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《發酵設備及工廠設計》期末復習要點

發布日期:2017-10-28

時間:2016-02-01 20:01:08

一、發酵設備
1、實罐滅菌 P4 P5 P7 定義 大罐攪拌軸功率配置注意點 操作過程 判斷標準 升溫階段滅菌效應 滅菌過程熱量計算例1-3
A.實罐滅菌:
   將培養基配置在發酵罐里,用飽和蒸汽直接加熱,以達到預定滅菌溫度并保溫維持一段時間,然后再冷卻到發酵溫度,這種滅菌過程稱作培養基實罐滅菌或稱培養基分批滅菌(實消)。
B.大罐攪拌軸功率配置注意點
一般發酵罐上的電機在無特殊要求時,都是按發酵罐通空氣狀態下的軸功率配置的,這類發酵罐若采用實罐滅菌工藝很好的辦法是采用變頻調速電機,這樣可以既保證實罐滅菌時物料需攪拌的要求,也能保證正常發酵過程攪拌功率的要求。
C.操作過程:Ⅰ—間接加熱階段,培養基由室溫加熱至80-90℃;Ⅱ—直接蒸汽加熱階段,培養基由80-90 121℃;
           Ⅲ—保溫階段,121℃;Ⅳ—冷卻階段,121℃ 培養溫度 (見P5 圖1-1、1-2)               
    ①把配制好的培養基泵入發酵罐內,密閉發酵罐后,開動攪拌。
    ②稍開閥門15和9,引入蒸汽進夾套預熱培養基至75~90℃,保持夾套壓強表的表壓50~100kPa.
    ③培養基預熱到75~90℃后,開閥門1和4,排盡蒸汽管道中的冷凝水后,再開閥門2,從空氣管道引入蒸汽進發酵罐。關閥門15,并停止攪拌。
    ④開閥門5,稍開閥門7,排盡蒸汽管道里的冷凝水后,開閥門6,從取樣管道引入蒸汽進發酵罐。
    ⑤開閥門13,稍開閥門11,排盡蒸汽管道里的冷凝水后,開閥門10,由出料管引入蒸汽進發酵罐。
    ⑥分別稍開閥門16、17、18,排出活蒸汽,調節進汽閥門和排汽閥門的開度使灌壓保持在表壓105kPa,溫度恒定在121℃,維持20~25min。
    ⑦完成保溫時間后,關一路排汽,再關一路進汽,最后三路排汽與三路進汽全部關閉。
    ⑧開閥門3和2引入無菌空氣。
⑨開閥門8,關閥門9,開閥門14,夾套引入冷卻水,開攪拌,冷卻降溫到發酵工藝要求的溫度。
注意點:凡與培養基接觸的管道都要進整齊,凡不與培養基接觸的管道都要排氣
D.質量評判標準:
    培養基滅菌后達到無菌要求;營養成分破壞少;培養基滅菌后體積與進料體積相符;泡沫少。
E.升溫階段滅菌效應
實罐滅菌的發酵罐體積較大(60-100m3),這樣培養基的加熱升溫階段時間較長,為了不使培養基受熱時間長,營養成分破壞過多,應該考慮加熱升溫階段的滅菌效應。反之,發酵罐體積在40m3 以下可以不考慮。
F.*實罐滅菌傳熱及操作時間的計算:
  1.升溫階段傳熱及(ji)操作時間的計算

  • 間接加熱傳熱及操作時間的計算
   ;  加熱蒸(zheng)汽用量     (Q'熱損(sun)失為加熱蒸汽(qi)用量的5%-15%)   
G:培(pei)養(yang)基重(zhong)量(liang)(kg)          C:培(pei)養(yang)基比熱(re)(kJ/kg· ℃ or kcal/kg℃ )       S:蒸汽耗量(liang)(kg)     
i:蒸汽的熱(re)熱(re)焓量(liang)( kJ/kg or kcal/kg )     r:蒸汽的汽化潛熱(re)( kJ/kg or kcal/kg )  
t1:開始加熱時培養基的溫度(℃)
t2:加熱結束時培養基的溫(wen)度(du)(℃)
加熱時間的(de)計(ji)算   
τ:加熱所需的時間(h)         K:加熱過程中的平均傳(chuan)熱系數( kJ/m2·;h·℃ or kcal/m2·h·℃ )
F:夾套(tao)或盤管的傳熱面積(m2)   tS:加熱蒸汽溫度(℃)
  1. 直接蒸汽加熱傳熱及操作時間的計算
     加熱蒸(zheng)汽用量(liang)       (Q'熱損(sun)失為5%-15%)
     加(jia)熱時間(jian)的計算   
d1、d2、d3:分(fen)別為各進氣管直徑(m)   ν:加熱蒸汽比容(m3/kg)   ωS:蒸汽在管內(nei)的(de)流速(m/s)
 
   2.保溫階段傳熱及操(cao)作時間的計算
加熱蒸汽用(yong)量(liang)    
F:蒸汽排出(chu)口的(de)總(zong)面積(cm2)  τ:蒸汽排出(chu)的(de)時間(min)    P:罐(guan)內蒸汽的(de)絕對壓力(kg/m·s2) 
  ν:加熱蒸汽(qi)比容(rong)(m3/kg)
   加熱蒸汽用量(liang)(根據(ju)經(jing)驗估算(suan))    S=(30%~50%)·S(直接(jie)加熱蒸汽用量(liang))
        小于(yu)(yu)5m3發酵罐(guan)(guan)取50%,大于(yu)(yu)5m3發酵罐(guan)(guan)可取30%左右
   保溫時間的(de)計算    
 
   3.冷(leng)卻階段傳(chuan)熱及操作時間的計(ji)算
   冷卻時間(jian)的計算               ; 
τ:冷(leng)卻所需(xu)時間(h)         W: 冷(leng)卻水(shui)的流(liu)量(kg/h)        C1:培養基比熱( kJ/kg℃ or kcal/kg℃ )
C2:冷(leng)卻(que)水(shui)比熱(re)(kcal/kg℃ or kJ/kg℃)   t1S:培養基開始冷(leng)卻(que)時的溫度(℃)    
t1f:培養(yang)(yang)(yang)基冷(leng)(leng)卻(que)結束時的溫(wen)(wen)度(du)(℃)        t2S:冷(leng)(leng)卻(que)水進口(kou)溫(wen)(wen)度(du)(℃)   t1:培養(yang)(yang)(yang)基冷(leng)(leng)卻(que)過程(cheng)中的任一溫(wen)(wen)度(du)(℃)      t2:培養(yang)(yang)(yang)基在t1溫(wen)(wen)度(du)時冷(leng)(leng)卻(que)水的出口(kou)溫(wen)(wen)度(du)(℃)
 
  • 連續滅菌  P10 P16 優點  流程設備 噴射加熱器工作原理 維持管操作特點 冷卻設備類型
A.培養基(ji)的(de)連續滅菌有以下優點:
   (1) 采用(yong)高溫、快速滅菌,物料受熱時(shi)間短(duan)、營(ying)養(yang)成分破壞少(shao),培(pei)養(yang)基(ji)連消后質量好,發(fa)酵(jiao)(jiao)單位高(2)滅菌時(shi)間短(duan),發(fa)酵(jiao)(jiao)罐(guan)的(de)利用(yong)率高(3)蒸汽負荷均衡(heng),鍋(guo)爐利用(yong)高(4)適用(yong)于自動控制(5)減低勞動強度 
(連消飽和蒸汽(qi)壓(ya)強要求:≥0.5MPa)            
B.流程設備
培養(yang)基(ji)連續(xu)滅菌系(xi)統設(she)備由(you)配料(liao)(liao)罐(guan)(池(chi))、送料(liao)(liao)泵、預(yu)熱(re)罐(guan)、連消泵、加熱(re)器、維持(chi)罐(guan)和冷(leng)卻(que)器7個(ge)關鍵設(she)備組成(見P10 圖1-3)
    流程:原材料在配(pei)料罐內(nei)配(pei)制成液(ye)體(ti)培養(yang)基(ji),經(jing)送(song)料泵(beng)至預熱(re)(re)罐。在預熱(re)(re)罐內(nei)蛇管把(ba)培養(yang)基(ji)加熱(re)(re)至75~90℃后(hou),由(you)連(lian)消泵(beng)連(lian)續打入(ru)加熱(re)(re)器(qi)內(nei),要求在20~30s或更短的時間內(nei)將培養(yang)基(ji)加熱(re)(re)至130~140℃。維持設(she)備(bei)起保溫(wen)滅菌的作用,使加熱(re)(re)后(hou)的培養(yang)基(ji)在維持設(she)備(bei)中保溫(wen)停留(liu)一段時間,以(yi)達到(dao)滅菌的目(mu)的。培養(yang)基(ji)在完成滅菌后(hou),要求快速冷(leng)卻到(dao)發酵工(gong)藝(yi)規定(ding)的溫(wen)度。
C.噴(pen)射(she)加熱器工作原理
當被加(jia)(jia)(jia)熱(re)物(wu)(wu)料(liao)(liao)(liao)通過噴射(she)式混(hun)合(he)加(jia)(jia)(jia)熱(re)器(qi)的(de)噴嘴時,壓力降低,流速增加(jia)(jia)(jia),在噴嘴的(de)出口處形成低壓區,蒸汽在此區域進入加(jia)(jia)(jia)熱(re)器(qi)內(nei),與(yu)被加(jia)(jia)(jia)熱(re)物(wu)(wu)料(liao)(liao)(liao)進行(xing)混(hun)合(he),蒸汽在物(wu)(wu)料(liao)(liao)(liao)中凝結放熱(re),汽、水之間進行(xing)能(neng)量、動量和(he)質量的(de)交換,然后進入混(hun)合(he)室(shi)進一步(bu)均勻混(hun)合(he),最(zui)后進入擴壓室(shi)使物(wu)(wu)料(liao)(liao)(liao)的(de)流速降低,壓力升高,完成加(jia)(jia)(jia)熱(re)物(wu)(wu)料(liao)(liao)(liao)的(de)過程。
D.維持管(guan)操作特(te)點
在(zai)培(pei)養(yang)基連續(xu)滅(mie)菌(jun)(jun)工藝中維(wei)持(chi)設(she)備起保溫(wen)滅(mie)菌(jun)(jun)作用(yong),使加熱后的培(pei)養(yang)基在(zai)維(wei)持(chi)設(she)備中保溫(wen)停留(liu)一段(duan)時間(jian),以達到滅(mie)菌(jun)(jun)目(mu)的。要(yao)求該(gai)設(she)備內物料(liao)返(fan)混要(yao)小,外壁要(yao)用(yong)保溫(wen)材料(liao)進(jin)行保溫(wen),設(she)計中實際(ji)停留(liu)時間(jian)應(ying)為理(li)論滅(mie)菌(jun)(jun)保溫(wen)時間(jian)乘(cheng)上3-5倍。培(pei)養(yang)基在(zai)管(guan)式(shi)維(wei)持(chi)器中的流(liu)速可取0.3-0.6m/s,要(yao)保證(zheng)培(pei)養(yang)基在(zai)管(guan)式(shi)維(wei)持(chi)器中流(liu)動處于活塞流(liu)狀態。
E.冷卻設(she)備類型(xing):
真空冷卻器(在真空下,水分立即汽(qi)化,使(shi)溫度下降廣泛應用于大型酒精發(fa)酵企業(ye))、噴(pen)淋(lin)冷卻器(底端進,上端出,放在通風場(chang)所)、螺旋(xuan)板換(huan)熱器(是(shi)大型工業(ye)化發(fa)酵企業(ye)節(jie)能,節(jie)水有效(xiao)方法)。
 
  • 壓縮空氣預處理 P20 P22 P27發酵用無菌空氣質量指標 空氣預處理目地 沿程冷卻設計方案 除水過程計算例2-2、3、4設備流程及節點設備功能原理 總過濾器濾芯 分過濾器濾芯及過濾精度
  • 發酵用無菌空氣質量指標:
①壓強:控制在0.2-0.35MPa
②空氣流量:根據發(fa)酵(jiao)工(gong)廠或發(fa)酵(jiao)車間的總體(ti)發(fa)酵(jiao)罐容量來(lai)確(que)定
③溫(wen)(wen)度(du)(du):一般控制(zhi)進發酵(jiao)罐壓縮空(kong)氣的(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)比發酵(jiao)溫(wen)(wen)度(du)(du)高出10℃
④相對(dui)濕度:60%-70%
⑤潔凈度(du):通過除菌處理(li)后壓縮空氣(qi)中含菌量降低(di)到(dao)零或達(da)到(dao)潔凈度(du)100級(ji)的潔凈空氣(qi)
B.壓(ya)縮空氣預處(chu)理(li)目的:保證總(zong)過濾器內的過濾介(jie)質干燥,不應因(yin)壓(ya)縮空氣中夾(jia)帶(dai)的水滴、油(you)滴受潮引(yin)起介(jie)質的結(jie)團變形而失效。預處(chu)理(li)包括(kuo):降溫、除水、除油(you) 、除塵                
C.沿(yan)程(cheng)(cheng)冷(leng)卻設(she)計方案:把原安置在空氣(qi)壓(ya)縮機車(che)間(jian)旁的(de)換(huan)(huan)熱(re)器(qi)(qi)搬(ban)遷到(dao)發(fa)酵(jiao)車(che)間(jian)周邊,壓(ya)縮機輸(shu)出的(de)高溫(wen)壓(ya)縮空氣(qi)經(jing)大(da)(da)口徑鋼管的(de)輸(shu)送過程(cheng)(cheng)中沿(yan)程(cheng)(cheng)即(ji)向大(da)(da)氣(qi)散發(fa)熱(re)量(liang),到(dao)達換(huan)(huan)熱(re)器(qi)(qi)時接近1/3-1/2的(de)熱(re)量(liang)即(ji)已發(fa)散,可使(shi)列(lie)管換(huan)(huan)熱(re)器(qi)(qi)的(de)冷(leng)卻水量(liang)大(da)(da)大(da)(da)減少。
D.除(chu)水過程計算
相對濕度(du): (%);      (%);
空氣中濕含量(liang):     [kg/kg(水氣/干空氣)];
空氣中(zhong)的水汽分壓:   (Pa);
   PS:與(yu)空(kong)氣同溫度的(de)水的(de)飽和蒸汽壓,Pa;    P:為空(kong)氣的(de)總壓強,Pa。
若空氣(qi)的濕含量x和溫度(du)t不變,空氣(qi)的壓強愈大相對濕度(du)也愈(yu)大,因此壓縮空氣(qi)在預(yu)處(chu)理過程中無相變(bian),即X1=X2,下式成(cheng)立:   
    式(shi)中1和2分別是(shi)壓(ya)縮前后空氣的相對濕度,%;   pS1和pS2分別是(shi)對應(ying)壓(ya)縮前后空氣溫度的飽(bao)和蒸(zheng)汽壓(ya),Pa;
        P1、P2分別是壓縮(suo)前后(hou)空(kong)氣的(de)絕對(dui)壓強,Pa。
空氣(qi)經過壓縮其濕(shi)含量不變(bian),溫(wen)度大大提(ti)高,因而相(xiang)對濕(shi)度就變(bian)小(xiao),當其冷(leng)卻(que)時(shi),相(xiang)對濕(shi)度會慢慢增大,直(zhi)到冷(leng)卻(que)到露(lu)點(dian),=100%,當(dang)>100%即有水析出。
E.設備(bei)(bei)流程(cheng)及(ji)節點設備(bei)(bei)功能原理
吸風塔→前置過濾器→空(kong)(kong)氣(qi)(qi)壓(ya)縮機(ji)→空(kong)(kong)氣(qi)(qi)貯罐→第一冷卻(que)器→旋風分離(li)器→第二冷卻(que)器→旋風分離(li)器→絲網除沫(mo)器→空(kong)(kong)氣(qi)(qi)加熱器→總過濾器→進入車間發酵罐上空(kong)(kong)氣(qi)(qi)過濾器
前置過濾器:捕捉較大灰塵(chen)顆(ke)粒,防止壓縮機手磨(mo)損,同時減輕總過濾器的負荷
空(kong)氣(qi)(qi)貯罐:①穩定壓強消除空(kong)氣(qi)(qi)脈(mo)動(dong)②讓高(gao)溫的空(kong)氣(qi)(qi)在貯罐里停留(liu)一定時間,起到空(kong)氣(qi)(qi)的部(bu)分(fen)殺菌(jun)作用③利用重力(li)沉降(jiang)作用分(fen)離部(bu)分(fen)油霧
水滴(di)(di)分離器(qi):出去水滴(di)(di),防止(zhi)空氣中夾帶水滴(di)(di)進入(ru)總過濾器(qi),是(shi)過濾介質失效
F.總過(guo)濾(lv)器濾(lv)芯:
    過濾(lv)介質采用涂層式過濾(lv)材料(liao)組裝的濾(lv)芯,常用的濾(lv)芯是(shi)DMF(聚四氟乙烯聚合(he)膜)或者DGF(玻璃纖維(wei)復合(he)氈)。
  分(fen)過濾(lv)器濾(lv)芯:
 ;  (1)耐高(gao)溫高(gao)分子膜(mo)(mo)材(聚偏氟乙烯微(wei)孔膜(mo)(mo)、硼硅酸涂氟微(wei)孔膜(mo)(mo)、聚四氟乙烯微(wei)孔膜(mo)(mo)等,過濾精(jing)度0.01um)
   (2)金屬燒(shao)結(jie)膜(mo)材(鎳制微(wei)孔(kong)膜(mo)、不(bu)銹(xiu)鋼(gang)微(wei)孔(kong)膜(mo)等,過濾(lv)精度0.2um)。均為(wei)絕(jue)對過濾(lv)膜(mo)材。
  • 發酵罐 P36 P39 P40 P41 P44定義及分類 公稱容積/總體積 標準發酵罐結構 主要幾何尺寸 結構件類型及其功能原理 全擋板條件 機械密封與應用 發酵熱計算(平均溫差計算)  
  • 定義:通常將進行大規模懸浮培養微生物的反應器統稱為發酵罐
  分類:按能量輸入方式(shi)可(ke)分為:機械攪拌(ban)式(shi)、氣升式(shi)、外部液(ye)體循環式(shi)
  1. 公稱容積/總體積
  公(gong)稱容(rong)積:V0=筒體容(rong)積+底封頭容(rong)積=Vc+Vb
              
; ; ; ; ; 
H:發(fa)酵罐筒身高,m;     D:發(fa)酵罐內徑,m;     d: 攪(jiao)拌器直徑,m;              W:擋板(ban)寬度,m
HL:液位高(gao)度,m;        S: 兩攪拌器間距,m;  S1:上層攪拌器與液面間距,m;    B:下攪拌器距底間距,m
   總(zong)體積: 
裝料系(xi)數:   (VL——罐中實際裝(zhuang)料量)
C.標準發酵罐結(jie)(jie)構(gou)、結(jie)(jie)構(gou)件類型及其(qi)功(gong)能原理
通(tong)用式(shi)發酵罐是密(mi)閉受壓(ya)設備,主要部件(jian)有罐體、攪拌裝置(zhi)、消泡器、軸封、傳(chuan)動裝置(zhi)、傳(chuan)熱(re)裝置(zhi)、擋(dang)板、人(ren)孔、視鏡、通(tong)氣(qi)(qi)裝置(zhi)、進(jin)出料管、取樣(yang)管等。(罐體、攪拌裝置(zhi)、擋(dang)板、通(tong)氣(qi)(qi)裝置(zhi))
攪(jiao)拌器的(de)作用:①產生強大的(de)總體(ti)(ti)(ti)流(liu)動(dong),將流(liu)體(ti)(ti)(ti)均勻分(fen)布(bu)于容(rong)器各處,以(yi)達到宏觀均勻②產生強烈的(de)湍流(liu),使(shi)液體(ti)(ti)(ti)、氣體(ti)(ti)(ti)、固體(ti)(ti)(ti)微團尺寸減小
擋板的(de)作用:改(gai)變被攪拌液(ye)體的(de)流(liu)動(dong)方向(xiang)(xiang),使之產(chan)生縱向(xiang)(xiang)運動(dong),從而消除液(ye)面中央部(bu)分產(chan)生的(de)下凹旋渦。
通氣裝置(zhi)的作用:供氧
傳熱裝置的作(zuo)用:及時轉(zhuan)移發(fa)酵過程中由(you)生物氧化產生的熱量和機械攪拌產生的熱量
消泡器的(de)作(zuo)用:減少發酵泡沫
D.主(zhu)要幾何尺寸:
P36 圖3-4  H-筒身高度(du);D-罐徑;W-擋板寬(kuan)度(du);HL-液(ye)位高度(du);d-攪(jiao)拌(ban)器直徑;S-兩攪(jiao)拌(ban)器間(jian)距;B-下攪(jiao)拌(ban)器距底間(jian)距;S1-上攪(jiao)拌(ban)器至液(ye)面(mian)間(jian)距
H/D=1.7~3  ;d/D=1/2~1/3  W/D=1/8~1/12  B/d=0.8~1.0  S/d=1.5~2.5  S1/d=1~2 
E.全(quan)擋板(ban)條(tiao)件:
    指罐內加了擋(dang)板使漩渦基本消(xiao)失,或者(zhe)說是(shi)指達到消(xiao)除液面漩渦的最低擋(dang)板條件。
F.機械(xie)密封
上伸軸:機械單端面(mian)軸封
下(xia)伸軸(zhou):機械雙端面軸(zhou)封
G.發酵(jiao)熱計算(suan)(平(ping)均溫差(cha)計算(suan))
   通(tong)常稱(cheng)發酵(jiao)過程中產生的(de)凈(jing)熱量為"發酵(jiao)熱"。
   Q發酵= Q生物(wu)+ Q攪拌- Q空(kong)氣- Q輻射
式中(zhong),Q生(sheng)(sheng)物為(wei)生(sheng)(sheng)物體生(sheng)(sheng)命活動中(zhong)產生(sheng)(sheng)的熱(re)量;Q攪(jiao)拌為(wei)當攪(jiao)拌器攪(jiao)動液體時(shi)機械能轉化(hua)為(wei)熱(re)能時(shi)的熱(re)量;Q空氣(qi)為(wei)通入(ru)發酵(jiao)(jiao)罐(guan)內的空氣(qi)由于發酵(jiao)(jiao)液中(zhong)水分蒸發及空氣(qi)溫(wen)度(du)上升所(suo)帶(dai)走(zou)的熱(re)量;Q輻射(she)為(wei)發酵(jiao)(jiao)罐(guan)外壁(bi)和大氣(qi)間的溫(wen)度(du)差引起的熱(re)量傳遞,Q輻射(she)=0.08F外壁(bi)(t壁(bi)-t空)。
在實驗測量中,維持(chi)培養液溫度恒(heng)定不變的情況下,
式中,Q發(fa)酵(jiao)為(wei)發(fa)酵(jiao)熱,kJ/(m3·h);W為(wei)冷卻水流量,kg/h;c為(wei)冷卻水比熱容,kJ/(kg·℃);t1、t2為(wei)冷卻水進出口溫度,℃;V為(wei)發(fa)酵(jiao)液體積(ji),m3。
也可測出(chu)發酵罐傳熱系數K值:
式中,F為發(fa)酵罐(guan)的傳(chuan)熱(re)面積,m2; tm為發(fa)酵液(ye)與(yu)冷卻(que)水間的平均溫度差,K。
 
5、攪(jiao)(jiao)拌(ban)功(gong)率計算 P55 P59攪(jiao)(jiao)拌(ban)雷諾數(shu) 牛(niu)頓條件通氣攪(jiao)(jiao)拌(ban)功(gong)率計算例3-1、2 VVM 表觀粘度 P73 生物(wu)反(fan)應器檢測參數(shu)與傳感器
A.攪(jiao)拌雷(lei)諾數(shu)(shu):攪(jiao)拌情(qing)況下的雷(lei)諾準數(shu)(shu):
    n:攪拌(ban)器(qi)轉(zhuan)速,r/min;   d:攪拌(ban)器(qi)直(zhi)徑,m;    ρ:液(ye)體(ti)密度,kg/m3;    μ:液(ye)體(ti)黏度,Pa·s
B.牛頓條(tiao)件通(tong)氣(qi)攪拌功率計(ji)算(suan)
 
 
 
C.表(biao)觀黏(nian)度(du):
      非牛(niu)頓(dun)流(liu)體沒有確定的黏(nian)度(du)值,通(tong)常把(ba)某時刻一(yi)定切(qie)變(bian)率下(xia)剪切(qie)應(ying)力與剪切(qie)率之比稱為(wei)表觀黏(nian)度(du)。
D.生(sheng)物(wu)反應器檢測(ce)參數(shu)與傳(chuan)感(gan)器
(1)檢(jian)測參數
       需要(yao)檢測的參數及操(cao)作特(te)性,按其性質特(te)點,可分(fen)為三大(da)類:物理量、化學量和生物量。(如表所示)
   物理參數(shu):在生化(hua)反應過程(cheng)中(zhong)需隨時(shi)檢測和控制的參數(shu)有(you)溫度(du)、壓力(li)、通氣量(liang)、攪拌(ban)轉速、補料用量(liang)和泡沫高度(du)。
   化學參數:常用(yong)的(de)在線檢測和控制的(de)參數是pH值(zhi)、溶氧濃度和尾(wei)氣CO2濃度。
   生(sheng)(sheng)物量:一般難于在線(xian)檢測。需(xu)檢測的參變量:前體濃度、細胞活度、酶(mei)活性和(he)細胞生(sheng)(sheng)長速率。
   較多的參數(shu)采(cai)用取樣或離線檢測等(deng)方法取得(de),有(you)些參數(shu)還需通過(guo)間接計算(suan)取得(de)。
(2)傳感器
生(sheng)物反應(ying)器的傳感器可將生(sheng)理效應(ying)和化學效應(ying)轉換為電信(xin)號,從而提供(gong)了(le)生(sheng)化反應(ying)過程的轉臺信(xin)息。
用(yong)于生(sheng)化反應過(guo)程參(can)數檢測(ce)的(de)傳感器(qi)分為在(zai)線(xian)檢測(ce)和(he)離線(xian)檢測(ce)。
一般(ban)用于(yu)生(sheng)物反應器(qi)的傳感器(qi)有以下(xia)要求:
       (1)用于罐(guan)內的(de)傳感器(qi)必須能(neng)耐熱,經受高溫滅菌。(2)使用的(de)傳感器(qi)能(neng)抵抗菌體對其性能(neng)的(de)影響。
       (3)抗罐內氣(qi)泡干擾。(4)傳感器的結構必須嚴密、無泄露,并要求避免滅菌死角。
6、固液(ye)分(fen)離(li)(li)原(yuan)理 P86 P89固液(ye)分(fen)離(li)(li)設備原(yuan)理分(fen)類(lei) 離(li)(li)心分(fen)離(li)(li)因素及離(li)(li)心機(ji)(ji)分(fen)類(lei) 板框壓(ya)濾機(ji)(ji)的(de)結構及各部件的(de)功能(neng) 管式離(li)(li)心機(ji)(ji)、碟片式離(li)(li)心機(ji)(ji)應用特點(dian)
  1. 固液分離設備原理分類:
分過濾和沉降(jiang)
過(guo)(guo)濾(lv)(lv)原理(li):在推動力(重(zhong)力、壓強、離(li)(li)心力)作用下,利用液-固(gu)微粒(li)的重(zhong)度(du)或顆粒(li)尺度(du)的差異使懸浮液通過(guo)(guo)某(mou)種(zhong)多孔性過(guo)(guo)濾(lv)(lv)介(jie)質,固(gu)體顆粒(li)被截留,濾(lv)(lv)液則(ze)穿過(guo)(guo)過(guo)(guo)濾(lv)(lv)介(jie)質流出,從而(er)實現液-固(gu)兩相的分離(li)(li)過(guo)(guo)程。
沉降原理:利用液-固(gu)間(jian)的密度差(cha)異,在重(zhong)力場(chang)或離心力場(chang)中的速度差(cha)而實現液-固(gu)分(fen)離的過程。
兩者區別:有無(wu)過濾介(jie)質。
  1. 離心分離因素:
對象所受離心(xin)(xin)力與重(zhong)力的比值或(huo)在離心(xin)(xin)力場中的離心(xin)(xin)加(jia)速(su)度與重(zhong)力加(jia)速(su)度的比值以(yi)f表(biao)示。
  離(li)心(xin)機分類:
①被處理料(liao)液的進入方式分為(wei):連續流(liu)離(li)心機(ji)和分批(pi)流(liu)離(li)心機(ji)
②按分離因(yin)素大小分為:常速離心機、高速離心機、超速離心機
③處理目(mu)的不同分為(wei):液(ye)-固分離和液(ye)-液(ye)分離
④被分離對象:(動物)細胞離心機(ji)和菌體(微生物)離心機(ji)
C.板框(kuang)壓濾機的結構(gou)及各部件的功(gong)能(neng):
由機架、壓緊機構和過濾機構組成。
  • 機架:是壓濾機的基礎部件,兩端是止推板和壓緊頭,兩側的大梁將兩者鏈接起來,大梁用以支撐濾板、濾框和壓緊板。
  • 壓緊機構:板框的壓緊方式有手動壓緊、機械壓緊和液壓壓緊。均是將濾板壓緊。
  • 過濾機構:由濾板、濾框、濾布、壓榨隔膜組成。
D.管式(shi)離(li)心(xin)機(ji)、碟片式(shi)離(li)心(xin)機(ji)應用特(te)點:
管(guan)式離心機:分為GF和GQ兩種,GF適(shi)用于(yu)乳濁(zhuo)液的分離,GQ適(shi)用于(yu)含固(gu)(gu)(gu)量小(xiao)(xiao)于(yu)1%的懸浮液澄清(qing)分離,特別適(shi)合(he)于(yu)固(gu)(gu)(gu)相(xiang)濃度小(xiao)(xiao)、粘度大、固(gu)(gu)(gu)相(xiang)顆粒細、固(gu)(gu)(gu)液兩相(xiang)密(mi)度差(cha)較小(xiao)(xiao)的固(gu)(gu)(gu)-液分離
 &nbsp;  特點:轉速高、離(li)(li)心分(fen)離(li)(li)因素(su)大,能分(fen)離(li)(li)液(ye)固(gu)(gu)(gu);密(mi)度差小的(de)物料(liao);可用于(yu)液(ye)液(ye)、液(ye)固(gu)(gu)(gu)分(fen)離(li)(li);處理含(han)固(gu)(gu)(gu)量小(<5%)的(de)液(ye)體;分(fen)批式出渣(zha),不(bu)適合(he)于(yu)密(mi)閉要求的(de)場(chang)合(he)。
碟片(pian)式(shi)離(li)心(xin)機:分(fen)(fen)離(li)因素(su)高,結(jie)構復(fu)雜,價格昂貴,可以用間歇或(huo)連續的方式(shi)運(yun)行(xing)。常用于高度分(fen)(fen)散(非(fei)均相)的液-固(gu)、液-液或(huo)液-液-固(gu)分(fen)(fen)離(li),密度相近(jin)的液體組成溶液的分(fen)(fen)離(li)或(huo)含有細(xi)小(xiao)固(gu)體顆粒的懸浮液分(fen)(fen)
7、膜分離(li) P108 定義 表(biao)征膜性能(neng)參數 膜分離(li)的特點(dian) P112超濾流(liu)程
  1. 膜分離:
   借助于(yu)膜(mo)(mo)的(de)(de)(de)(de)孔徑,在推動力作(zuo)用下,把大于(yu)標示膜(mo)(mo)孔徑的(de)(de)(de)(de)物(wu)質分(fen)子加以截(jie)留(liu),以實現溶質的(de)(de)(de)(de)分(fen)離、分(fen)級和濃縮的(de)(de)(de)(de)過程(cheng)。常見的(de)(de)(de)(de)膜(mo)(mo)分(fen)離過程(cheng)有反滲(shen)透、微(wei)濾(lv)(lv)、超濾(lv)(lv)等(deng)。優點:干凈、效率高、投資小、易驗證、連續操(cao)作(zuo)、易于(yu)放大。
  1. 表征膜性能參數
    表征膜性能參數有通量[單位時間(jian)通過單位面積膜的料液體積流量,L/(m2·h)]和(he)截留(liu)(liu)率(一定截留(liu)(liu)孔徑下透過膜的溶質(zhi)占原液中的溶質(zhi)百(bai)分(fen)數,%)。
  1. 膜分離的特點
干(gan)凈(比萃(cui)取)、效率高(比薄膜(mo)蒸發濃縮)、投資小(xiao)(比大型離心(xin)機)、易驗證(zheng)(比有機溶(rong)劑沉淀(dian))、連續操作、易于放大等優點。膜(mo)分離過(guo)程(cheng)一般是在常溫下操作,整(zheng)個過(guo)程(cheng)完(wan)全(quan)是物(wu)理(li)過(guo)程(cheng)、無(wu)相(xiang)變化(hua)。
膜(mo)的材質(zhi):聚(ju)偏二(er)氟乙烯(xi)(PVDF)、聚(ju)四氟乙烯(xi)(PTFE)、聚(ju)醚砜(PES)、纖維素、尼龍、聚(ju)丙(bing)烯(xi)(PP)
  1. 超濾流程
 
 
  • 萃取設備 P113 萃取設備組成
  • 混合設備(包括混合罐、混合管、噴射萃取器、泵):要求將溶媒及料液進行充分的混合,使之能在較短時間
     &nbsp;            &nbsp;                                 內(nei)接(jie)近(jin)于相(xiang)平(ping)衡。
(2)分離設備(管式離心機、碟片式離心分離機):將經過(guo)萃(cui)取后的萃(cui)取相(xiang)(溶媒相(xiang))和萃(cui)余相(xiang)(水相(xiang))進行分離。
 
  • 離子交換 P137  P143 交換罐結構 P143 離交罐放大
  • 離子交換罐結構
具(ju)有多孔(kong)(kong)支持版的離子(zi)交換罐:視鏡(jing)、進料口(kou)、手(shou)孔(kong)(kong)、液體分布器、樹(shu)脂層、多孔(kong)(kong)板、尼龍(long)布、出液口(kou)。
具有塊(kuai)石支持層的離子交(jiao)換罐:進(jin)料口、視鏡、液位計、樹脂層、卵石層、出液口。
B.離交罐放大
①根據單(dan)位樹脂床體(ti)(ti)積中所(suo)通過溶液的體(ti)(ti)積流量相同的原則進行放(fang)大
②根(gen)據(ju)單位(wei)樹脂(zhi)床體截面(mian)積(ji)(ji)上(shang)所(suo)通(tong)過(guo)溶液的體積(ji)(ji)流量(liang)相同的原(yuan)則進行放大
  • 蒸發設備 P144 P145 P152 蒸發設備組成 膜式真空蒸發器的分類 升膜式蒸發器定義及工作過程 傳熱計算公式 例題7-1
  • 蒸發設備組成:
主要是由蒸發器、冷凝設備(bei)、氣—液分離(li)器(又稱除沫(mo)器)、真空系(xi)統(tong)等組成。
  1. 膜式真空蒸發器的分類:
①單流長管膜式蒸發(fa)器(qi):升膜式長管蒸發(fa)器(qi)、降膜式長管蒸發(fa)器(qi)、升降膜式長管蒸發(fa)器(qi)
②循環式薄膜蒸發器(qi)
③刮板(ban)式薄(bo)膜蒸發器
④離心式薄膜蒸發器
  1. 升膜式蒸發器:
    定義:
工作原理:物料從加(jia)熱器(qi)下(xia)部進(jin)入(ru),在(zai)加(jia)熱管內(nei)被加(jia)熱蒸(zheng)發拉成液膜,濃度(du)液在(zai)二次蒸(zheng)汽(qi)帶動(dong)下(xia)一起(qi)上(shang)升,從加(jia)熱器(qi)上(shang)端(duan)沿汽(qi)液分(fen)離(li)器(qi)筒體的切線方向(xiang)進(jin)入(ru)分(fen)離(li)器(qi),濃縮液從分(fen)離(li)器(qi)底(di)部排出,二次蒸(zheng)汽(qi)進(jin)入(ru)冷凝器(qi)。
長管內液膜的形成(cheng)過程:a~h(見P146)
    特(te)點:加熱(re)管(guan)長,混合油經預熱(re)后(hou)由(you)下部進入(ru)加熱(re)管(guan)內,迅速(su)沸(fei)騰,產(chan)生大量蒸氣泡并迅速(su)上升。
D.傳熱(re)計算公式
     換熱(re)面(mian)積:
F:換熱(re)面(mian)積,m2;Q:為蒸發(fa)器(qi)熱(re)負(fu)荷,kJ/h:  t為傳熱(re)溫度差,,如近沸點進料,;K為總傳熱系數,是傳熱熱阻的倒數,kW/(m2·℃)
   
  • 結晶設備 P155 結晶過程 常用結晶設備結構
  • 結晶過程
    結晶是從均(jun)一的(de)溶液相中(zhong)析(xi)出固相晶體的(de)一個重(zhong)要化(hua)工單元操作。
結(jie)晶(jing)過(guo)(guo)程包括(kuo)三個過(guo)(guo)程:(1)形成飽和(he)溶液(ye);(2)晶(jing)核形成;(3)晶(jing)體成長。
溶液達到過(guo)飽和是結(jie)晶的前提,過(guo)飽和度則是結(jie)晶的推動(dong)力。
  1. 常用結晶設備結構
帶攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)的(de)(de)結晶罐,罐體(ti)上附有(you)夾套,以便(bian)根(gen)據(ju)工藝需要(yao)改變罐內溫(wen)度。攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)器(qi)(qi)的(de)(de)形式(shi)(shi)(shi)有(you)板(ban)框式(shi)(shi)(shi)攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)器(qi)(qi)、直(zhi)葉(xie)式(shi)(shi)(shi)攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)器(qi)(qi)、螺(luo)旋式(shi)(shi)(shi)攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)器(qi)(qi)等。攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)器(qi)(qi)形式(shi)(shi)(shi)和攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)轉速(su)的(de)(de)選擇應視溶液(ye)的(de)(de)性質和晶體(ti)大(da)小而定,一般(ban)趨(qu)向于采用大(da)直(zhi)徑攪(jiao)(jiao)拌(ban)(ban)槳(jiang)葉(xie)、較低的(de)(de)轉動(dong)速(su)度。
結晶設備分類:
①冷卻結晶(jing)器(qi):自然冷卻敞開(kai)式結晶(jing)器(qi)、攪拌結晶(jing)器(qi)、連續(xu)式結晶(jing)器(qi)
②蒸發結晶(jing)(jing)器:攪(jiao)拌蒸發結晶(jing)(jing)器、循環式結晶(jing)(jing)器
③真(zhen)(zhen)空(kong)結晶器:攪拌真(zhen)(zhen)空(kong)結晶器、循環式連續(xu)真(zhen)(zhen)空(kong)結晶器
  • 干燥設備 P158 P162 P177干燥設備分類 影響干燥速度的因素 氣流干燥的定義、設備流程及應用特點 沸騰干燥定義 噴霧干燥流程及其霧化器形式 沸騰造粒器停留時間影響因素
  • 干燥設備分類
    氣流干(gan)(gan)燥設(she)備、沸騰(teng)干(gan)(gan)燥設(she)備、噴霧干(gan)(gan)燥設(she)備、沸騰(teng)造粒干(gan)(gan)燥器、真(zhen)空(kong)干(gan)(gan)燥設(she)備、冷凍干(gan)(gan)燥設(she)備
  1. 影響干燥速度的因素
干燥(zao)條件(熱空氣溫(wen)度)、濕(shi)含(han)(han)量、流量、流速、物(wu)料(liao)本(ben)身含(han)(han)水量及所含(han)(han)水分的性質。
  1. 氣流干燥
   利用高速熱氣流將(jiang)物料(liao)在(zai)流態化輸送(song)過程進行干燥的(de)操作(zuo)。   
    特(te)點:①由于物(wu)料(liao)在氣(qi)(qi)流中呈懸(xuan)浮(fu)狀態,氣(qi)(qi)-固間的(de)接觸面積(ji)很(hen)大(da),而且(qie)在氣(qi)(qi)-固間存在一定的(de)相對速度,一次(ci)傳(chuan)熱(re)效(xiao)果很(hen)好②由于物(wu)料(liao)在干(gan)(gan)燥管中停留時(shi)間很(hen)短(duan),而且(qie)氣(qi)(qi)-固相是并流操作,因(yin)此可采用(yong)(yong)較高溫度的(de)空氣(qi)(qi)作為干(gan)(gan)燥介質,這樣(yang)增大(da)了氣(qi)(qi)-固間的(de)平均溫度差③設備(bei)結構簡單,制造方便,占地面積(ji)小,能連續操作,適合(he)用(yong)(yong)于制動控制,但干(gan)(gan)燥管一般較高,多廠房建(jian)筑有一定要求④實用(yong)(yong)性廣,可適用(yong)(yong)于各(ge)種粉粒狀、碎塊(kuai)狀以至泥狀物(wu)料(liao)的(de)干(gan)(gan)燥⑤對物(wu)料(liao)有磨損,不(bu)(bu)適用(yong)(yong)對晶形有嚴格要求的(de)產品,同時(shi)對黏性很(hen)大(da)的(de)物(wu)料(liao)也不(bu)(bu)適用(yong)(yong)氣(qi)(qi)流干(gan)(gan)燥。
  1. 沸騰干燥定義
利(li)用熱空氣流使置于篩(shai)板上的顆(ke)粒狀濕物料或粉狀濕物料呈沸騰狀態的干燥過(guo)程(cheng)。  
特(te)點:1.傳(chuan)熱傳(chuan)質速(su)率(lv)高(gao);2.干燥溫(wen)度均勻,控制容易(yi);3.結(jie)構簡單(dan),可連續(xu)化、自動化生產。
  1. 噴霧干燥流程
噴霧干燥(zao)是借熱(re)空氣將高度分(fen)散的溶液或懸浮(fu)液進行(xing)干燥(zao)的過程。
風(feng)機(ji)→初(chu)濾器(qi)(qi)→電(dian)除塵→蒸汽加熱器(qi)(qi)→電(dian)加熱→高(gao)效(xiao)過(guo)濾器(qi)(qi)→噴霧干(gan)燥(zao)塔→旋風(feng)分離(li)器(qi)(qi)→袋濾器(qi)(qi)→風(feng)機(ji)→廢氣處理器(qi)(qi)→卸料器(qi)(qi)                                                &nbsp; 出料
霧化器形式:
    ;氣流式噴霧器(qi)、機械(xie)式噴霧器(qi)/、離(li)心式霧化器(qi)。
F.沸騰造(zao)粒器停留時(shi)間影響(xiang)因(yin)素 
①停留時間影響因素
    物(wu)料性質(zhi)、造粒(li)核粒(li)度(du)和(he)加(jia)入量(liang)、成品顆粒(li)的大小以及所需(xu)干燥時間等。
②顆(ke)粒(li)大小影響(xiang)因素(su)
 ;   停留時間、摩擦時間、干燥(zao)溫度、返料量和(he)晶(jing)核大小
二、發酵(jiao)工廠設計
1、基本(ben)建設程序(xu) P5 定義
基本建(jian)(jian)設(she)(she)程(cheng)(cheng)序:基本建(jian)(jian)設(she)(she)項目在整個建(jian)(jian)設(she)(she)過程(cheng)(cheng)中(zhong)各項工作必須遵循的(de)先(xian)后順序。是基本建(jian)(jian)設(she)(she)的(de)客(ke)觀規律(lv)
 
  • 設計階段 P10 劃分
按工程(cheng)規模(mo)的(de)(de)大(da)小、工程(cheng)的(de)(de)重(zhong)要(yao)性(xing)、技術的(de)(de)復雜性(xing)、設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)條件的(de)(de)成熟程(cheng)度以(yi)及(ji)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)水平的(de)(de)高低,總(zong)的(de)(de)分(fen)為三(san)階(jie)段(duan)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(初(chu)步設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji),技術設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji),施工圖(tu)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji))、兩階(jie)段(duan)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(擴大(da)初(chu)步設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji),施工程(cheng)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji))和一階(jie)段(duan)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji)(施工圖(tu)設(she)(she)(she)計(ji)(ji)(ji))三(san)種情況。
 
  • 工藝流程設計 P41,44 設計步驟**
工(gong)藝流程(cheng)的設計(ji)步(bu)驟(zou):生產工(gong)藝流程(cheng)示意圖(tu),生產工(gong)藝流程(cheng)草圖(tu),生產工(gong)藝流程(cheng)圖(tu)。
①生產工藝流(liu)程示意圖(tu):在物料衡算(suan)前進行,其(qi)(qi)主要(yao)作(zuo)用(yong)是定(ding)性的表明原料變成(cheng)產品的路線和(he)順(shun)序(xu),以(yi)及(ji)應(ying)用(yong)的過程及(ji)設備。在設計時首先要(yao)弄清(qing)楚(chu)原料變成(cheng)產品要(yao)經過那些單元操(cao)作(zuo),其(qi)(qi)次(ci)要(yao)確(que)定(ding)采用(yong)何種操(cao)作(zuo)方(fang)式—連續或間歇
②生產(chan)工藝流程(cheng)草圖(tu):
兩(liang)個階段:第一階段,計算(suan)、確(que)定計量和貯(zhu)存(cun)設(she)備的容積以及決定這些容積型(xing)設(she)備的尺寸和臺(tai)數(shu)等;第二(er)階段:解決生物反應過(guo)程和化工單(dan)元操作的技術問題如過(guo)濾面積、傳熱面積等,對專業設(she)備和通用設(she)備進行(xing)設(she)計或選型(xing)
制圖(tu)(tu)要(yao)求:工藝(yi)流(liu)程(cheng)草圖(tu)(tu)是由物(wu)料流(liu)程(cheng)、圖(tu)(tu)例、設備一覽表以及必要(yao)的文字說明組成,一般是初步設計(ji)階段的草圖(tu)(tu)。
(1)應表示出廠(chang)房(fang)各層樓面(mian)的標高
(2)畫出設備(bei)示意(yi)圖(tu),設備(bei)的尺寸大(da)小(xiao)應(ying)適當相稱且大(da)致形似,并標明其流(liu)程號
(3)畫出設備的物料及水(shui)(shui)、汽、真空、壓縮空氣、冷凍劑等管線(xian)和流動方向,以及管線(xian)上的主要(yao)閥門及管路(lu)附(fu)件如過濾器(qi)、疏水(shui)(shui)器(qi)等、
(4)畫出必(bi)要的計量(liang)器具和控制儀表
(5)必要的(de)文(wen)字注釋(shi)
(6)附注圖例,并(bing)按國家(jia)規定畫(hua)出圖鑒、圖框。
③生(sheng)產(chan)工藝流程圖(tu)。
 
  • 工藝計算 P57  P90 工藝計算的范圍 總傳熱系數 P118平均溫度差
  • 工藝結算的范圍
物料平(ping)衡計(ji)算,熱量(liang)(liang)平(ping)衡計(ji)算,水平(ping)衡計(ji)算,耗冷量(liang)(liang)計(ji)算,無菌壓(ya)縮空氣消耗量(liang)(liang)計(ji)算,抽真(zhen)空量(liang)(liang)計(ji)算、
  1. 總傳熱系數
     總傳熱(re)系數:
               a1—空氣對壁面給(gei)熱系數,取11.6W/(m2·K);a2—由內壁面對物料的給(gei)熱系數;
              ; δ1、δ2和(he)λ1、λ2等—各層材料(liao)厚(hou)度(du)(m)和(he)導熱系數
        &nbsp;      
  1. 平均溫度差
(P118 見例(li)題中)
 
 
  • 通用設備 P119 P126 泵的分類及使用 固體輸送設備 
  • 泵的分類:
    往復(fu)式(shi)真空泵(beng),水(shui)(shui)環式(shi)真空更,蒸汽噴(pen)(pen)射(she)(she)泵(beng),水(shui)(shui)噴(pen)(pen)射(she)(she)泵(beng),水(shui)(shui)噴(pen)(pen)射(she)(she)真空泵(beng)。泵(beng)時為(wei)了獲(huo)得(de)低于大(da)氣壓力而設計的。
    泵的分類(lei):葉片式(shi)(shi)(shi):離(li)心式(shi)(shi)(shi)、軸流式(shi)(shi)(shi)、旋渦(wo)式(shi)(shi)(shi)。容(rong)積(ji)式(shi)(shi)(shi):活(huo)塞(sai)式(shi)(shi)(shi)、日轉式(shi)(shi)(shi)。
①離心式清(qing)水(shui)泵:吸送清(qing)水(shui)以及物(wu)化(hua)性(xing)質類似(si)水(shui)的液體(ti)
②離心式單級、多級油(you)泵:輸送不含固體顆(ke)粒的石(shi)油(you)及其(qi)產品,介質溫(wen)度-45~400
③離(li)心式管(guan)道油泵:輸送(song)汽油、煤(mei)油、柴油等石(shi)油產品,也可以輸送(song)清水(shui)或(huo)其他無腐蝕性液(ye)體
④理性是耐腐(fu)蝕(shi)泵:輸送具(ju)有腐(fu)蝕(shi)性的(de)不含固體(ti)顆(ke)粒的(de)液體(ti)
⑤旋渦泵:輸送清水及其他不含固(gu)體顆粒的腐蝕(shi)性液(ye)體(粘度(du)(du)<6E)。介質溫度(du)(du)-20~80度(du)(du)
⑥雙缸雙作(zuo)用蒸汽直接(jie)作(zuo)用往復泵:鍋爐給水或輸送105度一下無腐蝕性無固(gu)體顆粒的石油(you)及(ji)石油(you)產品(pin)
⑦單缸(gang)雙作用(yong)蒸汽活塞油泵:1QY型用(yong)于輸(shu)送-46~46度的(de)丙烷、丁烷或(huo)丙丁烷混合物。1QYR適(shi)用(yong)于輸(shu)送320-400度非腐蝕性(xing)、無顆粒(li)的(de)易揮發石油或(huo)其他液體
⑧雙缸(gang)雙作用電動往復泵:適用于是(shi)送無(wu)腐蝕性、無(wu)固體(ti)顆粒(li)的液體(ti),介質溫度(du)不超過60度(du)
⑨比例泵:供(gong)定(ding)量輸送無腐蝕(shi)性石油石油產品(pin)及化學藥劑等,介(jie)質溫度不超過80度
⑩手搖泵:供人工抽吸清水及(ji)其他不含(han)固(gu)體(ti)顆粒的(de)無(wu)腐蝕性介質之用
⑾齒輪(lun)油(you)泵:輸送60度(du)以下、粘度(du)在(zai)100E以下(50度(du))的(de)石(shi)油(you)、重(zhong)油(you)或其他類似(si)液體
⑿螺桿油(you)泵:輸送不含固體顆(ke)粒、粘度(du)1.5~80oE溫度(du)低(di)于80度(du)、無腐(fu)蝕性的潤滑(hua)油(you)或燃(ran)料用油(you)
B.固體輸(shu)送設備:
①機(ji)械輸(shu)(shu)送(song)設備:帶式輸(shu)(shu)送(song)設備、斗式輸(shu)(shu)送(song)設備、螺旋輸(shu)(shu)送(song)機(ji)、埋刮板輸(shu)(shu)送(song)機(ji)
②流體(ti)輸送(song)設備(bei)(bei):氣流輸送(song)設備(bei)(bei)、液(ye)體(ti)輸送(song)設備(bei)(bei)
  • 車間設計 P145 發酵車間組成 車間布置設計的內容
A.發(fa)酵車間組成:①生(sheng)產(chan)部(bu)分,包(bao)括原(yuan)料工(gong)(gong)段(duan),生(sheng)產(chan)工(gong)(gong)段(duan),成品(pin)工(gong)(gong)段(duan),回收工(gong)(gong)段(duan),控制(zhi)室等(deng)。
  ②輔助部(bu)(bu)分:通(tong)風空調(diao)時,變配(pei)電室(shi),化驗(yan)室(shi)。③生(sheng)活行政(zheng)部(bu)(bu)分:車間辦公(gong)室(shi),會議室(shi),更衣室(shi)等(deng)。
B.車(che)間(jian)布置設計內容:
①廠房的(de)整(zheng)體布置和輪(lun)廓設計
②設備的(de)排列(lie)和布置
③車間附屬工程設(she)計(ji)
④車間(jian)布置設計說明(ming)
⑤車間布置設計的圖紙
(每(mei)個(ge)點還有(you)內容,文字較(jiao)多(duo),具體見P146)
7、管(guan)(guan)(guan)道布置設計 P175 P177公稱直徑 塑料管(guan)(guan)(guan)材(cai) 常用閥(fa)門類型 管(guan)(guan)(guan)道壓力(li)降定義 管(guan)(guan)(guan)道熱補(bu)償器形(xing)式(shi) 管(guan)(guan)(guan)道涂色 發酵車間(jian)管(guan)(guan)(guan)道布置設計特點 
A.公(gong)稱直(zhi)徑:將管子(zi)和管道(dao)用的零部件的直(zhi)徑加以標準(zhun)化以后的標準(zhun)直(zhi)徑   公(gong)稱壓力(li)(li):就是通稱壓力(li)(li),一般(ban)應(ying)大(da)于(yu)或(huo)等于(yu)實(shi)際工(gong)作(zuo)的最大(da)壓力(li)(li)。
B.塑(su)料(liao)管(guan)(guan)材(cai)(cai):60度以下(xia),輸送(song)輸送(song)腐(fu)蝕性(xing)介質(zhi)。可用硬聚(ju)(ju)(ju)(ju)氯乙(yi)烯(xi)(xi)管(guan)(guan)或聚(ju)(ju)(ju)(ju)氯乙(yi)烯(xi)(xi)管(guan)(guan)。種(zhong)類有:硬聚(ju)(ju)(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)(xi)管(guan)(guan)、軟聚(ju)(ju)(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)(xi)塑(su)料(liao)、酚醛(quan)塑(su)料(liao)、聚(ju)(ju)(ju)(ju)甲(jia)基丙(bing)烯(xi)(xi)酸甲(jia)酯(zhi)(有機玻(bo)璃(li))、增強(qiang)塑(su)料(liao)(玻(bo)璃(li)鋼)和(he)聚(ju)(ju)(ju)(ju)乙(yi)烯(xi)(xi)、尼龍(long)1010管(guan)(guan)、聚(ju)(ju)(ju)(ju)四氟乙(yi)烯(xi)(xi)管(guan)(guan)等制成的管(guan)(guan)材(cai)(cai)。
C.常用閥(fa)門類型:旋塞、截止閥(fa)、閘閥(fa)、隔(ge)膜(mo)閥(fa)、球(qiu)閥(fa)、針形閥(fa)、止回閥(fa)、安(an)全閥(fa)、減壓閥(fa)、疏水器、蝶閥(fa)
旋塞:旋塞具有(you)(you)(you)結構簡單,外(wai)形尺寸小,啟動迅速(su),操作方便,管道(dao)阻力損失小的(de)特(te)點。但不適于(yu)控(kong)制流量,不宜在壓(ya)力較(jiao)高、溫度(du)(du)較(jiao)高的(de)流體(ti)管道(dao)和(he)蒸汽管道(dao)中。選在可有(you)(you)(you)用(yong)壓(ya)力和(he)溫度(du)(du)較(jiao)低的(de)流體(ti)管道(dao)中,也適用(yong)于(yu)介質中含有(you)(you)(you)晶體(ti)和(he)懸(xuan)浮物(wu)的(de)流體(ti)管道(dao)中。適用(yong)介質:水、煤(mei)氣(qi)、油品、粘度(du)(du)低的(de)介質。
截止(zhi)閥具有操作可(ke)靠,容易米粉,容易調(diao)節(jie)流量和壓力,耐最(zui)高溫(wen)達300度的特點(dian)。缺(que)點(dian)是阻力大,殺菌蒸汽(qi)不易排掉,滅菌不完全,不得用于(yu)含有晶體和懸浮物(wu)的管道中(zhong)。常用于(yu)水(shui)、蒸汽(qi)、壓縮(suo)空氣(qi)、真空、油品(pin)介質。
閘閥:阻力小,沒有方向性(xing),不(bu)易堵塞,適用(yong)(yong)于(yu)不(bu)沉淀物料管線安裝用(yong)(yong)。一般用(yong)(yong)于(yu)大管道中作啟閉閥。適用(yong)(yong)介(jie)質:水、蒸汽、壓縮空氣等。
隔膜閥:結構簡單,密(mi)封(feng)可靠,便于檢修,流(liu)體阻力(li)小,適(shi)用(yong)于輸送酸性介質(zhi)和帶懸浮物質(zhi)的(de)(de)管道,特(te)別適(shi)用(yong)于發(fa)酵工業(ye),但所(suo)采(cai)用(yong)的(de)(de)橡皮隔膜應耐高溫。
球閥:結構簡(jian)單,體積(ji)小,開(kai)頭迅速,阻力小,常(chang)用于發(fa)酵罐(guan)的配(pei)管中。
針形閥:能精確的控制流體流量,在發酵工(gong)廠中主(zhu)要用于(yu)取樣管(guan)道上。
止(zhi)回閥(fa):止(zhi)回閥(fa)靠流(liu)(liu)體(ti)自身的力量開閉(bi),為不需要人工操作,起(qi)作用(yong)時阻(zu)止(zhi)流(liu)(liu)體(ti)倒(dao)流(liu)(liu)。也(ye)稱止(zhi)逆(ni)閥(fa)、單向(xiang)閥(fa)。
安全(quan)閥(fa):在(zai)鍋爐(lu)、管道和(he)各種壓(ya)力(li)(li)容器中,為了控制壓(ya)力(li)(li)不超過允許數(shu)值(zhi),需要安裝安全(quan)閥(fa)。安全(quan)閥(fa)能(neng)根據(ju)介(jie)質工(gong)作壓(ya)力(li)(li)自動啟閉。
減壓(ya)閥(fa):減壓(ya)閥(fa)的作(zuo)用(yong)是自動地把外來較高(gao)壓(ya)力(li)(li)的介質降低到需要壓(ya)力(li)(li)。減壓(ya)閥(fa)適用(yong)于蒸汽、水(shui)、空氣等非腐蝕性流體(ti)介質,在管道中應用(yong)最廣。
疏(shu)水(shui)器:作用是排除(chu)加熱設(she)備或(huo)蒸汽管線中的蒸汽凝結水(shui),同(tong)時能阻止蒸汽的泄漏。
蝶(die)閥(fa):蝶(die)閥(fa)又稱翻板閥(fa)。它的結構很簡單,外形尺寸小,是(shi)用(yong)(yong)一個可以再管(guan)(guan)內轉動的圓盤(或(huo)橢圓盤)來(lai)控制管(guan)(guan)道啟閉的。由于蝶(die)閥(fa)不(bu)易和管(guan)(guan)壁嚴密(mi)配合,密(mi)封性差,只是(shi)用(yong)(yong)于調節流量(liang),不(bu)能用(yong)(yong)于切斷管(guan)(guan)路。在輸送水、空氣(qi)(qi)和煤氣(qi)(qi)等介(jie)質的管(guan)(guan)道中較常見,用(yong)(yong)于調節流量(liang)。
D.管道壓力降定義
管道(dao)壓(ya)(ya)力(li)降:液體在(zai)管道(dao)中流(liu)(liu)動時,遇到各種不同的阻(zu)力(li),造成(cheng)壓(ya)(ya)力(li)損失,以致流(liu)(liu)體總壓(ya)(ya)頭減小。
E.管道熱補償器形(xing)式
  1. 自然補償:①L形補償②Z形補償
  2. 補償器補償:①方形補償器②波形補償器③填料函補償器
F.管(guan)道(dao)涂(tu)色
水:綠;蒸汽:色(se);壓縮空(kong)氣(qi):深藍;真氣(qi):灰(hui);排氣(qi):黃;物料(liao):紅;酸(suan)類:紅白圈;堿類:粉(fen)紅;
油類:棕;陰溝管:黑
G.發酵車(che)間管道布(bu)置設計特(te)(te)點(dian) 論述(與化工車(che)間的區別和特(te)(te)點(dian),什么情況(kuang)下作什么連接)管道死角,4大特(te)(te)點(dian)
生物(wu)工(gong)程車間管道布(bu)置的特(te)點:
  • 選擇恰當的管材和閥門:在發酵罐配管中,除了上下水外,盡可能采用無縫鋼管,輸送腐蝕性較強的介質時最好用不銹鋼管。
2、選擇正確的管(guan)(guan)道連(lian)接(jie):除上下(xia)水管(guan)(guan)可(ke)以用(yong)螺紋連(lian)接(jie)外,其余管(guan)(guan)道以焊接(jie)和(he)法蘭連(lian)接(jie)為宜。
3、合(he)理(li)布置管道:
  ①盡量(liang)減少管道(dao),一(yi)方(fang)面(mian)節(jie)省投資,另一(yi)方(fang)面(mian)減少染菌機會(hui)。 ②保證蒸汽能夠(gou)達到所有需(xu)要滅(mie)菌的(de)地方(fang)。
 &nbsp;    ③各發酵罐(guan)的排氣管不能互相連接在一(yi)條總管道上。④避免冷(leng)凝水排入(ru)已滅(mie)菌(jun)的發酵罐(guan)和空氣過濾器(qi)中(zhong)。
  ⑤在(zai)空氣過濾(lv)器和發(fa)酵罐(guan)之間應裝有單向(xiang)閥。⑥蒸汽總(zong)管道應安(an)裝分水罐(guan)、減(jian)壓閥和安(an)全閥。
4、消滅管(guan)道(dao)死角(jiao):①管(guan)道(dao)連接(jie)的死角(jiao)②種子罐放料管(guan)的死角(jiao)③排氣(qi)管(guan)的死角(jiao)。
    所謂死(si)(si)角是指滅菌使因(yin)(yin)某些原因(yin)(yin)使溫度達不(bu)到或不(bu)易達到的局部位置(zhi)。管道中如有死(si)(si)角存在,必(bi)然(ran)會(hui)因(yin)(yin)死(si)(si)角內潛伏(fu)的雜菌沒有殺死(si)(si)而引起(qi)連續染(ran)菌,影響正常生產。

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