PPT《本章内容》

② 储气罐中空气通过净化罐除去小颗粒物质;

③ 在经过热空气冷却装置以及除水除油设备除去空气中的水蒸气和油(采用无油压缩机不需要除油);

④ 最后,空气经过多级空气过滤器除去空气中的微生物获得具有压力和流量的无菌空气,其温度与发酵温度基本一致. 无菌空气 加热直接灭菌空气:耗能太大,不适合工业应用.利用压缩热进行空气的热灭菌,其最经济的无菌空气生产规模为50~150m3/min.单级压缩后再经空气过滤器的最经济的生产规模为140~570 m3/min. 空气过滤器的总操作费: (1)大小与动力费的关系 (2)除菌效率上考虑 (3)过滤介质的选择 通风搅拌 通风费与搅拌费相互关联,最佳的通风比和搅拌转速,应在工艺允许的范围内,以两者合计的动力费和设备维修费为最低来确定.在分批培养的不同时期,需氧量有所不同,最适通风比与搅拌转速亦会改变,应根据工艺要求设计,使整个运转费最低. 动力费(加热、冷却) 发酵生产中,需要加热与冷却的工序大体有:培养基的加热灭菌(或者淀粉质原料的蒸煮糊化),然后冷却到接种温度;

发酵罐及辅助设备的加热灭菌与冷却;

发酵热的冷却,发酵恒温;

产物提炼与纯化过程的蒸发、蒸馏、结晶、干燥等. 节约冷却水用量的办法 采用气升式发酵罐;

选育嗜热或耐热的生产菌株;

改变原料路线,少用烃类原料. ? 淀粉质原料酒精发酵中的节能问题 无蒸煮发酵或低温蒸煮发酵 浓醪发酵高温发酵蒸馏流程中的热泵节能和汽相过塔余热利用和废醪沼气发酵回收燃烧值 培养方式 分批培养时,在整个操作周期中的平均生产能力为:P―生产能力,〔g cell(或产物)/(L・h)〕 Xf―最终细胞浓度,(g/l);

X0―初始细胞浓度,(g/l)μm―最大比生长率,(h-1);

tL―生长迟缓期的时间,(h);

提高平均生产能力的措施:增加接种量,X0值增大 ;

接种时接入处于生长旺盛期的种子,可以有效地缩短tL ;

选育μm值较大的生产菌株或高产菌株 ;

辅助操作所占用时间的影响,对发酵周期较短的过程影响很大;

而对长周期发酵产品则影响较小. 补料发酵 优点消除发酵初期底物抑制,减少副产物的形成,延长产物发酵时间,提高产品收得率.缺点开始时装料系数小,设备利用率有所下降;

培养基流加需添加辅助设备,易造成杂菌污染. 连续培养的主要优点是生产能力较高,将连续培养与分批培 养的生产能力相比较,得xm―最大细胞浓度;

x0―起始细胞浓度;

μm ―最大比生长速率;

DC―临界稀释速率;

Y―细胞得率系数(对限制性基质);

当发酵采用的微生物不受底物抑制,具有较强的基质转化能力和生产效率时,可采用分批发酵,对设备的要求低.微生物能高效地利用基质、菌种遗传性能稳定及抗杂菌污染能力强,可采用连续发酵.以发酵后处理成本为主的发酵不适于进行连续发酵,因为产物浓度低,提取成本高,可采用分批补料发酵. 后处理成本 下游工艺的优劣对产品成品的影响主要表现在:影响着成本的最终收得率;

提取过程动力费用大;

提取过程要耗用大量的溶剂、吸附剂、中和剂等辅助材料;

设备投资大,有的已占有全厂设备总投资额的80%,或是发酵设备投资额的5~6倍. 提取收得率是后处理中判断工艺是否优越的重要指标.对于同一种发酵产品,提取工艺不同时,其技术经济指标的差异很大 . 发酵规模 从理论上说,规模越大越经济.规模大小与成本的关系可用下列经验式: n―规模系数(啤酒:n=0.6;