生物工程设备：发酵设备-绪论.ppt

3、自动化程度越来越高：由手动及人工看罐，发展到温度、搅拌、风量、风压、pH、溶氧、消泡、补料全部可以进行自控，应用微机管理。4、设备制造趋于标准化：由自行设计、加工发展到厂家可提供标准图纸及可订购加工。5、工艺流程更简单化：设备的整合使得单元操作合并，缩短了工艺流程；先进设备的应用，完全改变了原有复杂的工艺流程。如：L-乳酸发酵后提取工艺流程：发酵液中和过滤浓缩结晶过滤酸解过滤离交浓缩脱色高真空蒸馏L-乳酸改进后提取工艺流程：发酵液粗过滤微滤超滤纳滤分子蒸馏L-乳酸******************生物工程设备学时：32学时绪论一研究对象及内容对象：在生物工程工厂中广泛应用，与生产工艺紧密结合的生产设备。内容：各类设备的工作原理、构造、适用对象、特点及设计、计算。依托的基础知识：化工原理、物理化学、微生物学、生物化学、高等数学等。二授课顺序以味精生产为例：大米除杂浸泡粉碎调浆双酶法液化、糖化配料连消进罐发酵过滤等电点结晶过滤中和脱色浓缩结晶干燥包装从工艺流程中，可以得到该课程学习顺序：1、原料前处理设备：如除杂、粉碎、培养基制备（灭菌、液化、糖化）；2、生物反应器：种子罐、发酵罐；3、后处理设备：过滤、浓缩、干燥、结晶、蒸馏、离交、脱色、萃取等；4、辅助生产设备：无菌空气系统、冷冻系统、水处理系统、蒸汽系统；三发酵设备分类1、专业设备：仅用于本专业的设备，如：生物反应器（发酵罐、种子罐）、液化、糖化设备、连消设备；2、通用设备：除在本专业使用外，在其他工业上也广泛使用，如：泵、风机、粉碎机、管件、阀门、过滤器、换热设备。3、非标准设备：按实际工艺定做的，无统一标准的容器，如：储罐、计量罐等；四生物工程及其设备的发展生物工程的发展促进了生物工程设备的发展。反之，设备的发展同样影响着生物工程工业化的发展。1、传统天然发酵阶段：十八世纪前，全世界已有许多的发酵产品。如：啤酒、白酒、葡萄酒、酱油、醋、豆腐乳、干酪、酸乳。没有酿造的理论，也不知道是微生物的作用，全凭经验。2、纯培养阶段：1675年，虎克观察到微生物；200年后，巴斯德证明了酵母的酒精发酵；柯赫建立了纯培养技术；布赫纳证明了酒精发酵是由一系列的酶催化的化学反应。发酵工业进入纯培养阶段。开始了以酒精、丙酮丁醇、甘油、啤酒为代表的纯种厌氧液体发酵。3、好氧发酵阶段：1940年，青霉素在二次大战中成功进行了大规模生产，使发酵工业由厌氧发酵开始进入到以有机酸、维生素发酵为主要产品的好氧发酵阶段。为了提高溶氧、降低生产成本，使得发酵罐向多方位发展，相继出现了机械搅拌罐、气升式发酵罐、自吸式发酵罐等。4、代谢控制发酵阶段二十世纪五十年代，日本建立了代谢控制发酵技术，出现了以谷氨酸、赖氨酸为代表的氨基酸发酵和以肌苷酸、鸟苷酸为主的核酸发酵。产物抑制和底物抑制理论的出现，使得发酵工业出现流加技术和发酵提取耦合技术，相应出现了谷氨酸、赖氨酸的流加设备和酒精、L-乳酸的发酵、提取耦合设备。5、基因工程阶段1979年，建立起基因操作技术，使发酵工业进入到基因工程阶段，并兴起了动植物细胞培养技术及其工业化的发展。代表产品有胰岛素、干扰素的生产。在设备上出现了动植物细胞培养反应器，以满足动植物细胞对氧的需求及对剪切力的敏感。五