發(fā)酵第一章生物質原料處理過程與設備

1、發(fā)酵機械與設備發(fā)酵機械與設備n徐徐 明明 芳芳 博博 士士n教教 授授n暨暨 南南 大大 學學 生生 科科 院院n2015-09-11工欲善其事，必先利其器 論語魏靈公 目錄緒論緒論第一篇第一篇 生物質原料處理設備生物質原料處理設備第二篇第二篇 生物反應設備生物反應設備第三篇第三篇 產(chǎn)物分離設備產(chǎn)物分離設備第四篇第四篇 其他設備其他設備第一篇第一篇 生物質原料處理設備生物質原料處理設備n第一章第一章 生物質原料預處理設備生物質原料預處理設備n第二章 生物細胞培養(yǎng)基制備設備第一篇第一篇 生物質原料處理設備生物質原料處理設備第一章第一章 生物質原料處理過程與設備生物質原料處理過程與設備內(nèi)容思考題思

2、考題n生物質原料為什么要進行預處理生物質原料為什么要進行預處理? ?預處理預處理包括哪些內(nèi)容包括哪些內(nèi)容? ?n常用的旋轉式永磁滾筒磁鐵分離器結構常用的旋轉式永磁滾筒磁鐵分離器結構與工作原理；與工作原理；n大麥精選機結構與工作原理是什么大麥精選機結構與工作原理是什么？n振動篩的結構與原理？振動篩的結構與原理？n錘式粉碎機結構、工作原理錘式粉碎機結構、工作原理n輥式粉碎機結構和工作原理輥式粉碎機結構和工作原理n球磨機球磨機結構和工作原理結構和工作原理底物底物生物反應器生物反應器檢測控檢測控制儀表制儀表培養(yǎng)基培養(yǎng)基（滅菌）（滅菌）經(jīng)加工經(jīng)加工原料原料酶酶細胞細胞生物催化劑生物催化劑（游離或固定化）

3、（游離或固定化）機械能機械能除除菌菌空氣空氣產(chǎn)品提取純化產(chǎn)品提取純化副產(chǎn)品副產(chǎn)品產(chǎn)品產(chǎn)品廢物廢物熱能熱能營養(yǎng)物營養(yǎng)物典型工業(yè)生物技術過程典型工業(yè)生物技術過程n培養(yǎng)基制備工藝過程：培養(yǎng)基制備工藝過程： 糊糊 化（蒸煮、酶）化（蒸煮、酶） 糖糖 化（酶法）化（酶法） 滅滅 菌菌 冷冷 卻卻 原料概述原料概述 工業(yè)化大生產(chǎn)所用工業(yè)化大生產(chǎn)所用原料原料主要有主要有兩種兩種： 1.直接使用直接使用淀粉淀粉為原料為原料 (或淀粉的加工品，如各種淀粉糖或淀粉的加工品，如各種淀粉糖) 2. 以以初級糧食為原料初級糧食為原料(淀粉質原料淀粉質原料)， 如大米、玉米、瓜干、苕干、大麥等，需要對如大米、玉米、瓜干、

4、苕干、大麥等，需要對原料原料進行預處理進行預處理 (包括包括篩選、除雜和粉碎篩選、除雜和粉碎)。概概 述述預處理原因預處理原因 是因為原料在收獲是因為原料在收獲貯藏和運輸中貯藏和運輸中會混入各種夾雜物，會混入各種夾雜物，可分為三類：可分為三類：a.纖維性較長物質纖維性較長物質，如麻繩、草屑、莊稼秸稈等；，如麻繩、草屑、莊稼秸稈等；b.顆粒狀顆粒狀，如泥土塊、沙子、小石塊等；，如泥土塊、沙子、小石塊等；c.鐵磁性物質鐵磁性物質，如鐵釘、螺絲等。，如鐵釘、螺絲等。危害：危害：原料出品率降低；影響后面工序的進行，如粉原料出品率降低；影響后面工序的進行，如粉碎時會磨損機械等。碎時會磨損機械等。第一節(jié)第

5、一節(jié) 生物質原料篩選與分級生物質原料篩選與分級1 1、生物質原料篩選與分級設備、生物質原料篩選與分級設備 1.1 1.1 磁力除鐵器磁力除鐵器 23個蓋板，每個蓋板上裝有兩組前后錯開的磁鐵。連續(xù)磁選、拆板清理。AAA - A圖1-1 永磁溜管1. 固體物料的篩選除雜設備固體物料的篩選除雜設備1.1.磁鐵分離器結構磁鐵分離器結構a.a.結構結構 平板式磁鐵分離器平板式磁鐵分離器 旋轉式磁鐵分離器旋轉式磁鐵分離器b.b.原理原理： 用磁鐵分離器用磁鐵分離器除鐵時，只要原料成除鐵時，只要原料成薄層通過分離器，薄層通過分離器，鐵鐵塊便被吸住而除去塊便被吸住而除去，物料則繼續(xù)自由通過。物料則繼續(xù)自由通過

6、。 平平 板板 式式旋旋 轉轉 式式(2)2)永磁滾筒永磁滾筒永磁滾筒永磁滾筒磁芯，由和鐵隔板按一定順序排列成170的圓弧形， 安裝在固定的軸上。磁芯一般固定不動。 68910712345圖1-2 永磁滾筒的結構進料斗 2-觀察窗 3-滾筒 4-磁芯 5-隔板 6-小麥出口 7-鐵雜質收集盒 8-變速機構 9-電動機 10-機殼RCYG永磁傳動滾筒永磁傳動滾筒磁力除鐵器工作原理磁力除鐵器工作原理n平板式磁鐵分離器：平板式磁鐵分離器： 由若干塊磁鐵排成一排，鑲在木槽中，磁極露在物料通過的傾由若干塊磁鐵排成一排，鑲在木槽中，磁極露在物料通過的傾斜平面上。斜平面上。 由半圓形磁鐵鐵芯與旋轉滾筒組成。

7、由半圓形磁鐵鐵芯與旋轉滾筒組成。n（1）固定形磁鋼裝置）固定形磁鋼裝置 將永久磁鋼根據(jù)需要的數(shù)量組合起來，將永久磁鋼根據(jù)需要的數(shù)量組合起來，分散或集中裝置在谷粒經(jīng)過的加料斜槽或加工設備之前。分散或集中裝置在谷粒經(jīng)過的加料斜槽或加工設備之前。n（2）永磁滾筒）永磁滾筒 由上體機由上體機1，磁鐵滾筒，磁鐵滾筒2，下機體，下機體3，渦輪減，渦輪減速器速器4和電機和電機5等組成。等組成。n 物料經(jīng)壓力門形成均勻的料層，落到磁鐵滾筒上，谷物隨滾物料經(jīng)壓力門形成均勻的料層，落到磁鐵滾筒上，谷物隨滾筒轉動而下落，從出料口排出，其中筒轉動而下落，從出料口排出，其中，并被外筒上的撥齒帶著隨外筒一同轉，并被外筒上

8、的撥齒帶著隨外筒一同轉動至磁場作用區(qū)外，自動落入鐵盒內(nèi)。動至磁場作用區(qū)外，自動落入鐵盒內(nèi)。1.2大麥的精選及分級設備大麥的精選及分級設備n大麥發(fā)芽之前要精選，主要是去除圓形雜粒，特別是斷裂的半粒大麥和草大麥發(fā)芽之前要精選，主要是去除圓形雜粒，特別是斷裂的半粒大麥和草籽籽。n大麥精選機（動畫）大麥精選機（動畫）分級設備分級設備-精選機精選機（1）碟片式精選機）碟片式精選機精選機適用于顆粒狀物料顆粒狀物料，按顆粒長度分級顆粒長度分級。：。1 1、大麥精選機、大麥精選機原理：利用雜粒與大原理：利用雜粒與大麥長度不同的特點麥長度不同的特點進行分離進行分離大麥的精選及分級設備大麥的精選及分級設備 （1）

9、碟片式精選機1234 圖1-4 碟片的工作情況1-碟片 2-葉片 3-短粒出口 4-盛物槽312456712111098 圖1-5 碟片精選機結構 1-進料口 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-淌板表1-1 碟片精選機的技術特性 型 號項 目FTT2527FTT2523碟片直徑，mm630630碟片數(shù)目2723碟片轉速：除芥麥除燕麥5560707555607075傳動輪轉速， r/min17517.5所需功率，kW1.91.5外形尺寸，mm22008728531900872853(2(2）滾筒式精選機）滾筒式精

10、選機 1234短粒長粒圖1-6 滾筒精選機工作示意圖5滾筒式精選機滾筒式精選機表1-2 滾筒精選機技術特性技術特性從大麥中除芥麥時生產(chǎn)能力，從大麥中除芥麥時生產(chǎn)能力，kg/h10003000功率，kW0.30.55圓筒直徑，mm600600圓筒長度，mm22002000 筒轉速，r/min1345 軸轉速，r/min50120尺寸：長，mm8302853寬，mm640640重量，kg300350此外低速滾筒精選機的安裝應與水平線成510角，顆粒原料向出口運動速度約為0.030.05m/s，平均生產(chǎn)率為100140kg/hm2（袋孔面積）。而高速滾筒精選機可接近水平安裝，其生產(chǎn)率可達500kg/

11、hm2。 5XFZ-10B復式精選機復式精選機技術含量高： 集風選，篩選（分級），比重選等功能為一體，電磁調(diào)速無級控制比重臺頻率，成品凈度好，質量高。綜合性能局國內(nèi)領先水平。大生產(chǎn)率：加工速度快，周期短，效率高。提別適合收購加工戶，炒貨企業(yè)以及種子企業(yè)等使用。適應性廣：該機對多種作物以及所有顆粒狀物料有良好的清選作用。綠色環(huán)保：設有螺旋除塵系統(tǒng)，能將粉塵，輕雜質等沉降后集中排放，無污染。 1.3 1.3 篩選分級設備篩選分級設備 固體物料的篩選分級設備固體物料的篩選分級設備1 1（動畫）（動畫）提交百度一下 大麥粗選設備大麥粗選設備振動篩振動篩小麥小雜質小麥進口123456789101112

12、圖1-3 振動篩的結構1-進料斗； 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； 8-后吸風道；9-沉降室；10-風機；11-風門；12-前吸風道DZSF電動振動篩電動振動篩旋振篩旋振篩 /三次元振動篩分過濾三次元振動篩分過濾機作用與原理機作用與原理:n三次元振動篩分過濾機/旋振篩的動力源是振振動電機，振動電機轉軸上下端安裝有重錘（不平動電機，振動電機轉軸上下端安裝有重錘（不平衡重錘）衡重錘）n通過振動電機的旋轉運動在通過振動電機的旋轉運動在不平衡重錘作用不平衡重錘作用下轉下轉變?yōu)樽優(yōu)樗健⒋怪?、傾斜的三維運動水平、垂直、傾斜的三維運動即三次元運動，即三次元運動

13、，旋振篩利用振動電機三維運動，通過旋振篩的彈簧和振動體把三維運動傳遞給振動篩網(wǎng)面振動篩網(wǎng)面。n通過改變振動電機上下重錘的相位角改變振動電機上下重錘的相位角來實現(xiàn)物料在篩面上的運動軌跡，以此達到篩分、去雜、過濾的目的。 超超Sweco圓形篩分機 旋振篩旋振篩 ，kg/h B：篩寬，m ； q:單位篩寬流量，kg/(m.h)近似計算： ，kg/hkg/m3 GBq03600cpGB hV(2(2）滾筒式精選機）滾筒式精選機 1234短粒長粒圖1-6 滾筒精選機工作示意圖5滾筒式精選機滾筒式精選機表1-2 滾筒精選機技術特性技術特性從大麥中除芥麥時生產(chǎn)能力，從大麥中除芥麥時生產(chǎn)能力，kg/h1000

14、3000功率，kW0.30.55圓筒直徑，mm600600圓筒長度，mm22002000 筒轉速，r/min1345 軸轉速，r/min50120尺寸：長，mm8302853寬，mm640640重量，kg300350此外低速滾筒精選機的安裝應與水平線成510角，顆粒原料向出口運動速度約為0.030.05m/s，平均生產(chǎn)率為100140kg/hm2（袋孔面積）。而高速滾筒精選機可接近水平安裝，其生產(chǎn)率可達500kg/hm2。 5XFZ-10B復式精選機復式精選機技術含量高： 集風選，篩選（分級），比重選等功能為一體，電磁調(diào)速無級控制比重臺頻率，成品凈度好，質量高。綜合性能局國內(nèi)領先水平。大生產(chǎn)率

15、：加工速度快，周期短，效率高。提別適合收購加工戶，炒貨企業(yè)以及種子企業(yè)等使用。適應性廣：該機對多種作物以及所有顆粒狀物料有良好的清選作用。綠色環(huán)保：設有螺旋除塵系統(tǒng)，能將粉塵，輕雜質等沉降后集中排放，無污染。進料飼料大麥級大麥級大麥圖1-4 圓筒分級篩作者 Admin 瀏覽 滾筒篩分機的主體結構滾筒篩分機的主體結構是篩分筒，它是由若干個是篩分筒，它是由若干個圓型狀篩網(wǎng)組成圓型狀篩網(wǎng)組成，整體與地平面成，整體與地平面成傾斜狀態(tài)，外部被密封隔離罩所密封，以防止污染環(huán)境。傾斜狀態(tài)，外部被密封隔離罩所密封，以防止污染環(huán)境。滾筒篩分機通過變速減速系統(tǒng)使篩分筒在一定轉速下旋轉，物料自上而下通過篩分滾筒篩分

16、機通過變速減速系統(tǒng)使篩分筒在一定轉速下旋轉，物料自上而下通過篩分筒得到分離，筒得到分離，細料細料從篩分筒前端下部排出，從篩分筒前端下部排出，粗料粗料從篩分筒下端尾部排出。從篩分筒下端尾部排出。第二節(jié) 生物質原料的粉碎粉碎生物質原料的粉碎生物質原料的粉碎：n機械粉碎機械粉碎的5種形式（5種粉碎力）：: 粗碎粗碎. . 原料粒度401500mm，成品粒度成品粒度5 550mm50mm 中細碎中細碎.原料粒度550mm，成品粒度成品粒度0.10.15mm5mm 微粉碎微粉碎. .原料粒度510mm，成品粒度成品粒度100m100m 超微粉碎超微粉碎. .原料粒度0.55mm，成品粒度1025mn粉碎

17、比（粉碎度），粉碎比（粉碎度），粉碎前后的粒度比。 。12dxd錘式粉碎機錘式粉碎機（2 2）盤磨機）盤磨機 盤磨機盤磨機（3 3）球磨機）球磨機 32Dn 球磨機球磨機（4）濕法粉碎設備）濕法粉碎設備輥式粉碎機輥式粉碎機d.d.六輥式粉碎機六輥式粉碎機 n輥式粉碎機生產(chǎn)能力輥式粉碎機生產(chǎn)能力及功率計算及功率計算粉碎視頻粉碎視頻nhttp:/ Q=120DnLb 超微粉碎機械超微粉碎機械JTM-系列膠體磨系列膠體磨 超微粉碎應用:n提升珍珠價值n納諾卡（碳酸鈣咀嚼片） 剪切面輸送循環(huán)流擴散循環(huán)流剪斷面圖1-25 混合器內(nèi)混合機理(a)(b)2 2、混合設備、混合設備（1 1）. .雙錐型立方體

18、型V型傾斜圓筒型水平圓筒型圖1-26 回轉型混合機的型式SYH系列三維運動混合機 (c)_ZX型雙錐高效混合機雙錐高效混合機 n(d)V(d)V型混合機型混合機 GHJ-V系列高效混合機混合機2.2.固定型混合機固定型混合機 。圖1-27 攪拌槽式混合機加料口圓板上錐形板出料擋板出料口下部圓板粒子混合區(qū)加料口加料口圖1-29 回轉原板式混合機CH-系列雙漿槽式系列雙漿槽式混合機混合機 CH-系列單漿槽式系列單漿槽式混合機混合機 ：圖1-28 錐型混合機底座排出口攪拌葉排出閥快開螺栓混合室圖1-30 流動型混合機皮帶加料蓋 夾套 電機DSH型懸臂非對稱雙螺旋錐形混合機 DSH懸臂雙螺旋錐形混合機A型和B型 nhttp:/ 參考書參考書陳洪章，生物過程工程與設備，化學工業(yè)出版社，2004；梁世中，生物工程設備，中國輕工業(yè)出版社，2002 張元興，許學書，生物反應器工程，華東理工大學出版社，2001；俞俊棠，唐孝宣，生物工藝學，華東理工出版社，1999；山根桓夫，生化反應工程著，中國化學工業(yè)出版社，2006 Kamm. Status Quo and Future Direction. Biorefineries - Industrial Processes and Products. John Wiley