新水，只適用于含塵量較少的氣體凈化。

1.2固體物料的輸送設(shè)備

圖1-27袋式除塵器圖1-28濕式除法

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1.3液體物料的輸送設(shè)備在生物加工工業(yè)中，由于工藝上的要求，常需要把液體從一個設(shè)備通過管道輸送到另一個設(shè)備中去，這就需要液體輸送機(jī)械。1.3.1泵的分類和特點在生產(chǎn)中，被輸送的液體物理化學(xué)性質(zhì)各異，有的粘稠、有的稀薄、有的有揮發(fā)性、有的有腐蝕性。而且在輸送過程中，根據(jù)工藝要求，各種液體的壓頭、流量又各不相同。因此生產(chǎn)上往往需要各種不同種類、不同性質(zhì)的泵。

1.3液體物料的輸送設(shè)備泵按照工作原理的不同可以分為三大類。

1．葉片式泵葉片式泵又稱動力泵，葉片式泵又可分為離心泵、軸流泵和混流泵，他們的葉輪入流方向皆為軸向，所不同的是葉輪出流方向。離心泵中的液流在離心力的作用下，沿與水泵軸線垂直的徑向平面流出葉輪；軸流泵中的液流在推力的作用下沿軸向流出葉輪；混流泵的葉輪出流方向介于離心泵和軸流泵之間，液流向斜向流出葉輪。

1.3液體物料的輸送設(shè)備

2．容積式泵容積式泵是通過密閉的充滿液體的工作室容積周期性變化，不連續(xù)地給液體施加能量，達(dá)到輸送液體的目的。容積式泵按工作容積變化的方式又可分為往復(fù)泵和回轉(zhuǎn)泵。

3．其他類型泵是指除葉片式泵和容積式泵以外的泵，這些泵的作用原理各異，如：射流泵、水錘泵、氣升泵、螺桿泵。這其中除了螺桿泵是利用螺旋推進(jìn)原理來提高液體的位能外，其他各類泵都是利用工作液體傳遞能量來輸送液體。

1.3液體物料的輸送設(shè)備1.3.2常用泵及泵的選型

1．離心泵（1）離心泵的工作原理：離心泵在開動前，先用被輸送液體灌泵，開動后，葉片間的液體隨葉輪一起旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生離心力。液體從葉輪中心被甩向葉輪外圍，高速流入泵殼，從排出口流入排出管路，葉輪內(nèi)的液體被拋出后，葉輪中心處形成一定的真空。泵的吸入管路一端與葉輪中心處相通，另一端則淹沒在所輸送的液體內(nèi)。在液面大氣壓與泵內(nèi)真空度的壓差的作用下，液體經(jīng)吸入管路進(jìn)入泵內(nèi)，填補被排出的液體的位置，只要葉輪的轉(zhuǎn)動不停離心泵便不斷地吸入和排出液體。

1.3液體物料的輸送設(shè)備（2）離心泵的壓頭：泵傳給每千克液體的能量，叫做泵的壓頭，就是它提升液體的高度、靜壓頭以及在輸送過程中克服的管路阻力這三者之和。（3）泵的揚程與流量：泵的兩個重要參數(shù)是揚程和流量，泵的壓頭又叫揚程。離心泵在單位時間內(nèi)送入管路系統(tǒng)的液體量，即為泵的流量。（4）離心泵的特性曲線：離心泵的性能參數(shù)泵的壓頭，泵的流量，泵的效率和泵的軸功率之間的定量關(guān)系可以用實驗方法測定，其結(jié)果一般都用曲線的形式表示出來，稱為泵的特性曲線。

1.3液體物料的輸送設(shè)備各種型號的泵各有其特殊性曲線，但存在一定的共同點：①流量增大壓頭下降。②功率隨流量的增大而上升，所以離心泵應(yīng)在流量為零時的狀態(tài)下起動。③離心泵在一定轉(zhuǎn)速下有一最高效率點（稱為設(shè)計點），效率開始隨流量增大而上升，達(dá)到最大值，以后流量增大效率便降低。圖1-29是某一型號離心泵的特性曲線示例，它由以下曲線組成：

a，曲線，表示壓頭和流量的關(guān)系；

b，曲線，表示軸功率和流量的關(guān)系；

c，曲線，表示效率和流量的關(guān)系。

1.3液體物料的輸送設(shè)備圖1-294B-20型離心泵的特征曲線

1.3液體物料的輸送設(shè)備（5）離心泵的吸上高度和汽蝕現(xiàn)象：離心泵上吸液體的動力來自葉輪高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的真空。由于一定溫度的液體都有一定的飽和蒸汽壓，葉輪入口處不可能是絕對真空的，上吸高度也就不可能達(dá)到當(dāng)?shù)卮髿鈮合喈?dāng)?shù)囊褐叨?。把液體從液面壓到泵入口的壓強(qiáng)最大也只有（為大氣壓強(qiáng)），上吸最大高度也只有，（為該液體的密度）。若葉輪入口處的絕對壓強(qiáng)比此時液體的飽和蒸汽壓低，液體沸騰，生成大量汽泡。發(fā)生破壞性很大的汽蝕現(xiàn)象。

1.3液體物料的輸送設(shè)備因此泵的允許吸上高度應(yīng)從當(dāng)?shù)卮髿鈮簭?qiáng)所相當(dāng)?shù)囊后w柱高中減去一系列數(shù)值才能保證泵的連續(xù)運轉(zhuǎn)并避免汽蝕。式中——離心泵的允許吸上高度，m；

——大氣的絕對壓強(qiáng)，Pa;

——操作溫度下液體的飽和蒸汽壓，kg/m2；

——液體的密度，kg/m３；

——為避免汽蝕現(xiàn)象而縮減的吸上高度數(shù)值，又稱 汽蝕余量，m；

——液體流入吸入管的壓頭損失，m；

----泵入口處的動壓頭（m），數(shù)值較小，?？珊? 略。

1.3液體物料的輸送設(shè)備（6）離心泵的選擇選擇離心泵時，可根據(jù)所輸送液體的性質(zhì)及操作條件確定所用的類型，再根據(jù)所要求的流量與壓頭確定泵的型號。按流量和壓頭與所要求相適應(yīng)的原則，從中可確定泵的型號。如圖1-30所示為各種BA型離心泵(即懸臂式離心泵)系列特征曲線圖，圖中的扇型表示該泵的高效率區(qū)。根據(jù)系統(tǒng)所需的揚程與流量就可以很方便地在圖上選到合適的離心泵的型號。

1.3液體物料的輸送設(shè)備圖1-30各種BA型離心泵系列特征曲線

1.3液體物料的輸送設(shè)備

2．往復(fù)泵往復(fù)泵屬容積泵，圖1-31為往復(fù)泵的簡圖，泵缸內(nèi)有活塞，以活塞桿與傳動機(jī)構(gòu)相連?；钊诟變?nèi)往復(fù)運動。當(dāng)活塞自左向右移動時，工作室內(nèi)的體積增大，形成低壓。貯液池內(nèi)的液體受大氣壓的作用，被壓進(jìn)吸液管，頂開吸入閥而進(jìn)入閥室和泵缸。這時排出閥被排出管中的液體壓力壓住，處于關(guān)閉狀態(tài)。當(dāng)活塞從右到左移動時，缸內(nèi)液體受擠壓，并將吸入閥關(guān)閉，同時工作室內(nèi)壓強(qiáng)增高，排出閥被推開，液體進(jìn)入排出管而排出。

1.3液體物料的輸送設(shè)備圖1-31往復(fù)泵裝置1－泵體；2－活塞；

3－活塞桿；

4－吸入閥；5－排出閥

1.3液體物料的輸送設(shè)備

往復(fù)泵和離心泵一樣，借助液面上的大氣壓來吸入液體。往復(fù)泵內(nèi)的低壓是靠工作室的擴(kuò)張來造成的，這是與離心泵不同的一點。往復(fù)泵與離心泵另一個不同點是，往復(fù)泵流量固定，流量與壓頭之間并無關(guān)系，因此沒有像離心泵那樣的曲線。往復(fù)泵的流量取決于活塞面積，沖程和沖程數(shù)。它的壓頭原則上可以達(dá)到任意高度，但由于泵體構(gòu)造材料的強(qiáng)度有限，泵內(nèi)的部件有泄漏，往復(fù)泵的壓頭仍然有一定的限度。

1.3液體物料的輸送設(shè)備

3．螺桿泵螺桿泵內(nèi)有一個或一個以上的螺桿，螺桿在有內(nèi)螺旋的殼內(nèi)偏心轉(zhuǎn)動，把液體沿轉(zhuǎn)向推進(jìn)，擠壓到排出口如圖1-32，螺桿泵除單螺桿雙螺桿外，還有三螺桿和五螺桿的。螺桿泵轉(zhuǎn)速大（可達(dá)7000），螺桿長，因而可達(dá)到很高的出口壓強(qiáng)。單螺桿泵的殼室內(nèi)襯有硬橡膠，可以輸送帶有顆粒的懸浮液。輸出壓強(qiáng)在1MPa以內(nèi)，三螺旋泵的輸出壓強(qiáng)可達(dá)10MPa，五螺旋桿輸出壓強(qiáng)低，但流量較大。螺桿泵效率高，無噪音，適用于高壓下輸送黏稠性液體。

1.3液體物料的輸送設(shè)備圖1-32螺桿泵

1.3液體物料的輸送設(shè)備

4．泵的選擇泵在我國屬于定型產(chǎn)品。選泵時首先要了解所輸送物料的性質(zhì)，如輸送條件下的相對密度、黏度、蒸汽壓腐蝕性及毒性。介質(zhì)中所含固體顆粒的直徑和含量，氣體含量的多少，以及操作溫度、操作壓力和流量（正常、最小和最大）。還要了解泵所在位置情況，環(huán)境溫度、海拔高度、裝置平立面要求、揚程（或壓差）等，根據(jù)各種泵的特點選擇合適的泵型，再選擇具體的型號。選擇具體型號時，其流量、揚程、吸上高度都應(yīng)適當(dāng)增加裕量10%～20%。返回

1.4細(xì)胞破碎設(shè)備

1.4.1細(xì)胞壁的組成與結(jié)構(gòu)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)根據(jù)細(xì)胞的種類而異。動物、植物和微生物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)相差很大，而原核細(xì)胞和真核細(xì)胞又有所不同。動物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，只有由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成的細(xì)胞膜，易于破碎。植物和微生物細(xì)胞的細(xì)胞膜外還有一層堅固的細(xì)胞壁，破碎困難，需用較強(qiáng)的破碎方法。

1.4細(xì)胞破碎設(shè)備

1．細(xì)菌細(xì)胞壁的組成與結(jié)構(gòu)細(xì)菌細(xì)胞壁堅韌而略具彈性，包圍在細(xì)胞的周圍，使細(xì)胞具有一定的外形和強(qiáng)度。如圖1-33所示為細(xì)菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)。其中1-33（a）為革蘭氏陰性菌，1-33（b）為革蘭氏陽性菌。革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁主要由肽聚糖層組成，而革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁在肽聚糖層的外側(cè)還有分別由脂蛋白和脂多糖及磷脂構(gòu)成的兩層外壁層。革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁較厚，約為15～50nm，肽聚糖含量占40%～90%。革蘭氏陰性菌的肽聚糖層約1.5～2.0nm，外壁層約8～10nm。

1.4細(xì)胞破碎設(shè)備

圖1-33細(xì)菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)

1.4細(xì)胞破碎設(shè)備

2．酵母菌細(xì)胞壁的組成與結(jié)構(gòu)酵母的細(xì)胞壁由葡聚糖（30%～34%）、甘露聚糖（30%）、蛋白質(zhì)（6%～8%）和脂類（8.5%～13.5%）構(gòu)成。細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)可分為三層，最里層為葡聚糖層，它構(gòu)成了細(xì)胞壁的剛性骨架，使細(xì)胞壁具有一定的形狀。外層是甘露聚糖層。葡聚糖層與甘露聚糖層之間靠蛋白質(zhì)交聯(lián)起來，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。酵母菌細(xì)胞壁厚約1.2μm，但不及革蘭氏陽性菌細(xì)胞壁堅韌。幼齡酵母菌的細(xì)胞壁較薄，有彈性，以后逐漸變厚、變硬。

1.4細(xì)胞破碎設(shè)備

3．霉菌細(xì)胞壁的組成與結(jié)構(gòu)霉菌細(xì)胞壁厚度為100～250nm，主要由多糖組成（80%～90%），其次含有較少的蛋白質(zhì)和脂類。大多數(shù)霉菌的細(xì)胞壁是由幾丁質(zhì)構(gòu)成，其強(qiáng)度比細(xì)菌和酵母菌的細(xì)胞壁有所提高。總之，細(xì)胞壁的組成以及它們之間相互關(guān)聯(lián)程度決定著細(xì)胞壁的形狀和強(qiáng)度，也是決定細(xì)胞破碎難易的主要因素。

1.4細(xì)胞破碎設(shè)備

1.4.2常用破碎方法與設(shè)備細(xì)胞破碎（即破壞細(xì)胞壁和細(xì)胞膜）使胞內(nèi)產(chǎn)物獲得最大程度的釋放。由前面可知，通常細(xì)胞壁較堅韌，而細(xì)胞膜強(qiáng)度較差，易受滲透壓沖擊而破碎，因此破碎的阻力主要來源于細(xì)胞壁。各種微生物的細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和組成不完全相同，主要取決于遺傳和環(huán)境因素，因此，細(xì)胞破碎的難易程度不同。另外，不同的生化物質(zhì)，其穩(wěn)定性亦存在很大差異，在破碎過程中應(yīng)防止其變性或被細(xì)胞內(nèi)存在的酶分解，所以選擇適宜的破碎方法十分重要。

1.4細(xì)胞破碎設(shè)備

細(xì)胞破碎的方法很多，按是否使用外加作用力可分為機(jī)械法、化學(xué)和生物化學(xué)滲透法、物理滲透法等。機(jī)械法有珠磨法、高壓勻漿法、超聲破碎法、X-press法等。化學(xué)和生物化學(xué)滲透法有化學(xué)試劑處理和酶溶兩種方法，破碎速率比機(jī)械法低，效率差，并且化學(xué)或生化試劑的添加形成新的污染，給進(jìn)一步的分離純化帶來麻煩。物理滲透法有滲透壓法、凍結(jié)融化法和干燥法等。常用細(xì)胞破碎方法見表1-1。

1.4細(xì)胞破碎設(shè)備

表1-1常用細(xì)胞破碎方法分類分類原理特點機(jī)械法珠磨法細(xì)胞被玻璃珠或鐵珠搗碎破碎率較高，可較大規(guī)模操作，大分子目的產(chǎn)物易失活，漿液分離困難高壓勻漿法細(xì)胞被攪拌器劈碎破碎率較高，可較大規(guī)模操作，但不適合絲狀菌和革蘭氏陰性菌超聲破碎法用超聲波的空穴作用使細(xì)胞破碎破碎過程升溫劇烈，不適合大規(guī)模操作，對酵母菌效果較差。研磨法細(xì)胞被研磨物磨碎生化法堿處理法堿的皂化作用使細(xì)胞壁溶解調(diào)節(jié)PH值，提高目標(biāo)產(chǎn)物的溶解度酶溶法利用酶的分解作用具有高度專一性，條件溫和，漿液易分離，溶酶價格高，通用性差化學(xué)滲透法改變細(xì)胞膜的滲透性具一定選擇性，漿液易分離，但釋放率較低，通用性差物理法滲透壓法滲透壓的劇烈改變破碎率較低，常與其它方法結(jié)合使用凍結(jié)融化法反復(fù)凍結(jié)融化破碎率較低，不適合對冷凍敏感的產(chǎn)物干燥法改變細(xì)胞膜的滲透性條件變化劇烈，易引起大分子物質(zhì)失活

1.4細(xì)胞破碎設(shè)備

機(jī)械法因高效、價廉、簡單等特點而被廣泛用于工業(yè)中，但敏感性物質(zhì)失活的問題、碎片去除以及雜蛋白太多等問題仍有待解決；物理和化學(xué)滲透法處理條件溫和，有利于目標(biāo)產(chǎn)物的高活力釋放回收，但破碎效率較低，產(chǎn)物釋放速度低、處理時間長，不適用于大規(guī)模細(xì)胞破碎的需要。超聲波破碎法的有效能量利用率極低，操作過程產(chǎn)生大量的熱，因此操作需在冰水或有外部冷卻的容器中進(jìn)行，對冷卻的要求相當(dāng)苛刻，所以不易放大，主要用于實驗室規(guī)模的細(xì)胞破碎。

1.4細(xì)胞破碎設(shè)備

1．珠磨法珠磨法是一種有效的細(xì)胞破碎法，珠磨機(jī)是該法使用的設(shè)備，其結(jié)構(gòu)如圖1-34示。進(jìn)入珠磨機(jī)的細(xì)胞懸浮液在攪拌槳的作用下與微球充分混合，高速轉(zhuǎn)動，微球與微球之間以及微球與細(xì)胞之間互相剪切、碰撞，使細(xì)胞破碎，釋放出內(nèi)含物。在珠液分離器的協(xié)助下，玻璃珠等微球留在破碎室內(nèi)，漿液流出，從而實現(xiàn)連續(xù)操作。破碎中產(chǎn)生的熱量一般采用夾套冷卻的方法帶走。

1.4細(xì)胞破碎設(shè)備

圖1-34珠磨機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖（DynoMil）

1.4細(xì)胞破碎設(shè)備

珠磨法細(xì)胞破碎可采用間歇或連續(xù)操作，設(shè)備的種類也很多，如WAB公司的Dyno-millKD45C型最大攪拌速度為1450r/min，破碎室體積為45ｄm3。珠磨法的細(xì)胞破碎效率隨細(xì)胞種類而異，但均隨攪拌速度和懸浮液停留時間的增大而增大。特別重要的是，對于特定的細(xì)胞，存在適宜的微粒粒徑，使細(xì)胞的破碎率最高。另外，懸浮液中細(xì)菌細(xì)胞濃度在6％～12％、酵母菌細(xì)胞濃度在14％～18％時破碎效果最理想。

1.4細(xì)胞破碎設(shè)備

2．高壓勻漿法高壓勻漿法所用的設(shè)備是高壓勻漿器，它由高壓泵和勻漿閥兩部分組成，結(jié)構(gòu)如圖1-35所示。工作原理是：利用高壓使細(xì)胞懸浮液經(jīng)閥座與閥桿之間的小環(huán)隙中噴出，速度可達(dá)幾百米每秒。這種高速噴出的漿液又射到靜止的碰撞環(huán)上，被迫改變方向從出口管流出。細(xì)胞在這一系列過程中經(jīng)歷了高流速下的剪切、碰撞以及由高壓到常壓的變化，使細(xì)胞產(chǎn)生較大的形變，導(dǎo)致細(xì)胞壁的破壞。

1.4細(xì)胞破碎設(shè)備

圖1-35高壓勻漿閥結(jié)構(gòu)簡圖1－細(xì)胞懸浮液；2－加工后的細(xì)胞勻漿液；3－閥座；4－碰撞環(huán)；5－閥桿

1.4細(xì)胞破碎設(shè)備

細(xì)胞懸浮液經(jīng)過一次高壓勻漿后，常常只有一部分細(xì)胞破碎，不能達(dá)到100%的破碎率。要想達(dá)到要求，需要在收集完破碎液后進(jìn)行第二次、第三次或更多次破碎，也可以將細(xì)胞勻漿進(jìn)行循環(huán)破碎。高壓勻漿法與珠磨法相比，其特點是：操作參數(shù)少，易于確定，適合于大規(guī)模操作；需要配備專門的換熱器進(jìn)行級間冷卻，而且細(xì)胞懸浮液需經(jīng)2～4次循環(huán)處理；不適于易造成堵塞的團(tuán)狀或絲狀真菌、以及含有包含體的基因工程菌，因為包含體質(zhì)地堅硬，易于損傷勻漿閥。生物工程設(shè)備第二章培養(yǎng)基和種子制備設(shè)備

培養(yǎng)基和種子制備設(shè)備

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備2.2培養(yǎng)基的滅菌設(shè)備2.3種子制備設(shè)備2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備2.1.1糖蜜稀釋器糖蜜是糖廠的一種副產(chǎn)物，含有大量的可發(fā)酵性糖，是制造酒精的良好原料。由于原糖蜜的濃度一般都在以上，膠體物質(zhì)和灰分多，產(chǎn)酸細(xì)菌多，酵母不能直接利用，所以在利用糖蜜生產(chǎn)酒精前，需進(jìn)行稀釋、酸化、滅菌和增加營養(yǎng)鹽等處理過程。

1．間歇式稀釋設(shè)備間歇式糖蜜稀釋器通常是一敞口容器，內(nèi)裝有攪拌裝置或用通風(fēng)代替攪拌，使糖蜜與水均勻混合。

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備

2．糖蜜連續(xù)稀釋器（1）水平式糖蜜稀釋器，如圖2-1所示。主體為一筒形水平管，沿管長在管內(nèi)裝有若干隔板和篩板，將其分成若干空段。隔板上的孔上下交錯地配置，以改善糖液流動形式，使糖蜜與水很好地混合。每塊隔板固定在兩根水平桿上，以便清理。該稀釋器沒有攪拌器，節(jié)省動力。該稀釋器同時可進(jìn)行稀釋，加營養(yǎng)鹽等操作。

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備圖2-1水平式糖蜜連續(xù)稀釋器

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備（2）立式糖蜜稀釋器，如圖2-2所示，器身為圓筒形，總高為1.5。器的下部有3個連接管，最下方的2個分別為熱水和糖蜜進(jìn)口。糖蜜和熱水進(jìn)入后流過下邊的一個中心有圓形孔的隔板，與剛進(jìn)入的冷水混合。圓筒部分有7～8塊具有半圓形缺口的隔板交替配置，迫使液體交錯呈湍流運動，使糖蜜和水更好地混合。

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備圖2-2立式糖蜜連續(xù)稀釋器

1－隔板；2－固定桿

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備（3）錯板式連續(xù)稀釋器，該器是在一般的圓形管內(nèi)裝上交錯排列的擋板，擋板傾斜安裝以減少流動阻力。糖蜜和水從稀釋器的上部自上而下以逆流方式流動，經(jīng)過器內(nèi)各擋板的作用，糖蜜反復(fù)改變流向，使糖蜜和水得到均勻的混合。（4）脹縮式糖蜜連續(xù)稀釋器，該器是一個中間幾次突然收縮的中間圓筒。水和糖蜜從器身低端進(jìn)入，糖液在器內(nèi)因器徑的幾次改變使流速隨著發(fā)生多次改變，促進(jìn)了糖液的均勻混合，最后從頂部獲得符合工藝需要的稀釋液。

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備2.1.2淀粉質(zhì)原料的蒸煮糖化設(shè)備淀粉質(zhì)原料中所含的淀粉存在于原料的細(xì)胞之中，受到細(xì)胞壁的保護(hù)，不呈溶解狀態(tài)，不能被糖化劑中的淀粉酶直接作用。淀粉必須先經(jīng)糖化劑中的淀粉酶作用變成可發(fā)酵性糖之后，才能被酵母利用，發(fā)酵而生產(chǎn)酒精。將淀粉質(zhì)原料進(jìn)行蒸煮的目的是：借助蒸煮時的高溫作用，使原料的淀粉細(xì)胞膜和植物組織破裂，其內(nèi)容物流出，成溶解狀態(tài)變成可溶性淀粉，以便糖化劑作用。

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備

1．蒸煮設(shè)備目前，生物工廠采用的連續(xù)蒸煮設(shè)備有罐式、柱式和管式三種形式。（1）蒸煮罐和后熟器蒸煮罐是由圓筒體與球形或碟形封頭焊接而成，粉漿用往復(fù)泵由下端中心進(jìn)料口壓力罐內(nèi)，被加熱蒸汽管噴出的蒸汽迅速加熱到蒸煮溫度，此罐保持壓力為0.3～0.35MPa（表壓）。糊化醪出口管應(yīng)伸入管內(nèi)300～400mm，使罐頂部留有一定的自由空間。在靠近加熱位置的上方有溫度計插口，以測試醪液被加熱的溫度。

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備罐式連續(xù)蒸煮的加熱罐和后熟器，其直徑不宜太大。原因是醪液從罐底中心進(jìn)入后作返混運動，不能保證醪液的先進(jìn)先出，致使時間不均勻，而造成部分醪液蒸煮不透就過早排出，而另有局部醪液過熱而焦化。糊化醪隨著流動，壓力下降，產(chǎn)生二次蒸汽，由最后一個后熟器分離出來。故最后一個后熟器也稱為汽液分離器。分離出的二次蒸汽，可預(yù)熱粉漿。汽液分離器的液位較低，上部需留有足夠的自由空間，以分離二次蒸汽。

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備當(dāng)蒸煮罐和各后熟器采用相同體積時，每個后熟器所需體積計算如下：故式中——包括有加熱蒸汽冷凝水在內(nèi)的糊化醪量，m3/h——蒸煮時間，h——蒸煮罐和后熟器的數(shù)目；

——最后一個后熟器的充滿系數(shù)，約為0.5；

——蒸煮罐和后熟器的體積，m3。

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備（2）加熱器結(jié)構(gòu)如圖2-3，該加熱器是由三層直徑不同的套管組成。粉漿流經(jīng)中層管，高壓加熱蒸汽從內(nèi)、外兩層進(jìn)入，穿過小孔向粉漿液流中噴射。此加熱器汽液接觸均勻，加熱比較全面，在很短時間內(nèi)可使粉漿達(dá)到規(guī)定的蒸煮溫度。加熱管壁上小孔分布區(qū)稱為“有效加熱段”，粉漿在“有效加熱段”停留的時間較短，一般為15～20s。粉漿在此區(qū)域內(nèi)流速不超過0.1m/s為宜，粉漿的初溫一般為70℃左右，加熱蒸汽的壓力為0.5MPa（表壓）。

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備圖2-3加熱器1－冷粉漿；2－蒸汽；3－內(nèi)管；4－中管；5－外管；6－熱粉漿

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備（3）真空冷凝器由汽液分離器排出的糊化醪溫度為100℃左右，黏度大，又含有固形物，需降溫至60℃左右進(jìn)行糖化。許多廠家采用真空冷卻器進(jìn)行糊化醪糖化之前的冷卻過程，如圖2-4所示，真空冷卻器的器身為圓筒錐底，料液以切線進(jìn)入，由于器內(nèi)為真空，醪液產(chǎn)生自蒸發(fā)，產(chǎn)生大量的二次蒸汽，醪液在器內(nèi)旋轉(zhuǎn)被離心甩向周邊沿壁下流，從錐底排醪液口排出。二次蒸汽從器頂進(jìn)入冷凝器被水冷凝，不凝性氣體由真空泵或蒸汽噴射器抽出。

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備圖2-4真空冷卻裝置圖1－真空冷卻器；2－冷凝器；3－噴射器；4－冷水進(jìn)口；5－料液進(jìn)口

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備

2．糖化設(shè)備（1）連續(xù)糖化罐：連續(xù)糖化罐的任務(wù)是把已降溫至60～62℃的糊化醪，與糖化醪液或曲乳（液）混合，將60℃下維持30～45，保持流動狀態(tài)，使淀粉在酶的作用下變成可發(fā)酵性糖。如圖2-5所示，連續(xù)糖化罐是一個圓筒外殼，球形或罐形底的容器。若進(jìn)入的糊化醪未經(jīng)冷卻或冷卻不夠，則糖化罐內(nèi)需設(shè)有冷卻蛇管。為保證醪液在罐內(nèi)達(dá)到一定的糖化時間，應(yīng)保證糖化醪的容量不變，故設(shè)有自動控制液位的裝置。罐內(nèi)裝有攪拌器1～2組，攪拌轉(zhuǎn)數(shù)為45～90r/min。

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備圖2-5連續(xù)糖化罐1－糊化醪進(jìn)管；2－水和液體曲或曲乳或糖化酶進(jìn)入；3－無菌壓縮空氣管；4－人孔；5－溫度計插口；6－殺菌蒸汽進(jìn)口管；7－糖化醪出口管；8－攪拌器

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備糖化罐的體積取決于醪液流量和在罐中的停留時間以及裝滿程度，可按下式計算：

式中——糖化醪液量（包括曲量），m3/h——醪化液在罐內(nèi)停留時間，min——裝填系數(shù)，0.75～0.85。連續(xù)糖化罐的直徑，圓筒部分高和球形底（或罐底）高度之間的比例關(guān)系如下：

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備（2）真空糖化裝置：真空糖化裝置如圖2-6所示，依靠壓力差蒸煮醪液由汽液分離器Ⅰ，與糖化曲液（由計量暫存桶Ⅱ）同時進(jìn)入到蒸發(fā)-糖化器Ⅲ。輸送曲液（糖化醪液稀釋水）到噴射-蒸汽的湍流中是依靠發(fā)生引射的混合效果，使曲液與蒸煮醪充分接觸。在糖化罐內(nèi)蒸煮醪被迅速冷卻。符合糖化的最小體積應(yīng)使糖化醪在真空糖化罐內(nèi)平均停留時間為20（連續(xù)糖化采用40～45或更長時間），然后進(jìn)入三級真空冷卻的第一室。

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備Ⅰ汽液分離器（最后一個后熟器）；Ⅱ糖化曲液計量罐；Ⅲ真空糖化罐，Ⅳ冷凝器；Ⅴ三級真空冷卻器，Ⅵ三級冷凝器Ⅶ糖化醪泵；1、2、8－閥；3、4、5、6、9－控制閥及管；5－測溫管圖2-6真空糖化裝置

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備2.1.3啤酒生產(chǎn)中麥汁的制備設(shè)備

啤酒廠糖化車間是關(guān)系到啤酒產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)鍵車間之一。主要任務(wù)是原料加水糊化、糖化、糖化醪過濾和麥汁煮沸。其主要設(shè)備也是為完成這幾項任務(wù)而設(shè)的。

1．啤酒廠糖化設(shè)備的組合方式（1）四器組合，一般的啤酒廠多采用四器組合，每一個鍋負(fù)責(zé)完成一項任務(wù)，四器為糊化鍋、糖化鍋、過濾槽（或壓濾機(jī)）和麥汁煮沸鍋。四器組合適用于產(chǎn)量較大的工廠。

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備（2）六器組合，為了加大產(chǎn)量，提高設(shè)備利用率，在四器組合的基礎(chǔ)上，增加一只過濾槽和一只麥汁煮沸鍋，變?yōu)榱鹘M合。另一種六器組合方式為兩只糖化—糊化兩用鍋，兩只過濾槽和兩只麥汁煮沸鍋。更便于生產(chǎn)周轉(zhuǎn)。（3）兩器組合，僅由一個糖化鍋兼麥汁過濾槽和糊化鍋兼煮沸鍋組成。這種設(shè)備組合簡單、投資少，適用于小型啤酒廠，近年來興起的“微型扎啤酒坊”都采用兩器組合。

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備

2．糊化鍋糊化鍋是用來加熱煮沸輔助原料和部分麥芽粉醪液，使其淀粉液化和糊化。（1）糊化鍋的構(gòu)造。如圖2-7所示，鍋身為圓柱形，鍋底為弧形或球形，設(shè)有蒸汽夾套。頂蓋中心有直通到室外的升氣管，升氣管的截面積一般為鍋內(nèi)料液面積的1/50～1/30。粉碎后麥芽粉等和熱水由下粉管及進(jìn)水管混勻后送入，借助槳式攪拌器的作用，充分混勻，保證醪液中較重粒子的懸浮。底部夾套的蒸汽進(jìn)口為4個，均勻分布周邊上。最后糊化醪經(jīng)鍋底出口用泵壓送至糖化鍋。2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備圖2-7糊化鍋1－筒形風(fēng)帽；2－升氣管；3－下粉管；4－人孔雙拉門；5－鍋蓋；6－鍋體；7－不凝氣管；8－旋槳式攪拌器；9－出料閥；10－減速箱；11－電機(jī)；12－冷凝水管；13－蒸汽入口；14－污水槽；15－風(fēng)門；16－環(huán)形洗水管

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備

3、糖化鍋啤酒糖化鍋的用途是使麥芽糖與水混合，并保持一定溫度進(jìn)行蛋白質(zhì)分解和淀粉糖化。其結(jié)構(gòu)、外形加工材料都與糊化鍋大致相同，如圖2-8所示。一般糖化鍋體積是糊化鍋的大約兩倍。

4、麥汁煮沸鍋麥汁煮沸鍋又稱煮沸鍋，或稱濃縮鍋，用于麥汁的煮沸和濃縮，把麥汁中多余水分蒸發(fā)掉，使麥汁達(dá)到要求濃度，并加入酒花，浸出酒花中的苦味及芳香物質(zhì)。

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備圖2-8糖化鍋１－人孔單拉門；２－電動機(jī)；３－減速箱；４－出料閥；５－攪拌器；６－鍋身；７－鍋蓋；８－人孔雙拉門；９－下粉筒；10－排汽管；11－筒形風(fēng)帽

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備圖2-9為夾套式圓形煮沸鍋。其結(jié)構(gòu)和糊化鍋相同，因其需要容納包括濾清液在內(nèi)的全部麥汁，體積較大，鍋內(nèi)有攪拌。圖2-10是具有列管式內(nèi)加熱器的圓形麥汁煮沸鍋，為了增加單位容量麥汁的加熱面積，改善麥汁的對流情況，加強(qiáng)煮沸效果，煮沸鍋內(nèi)，另加加熱裝置。也有設(shè)置兩段內(nèi)加熱管的煮沸鍋。中心加熱器，占鍋體積的4％～5％,加熱面積可按工藝要求設(shè)計，每小時蒸發(fā)量可達(dá)10％。

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備圖2-9夾套式圓形煮沸鍋1電動機(jī)；2減速箱；3出料閥；4攪拌裝置；5鍋體；6液量標(biāo)尺；7人孔雙拉門；8鍋蓋；9排氣管；10筒形風(fēng)帽；11人孔單拉門

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備圖2-10有列管式內(nèi)加熱器的煮沸鍋

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備外加熱煮沸系統(tǒng)的優(yōu)點如下：①麥汁溫度可達(dá)106-108℃，可縮短煮沸時間60-70。②由于密閉煮沸，可使麥汁色度降低，提高-苦味酸的異構(gòu)化，提高酒花利用率。③蛋白質(zhì)凝固物分離較好，因而發(fā)酵良好，啤酒過濾性能得到改善。④選擇適當(dāng)管徑和液體流速，可獲得較高的自身清潔程度，每周可只清洗一次，節(jié)省清洗堿液和時間。國內(nèi)常用糊化鍋、糖化鍋、煮沸鍋的技術(shù)參數(shù)見表2-1。

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備表2-1常用糊化鍋、糖化鍋、煮沸鍋技術(shù)參數(shù)形式有效體積/L加熱面積/㎡鍋體直徑×總高/㎜攪拌器轉(zhuǎn)數(shù)/（r/min）電動功率/kW備注圓形夾套加熱槳式攪拌內(nèi)列管加熱器600087001000014000340006.044.2581352￠2300×2980￠3000×3110￠3000×3500￠3200×386￠5400×772730303030-5.55.55.55.5糊化鍋糖化鍋糊化鍋煮沸鍋煮沸鍋煮沸鍋

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備

5、糖化醪過濾槽糖化醪的過濾是啤酒廠獲得澄清麥汁的一個關(guān)鍵設(shè)備。國內(nèi)對糖化醪過濾主要用兩種設(shè)備，即有平底篩的過濾槽和板框過濾機(jī)。圖2-11過濾槽是一常壓過濾設(shè)備，具有圓柱形槽身，弧形頂蓋，平底上有帶濾板的夾層。上半部的形狀與糊化鍋、糖化鍋、煮沸鍋基本相同。過濾槽平底上方8-12處，水平鋪設(shè)過濾篩板。槽中設(shè)有耕糟機(jī)，用以疏松麥糟和排麥糟。一般麥糟層厚為0.3-0.4,過濾面積為每100干麥芽，所需過濾面積為0.5左右。

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備圖2-11過濾槽1－人孔單拉門；2－人孔雙拉門；3－噴水管；4－濾板；5－出槽門；6－變速箱；7－電動機(jī)；8－油壓缸；9－減速箱；10－耕槽裝置；11－槽體；12－槽蓋；13－排氣管；14－筒形風(fēng)帽

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備圖2-12是快速過濾槽，是一種在低真空下操作的新型糖化醪過濾設(shè)備。該過濾槽的器身有圓柱形和長方形的，底部為錐形。在槽身的下部裝有5-7層呈網(wǎng)狀且互相溝通的過濾管，上有條型濾孔，每一層過濾管為一獨立的過濾單元，過濾操作時，先把糖化醪用泵輸送到已用熱水預(yù)熱過的過濾槽中，醪液通過兩個分配器均勻地分布到槽內(nèi)，在濾管上形成濾層。當(dāng)醪液沒過濾管后，開始用泵抽濾。開始流出的麥汁比較渾濁，用泵返回過濾槽，待麥汁清亮透明后，送入麥汁煮沸鍋。

2.1液體培養(yǎng)基的制備設(shè)備圖2-12快速過濾槽結(jié)構(gòu)示意圖1－麥汁醪管；2－麥汁醪泵；3－升氣管；4－麥汁回流泵；5－麥汁受皿；6－到煮沸鍋麥汁管；7－排污水管；8－麥汁泵；9－麥汁濾出管；10－麥糟排送到麥糟槽；11－排麥糟閥門；12－洗水泵；13－水管返回2.2培養(yǎng)基的滅菌設(shè)備液體培養(yǎng)基的滅菌可利用熱量、化學(xué)藥物和電磁波，也可用機(jī)械方法，例如過濾、離心分離、靜電等方法，還有的采用-射線、-射線、紫外線、超聲波、微波等對物料進(jìn)行滅菌。但我國仍采用蒸汽加熱滅菌的較多。工廠中蒸汽容易獲得，這種方法采用高溫短時間滅菌，培養(yǎng)基營養(yǎng)成分的破壞較少，又便于自動化，是一種簡單、廉價、有效的滅菌方法。2.2培養(yǎng)基的滅菌設(shè)備2.2.1培養(yǎng)基的熱滅菌動力學(xué)在一定溫度下，活的微生物雜菌細(xì)胞（包括雜菌芽孢），受熱死亡過程遵照分子反應(yīng)速度理論，與一級化學(xué)反應(yīng)中未反應(yīng)分子的減少速度類似。雜菌是一個復(fù)雜的高分子體系，其受熱死亡是因蛋白質(zhì)高分子物質(zhì)不活潑，結(jié)果導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性，這種反應(yīng)同屬于一級反應(yīng)。

1．對數(shù)殘留公式與理論滅菌時間雜菌在一定溫度下，受熱死亡遵循一級反應(yīng)方程的規(guī)律。2.2培養(yǎng)基的滅菌設(shè)備

活菌的減少率與有下列關(guān)系：

——活菌個數(shù)；

——受熱時間； ——反應(yīng)速度常數(shù)，（s-1），大小與微生物的種類和加熱溫度有關(guān)。將上式積分：

——滅菌時間， ——滅菌開始時，污染的培養(yǎng)基中雜菌個數(shù)，mL； ——經(jīng)滅菌時間后，殘存活菌的個數(shù)，mL2.2培養(yǎng)基的滅菌設(shè)備得：

以上兩式是分別以自然對數(shù)形式和常用對數(shù)形式表示的液體熱滅菌的對數(shù)殘留公式。由上兩式可得理論滅菌時間：2.2培養(yǎng)基的滅菌設(shè)備理論滅菌時間，是指特定滅菌溫度下的滅菌時間，但實際生產(chǎn)中蒸汽加熱滅菌的時間則以工廠的經(jīng)驗數(shù)據(jù)來確定，通常高溫滅菌時間為15～30s，然后根據(jù)生產(chǎn)的類型再在維持罐內(nèi)維持8～25。若要求培養(yǎng)基滅菌后絕對無菌，即，從上面公式可以看出，滅菌時間將等于無窮大，這當(dāng)然是不可能的。根據(jù)實際情況，培養(yǎng)基滅菌后，以培養(yǎng)液中還殘留一定的活菌數(shù)來計算。工程上，通常以，即雜菌污染降低到被處理的每1000罐中，只殘留一個活菌。2.2培養(yǎng)基的滅菌設(shè)備

2．滅菌溫度與菌死亡的反應(yīng)速度常數(shù)的關(guān)系微生物的熱死屬于單分子反應(yīng)，所以滅菌溫度與菌死亡的反應(yīng)速度常數(shù)的關(guān)系可用一級反應(yīng)的公式——阿累尼烏斯方程表示：

取：式中——菌死亡的速度常數(shù)，1/——阿累尼烏斯常數(shù)，1/；

——氣體常數(shù)（1.987×4.187·）圖2-13菌死 亡速度常數(shù)與溫度的關(guān)系

——熱力學(xué)溫度，；

——細(xì)菌孢子的活化能，4.187;——2.7182.2培養(yǎng)基的滅菌設(shè)備溫度與菌死亡速度常數(shù)的關(guān)系，可用圖2-13(細(xì)菌芽孢）作例子說明。在圖中k和1/T之間呈直線關(guān)系。得：這就是加熱滅菌的時間和溫度之間的理論關(guān)系。實際上，濕熱滅菌的時間和溫度還要受培養(yǎng)基的質(zhì)量、雜菌濃度、雜菌種類、培養(yǎng)基的PH等因素的影響。從上式中也可以看出，滅菌時間和溫度與活化能有一定的關(guān)系。2.2培養(yǎng)基的滅菌設(shè)備圖2-13菌死亡速度常數(shù)與溫度的關(guān)系2.2培養(yǎng)基的滅菌設(shè)備

3．活化能活化能是一種能量，是反應(yīng)動力學(xué)中，能促使化學(xué)反應(yīng)的一種能量。在活化能大的反應(yīng)中，反應(yīng)速度隨溫度的變化也大。反之，如果反應(yīng)的活化能非常小，那么，反應(yīng)速度隨溫度的變化也很小。據(jù)測定，細(xì)菌孢子死滅的活化能，大致在4.187×（50～100）KJ/mol的范圍，營養(yǎng)成分中的酶、蛋白質(zhì)或維生素破壞的活化能在4.187×（2～26）KJ/mol。從以上數(shù)值看，細(xì)菌死滅的活化能比培養(yǎng)基中營養(yǎng)成分破壞的活化能大得多。圖2-14表示了溫度與細(xì)菌孢子死亡速度常數(shù)與酶或維生素破壞速度常數(shù)之間的關(guān)系。2.2培養(yǎng)基的滅菌設(shè)備圖2-14溫度對細(xì)菌、孢子、維生素或酶破壞速度常數(shù)的關(guān)系2.2培養(yǎng)基的滅菌設(shè)備采用高溫短時間對培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌，營養(yǎng)成分并不是不破壞，而是高溫短時間可以使雜菌死亡，而營養(yǎng)成分因時間短破壞的較少。從而達(dá)到既滅菌徹底又較多的保持了營養(yǎng)成分的目的。從表2-2的實驗數(shù)據(jù)中可以清楚地說明這個問題。2.2培養(yǎng)基的滅菌設(shè)備表2-2培養(yǎng)基達(dá)到完全滅菌時，滅菌溫度和時間對培養(yǎng)基養(yǎng)分破壞的比較（以維生素B1為準(zhǔn)）滅菌溫度/℃滅菌時間/min營養(yǎng)成分破壞率/%滅菌溫度/℃滅菌時間/min營養(yǎng)成分破壞率/%1101101151204003615499.36750271301451500.50.080.0182﹤12.2培養(yǎng)基的滅菌設(shè)備2.2.2常用滅菌設(shè)備培養(yǎng)基的連續(xù)滅菌有以下優(yōu)點：①提高產(chǎn)量，設(shè)備利用率高。②與分批滅菌比較，培養(yǎng)液受熱時間短，培養(yǎng)基中營養(yǎng)成分破壞較少。③產(chǎn)品質(zhì)量較易控制，蒸汽附和均衡，操作方便。④降低了勞動強(qiáng)度，適用于自動控制。2.2培養(yǎng)基的滅菌設(shè)備

1．連消塔-噴淋冷卻流程及設(shè)備圖2-17連消器圖2-16套管式連消塔圖2-15為連消塔加熱的連續(xù)滅菌流程。待滅菌料液由連消泵送入連消塔底端，料液在此被加熱蒸汽立即加熱到滅菌溫度383～403K,由頂部流出，進(jìn)入維持罐，維持8～25min，后經(jīng)噴淋冷卻器冷卻到生產(chǎn)要求溫度。連消塔構(gòu)造如圖2-16和圖2-17。套管式連消塔內(nèi)物料被加熱到383～403K，培養(yǎng)液在管內(nèi)高溫滅菌的逗留時間為15～20s，流動線速度小于0.1m/s，蒸汽從小孔噴出速度為25～40m/s。2.2培養(yǎng)基的滅菌設(shè)備圖2-15培養(yǎng)液連續(xù)滅菌流程1－料液罐；2－連消泵；3－連消塔；4－維持罐；5－噴淋冷卻器2.2培養(yǎng)基的滅菌設(shè)備圖2-16套管式連消塔圖2-17連消器2.2培養(yǎng)基的滅菌設(shè)備

2、噴射加熱-真空冷卻流程及設(shè)備圖2-18所示為噴射加熱的連續(xù)滅菌流程。培養(yǎng)液在指定的滅菌溫度下逗留的時間由維持段管子的長度來保證。滅過菌的培養(yǎng)基通過一膨脹閥進(jìn)入真空冷卻器而急速冷卻。此流程能保證培養(yǎng)液先進(jìn)先出，避免過熱或滅菌不透現(xiàn)象。圖2-19為噴射加熱示意圖，當(dāng)料液壓經(jīng)漸縮噴嘴，以高速噴出時，將蒸汽由吸入口經(jīng)吸入室進(jìn)入混合噴嘴中混合，混合段較長，有利于汽液混合。2.2培養(yǎng)基的滅菌設(shè)備圖2-18噴射加熱連續(xù)滅菌流程真空冷卻器

急速冷卻

2.2培養(yǎng)基的滅菌設(shè)備圖2-19噴射加熱器示意圖1－噴嘴；2－吸入口；3－吸入室；4－混合噴嘴；5－混合段；6－擴(kuò)大管2.2培養(yǎng)基的滅菌設(shè)備

3、薄板換熱器連續(xù)滅菌流程圖2-20為薄板換熱器連續(xù)滅菌流程。培養(yǎng)液在設(shè)備中同時完成預(yù)熱、加熱滅菌、維持及冷卻過程。利用薄板換熱器進(jìn)行連續(xù)滅菌時，加熱和冷卻培養(yǎng)液所需的時間比使用噴射式連續(xù)滅菌稍長，但滅菌