《发酵设备绪论》PPT课件.ppt

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1、发酵设备发酵设备本课程是大学本科生物化工与发酵专业的专业课，本课程是大学本科生物化工与发酵专业的专业课，通过课堂教学和课外练习，使学生掌握通过课堂教学和课外练习，使学生掌握微生物发酵微生物发酵工厂的设备流程、设备结构及工作原理，主要设备工厂的设备流程、设备结构及工作原理，主要设备的设计计算及选型的设计计算及选型，初步了解设备的安装与维护。，初步了解设备的安装与维护。在此基础上，了解国内外在此基础上，了解国内外发酵工程与设备的新技术、发酵工程与设备的新技术、新设备及发展动向新设备及发展动向。通过本课程的学习，使学生初。通过本课程的学习，使学生初步具有独立分析和解决发酵生产及试验研究上的工步具有独

2、立分析和解决发酵生产及试验研究上的工程设备问题的能力。程设备问题的能力。.发酵设备发酵设备课程简介课程简介发酵设备发酵设备课程简介课程简介课程性质、目的与任务课程性质、目的与任务性质：生化设备主要介绍，生物工程生产过程性质：生化设备主要介绍，生物工程生产过程中常用设备的结构、特点、原理、设计、计算、中常用设备的结构、特点、原理、设计、计算、选型及保养。选型及保养。目的：对生产生物产品的设备有初步了解，适目的：对生产生物产品的设备有初步了解，适应工业化生产的要求。应工业化生产的要求。任务：掌握常见生化设备的结构原理，能进行任务：掌握常见生化设备的结构原理，能进行设计和选型。设计和选型。发酵设备发

3、酵设备课程简介课程简介 本课程是生物工程专业主干课程之一，它系统地论述了微生物本课程是生物工程专业主干课程之一，它系统地论述了微生物发酵工业中培养基灭菌发酵工业中培养基灭菌.空气净化系统设备空气净化系统设备.发酵设备的结构发酵设备的结构.通气通气.搅拌功率计算和设备放大的方法，发酵产品的分离和提纯设备，包搅拌功率计算和设备放大的方法，发酵产品的分离和提纯设备，包括：固液括：固液.液液-液分离，蒸发结晶，干燥等单元操作。液分离，蒸发结晶，干燥等单元操作。着重针对各单元操作的基本原理，结合生物技术产品的工艺要着重针对各单元操作的基本原理，结合生物技术产品的工艺要求，对设备的选型及设计方法进行全面分

4、析和计算。求，对设备的选型及设计方法进行全面分析和计算。在授课中列举大量工厂实用的例子和有关工厂设计的参数，培在授课中列举大量工厂实用的例子和有关工厂设计的参数，培养学生综合思考问题的能力，为毕业设计环节奠定基础。养学生综合思考问题的能力，为毕业设计环节奠定基础。教教 材：材：生化工程设备、高孔荣主编，生化工程设备、高孔荣主编，轻工业出版社，轻工业出版社，19951995年年参考书目：参考书目：微生物工程，微生物编写组，微生物工程，微生物编写组，上海出版社，上海出版社，19751975年年 生化工程设备生化工程设备,梁世忠主编，轻工业出版社，梁世忠主编，轻工业出版社，20052005年年成绩评

5、定：平时成绩成绩评定：平时成绩20%20%考试成绩考试成绩80%80%考核方式：考试考核方式：考试 笔试笔试发酵设备发酵设备课程简介课程简介第一章第一章 物料的处理与输送设备物料的处理与输送设备 第一节第一节 筛选与粉碎机筛选与粉碎机 第二节第二节 气流输送气流输送 第三节第三节 输送机械输送机械第二章第二章 原料蒸煮、糖化和培养基灭菌原料蒸煮、糖化和培养基灭菌 第一节第一节 酒精厂原料的蒸煮糖化酒精厂原料的蒸煮糖化 第二节第二节 啤酒厂糊化锅、糖化锅啤酒厂糊化锅、糖化锅 第三节第三节 味精厂水解设备味精厂水解设备 第四节第四节 培养基的灭菌培养基的灭菌 第五节第五节 加热和冷却设备加热和冷却

6、设备第三章空气除菌设备第三章空气除菌设备 第一节空气除菌第一节空气除菌 第二节空气过滤除菌流程第二节空气过滤除菌流程 第三节第三节 过滤除菌设备原理结构和计算以及反应设备介过滤除菌设备原理结构和计算以及反应设备介绍绍发酵设备发酵设备课程简介课程简介第四章第四章 嫌气性发酵设备和连续性发酵嫌气性发酵设备和连续性发酵 第一节第一节 酒精发酵设备酒精发酵设备 第二节第二节 新型啤酒发酵设备新型啤酒发酵设备 第三节第三节 连续发酵连续发酵 第四节第四节 连续发酵流程与设备连续发酵流程与设备 第五章第五章 通风发酵设备通风发酵设备 第一节第一节 通风发酵罐通风发酵罐 第二节第二节 搅拌器轴功率计算搅拌器

7、轴功率计算 第三节第三节 通气发酵罐中溶氧速率与通气通气发酵罐中溶氧速率与通气 、搅拌的关系、搅拌的关系 第四节第四节 发酵罐的比拟放大发酵罐的比拟放大 第五节第五节 参数的检测及自动化简介参数的检测及自动化简介第六章第六章 过滤与分离设备过滤与分离设备 第一节第一节 过滤介质过滤介质 第二节第二节 滤饼比阻力滤饼比阻力 第三节第三节 过滤设备过滤设备 第四节第四节 离心分离设备离心分离设备 第五节第五节 超过滤简介超过滤简介发酵设备发酵设备课程简介课程简介第七章第七章 蒸发与结晶蒸发与结晶 第一节第一节 蒸发设备蒸发设备 第二节第二节 结晶设备结晶设备 第八章第八章 干燥设备干燥设备 第一节

8、第一节 气流干燥气流干燥 第二节第二节 沸腾干燥沸腾干燥 第三节第三节 喷雾干燥喷雾干燥 第四节第四节 冰冻干燥冰冻干燥如何学习如何学习发酵设备发酵设备发酵工业正为人类的健康和生产实践服务，生产了大量发酵工业正为人类的健康和生产实践服务，生产了大量的抗生素、酶制剂、氨基酸、维生素、蛋白质以及其他的抗生素、酶制剂、氨基酸、维生素、蛋白质以及其他有用产品。有用产品。运用生物化学、微生物学等已学过的知识，了解和掌握运用生物化学、微生物学等已学过的知识，了解和掌握发酵条件下的发酵条件下的微生物新成代谢的规律和整个反应过程所微生物新成代谢的规律和整个反应过程所涉及的各个条件涉及的各个条件及作用，对微生物

9、各种反应做定量的动及作用，对微生物各种反应做定量的动力学方面初步研究以力学方面初步研究以控制微生物生命活动的途径控制微生物生命活动的途径，在此基础上，学习和掌握微生物代谢过程中的在此基础上，学习和掌握微生物代谢过程中的物质传递物质传递机理机理；同时，认识和了解整个生物反应过程中的设备结；同时，认识和了解整个生物反应过程中的设备结构和计算、形式各异的构和计算、形式各异的反应器的结构和特点反应器的结构和特点，即在这门课程中，对微生物发酵工业中培养基灭菌、空即在这门课程中，对微生物发酵工业中培养基灭菌、空气除菌、反应动力学数学模型的建立、发酵设备的结构、气除菌、反应动力学数学模型的建立、发酵设备的结

10、构、通气搅拌功率计算和设备放大、设备选型及设计方法进通气搅拌功率计算和设备放大、设备选型及设计方法进行较为全面的分析和了解。行较为全面的分析和了解。发酵的定义发酵的定义1 1、传统发酵、传统发酵2 2、生化和生理学意义的发酵、生化和生理学意义的发酵3 3、工业上的发酵、工业上的发酵发酵设备发酵设备课程简介课程简介1、传统发酵最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁最初发酵是用来描述酵母菌作用于果汁或麦芽汁产生气泡的现象，或者是指酒或麦芽汁产生气泡的现象，或者是指酒的生产过程。的生产过程。2、生化和生理学意义的发酵指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产指微生物在无氧条件下，分解各种有机物质产生能量的

11、一种方式，或者更严格地说，发酵是生能量的一种方式，或者更严格地说，发酵是以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。以有机物作为电子受体的氧化还原产能反应。如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精如葡萄糖在无氧条件下被微生物利用产生酒精并放出并放出COCO2 2。3、工业上的发酵泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程 包括：包括：1.1.厌氧培养的生产过程，如酒精，乳酸等。厌氧培养的生产过程，如酒精，乳酸等。2.2.通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基通气（有氧）培养的生产过程，如抗生素、氨基酸、酶制剂等。酸、酶制剂等。产品有细胞代谢产物，也包括菌体细胞

12、、酶等。产品有细胞代谢产物，也包括菌体细胞、酶等。发酵设备发酵设备什么是发酵设备？包括那些设备？在发酵过程中什么是发酵设备？包括那些设备？在发酵过程中具有什么用途和意义？具有什么用途和意义？发酵设备发酵设备课程简介课程简介种子罐：种子罐：设备设备以确保发酵罐培养所必需的菌以确保发酵罐培养所必需的菌体量（体量（种子制备）种子制备）为目的。为目的。主发酵设备主发酵设备发酵罐：承担产物的生产任务。发酵罐：承担产物的生产任务。辅助设备（无菌空气和培养基制备）辅助设备（无菌空气和培养基制备）发酵液预处理设备发酵液预处理设备产品提取与精致设备产品提取与精致设备废物回收处理设备废物回收处理设备核心部分是什么

13、？核心部分是什么？发酵罐发酵罐是发酵工程中最重要的设备之一是发酵工程中最重要的设备之一发酵罐的定义：发酵罐的定义：是为一个特定生物化学过程的操作是为一个特定生物化学过程的操作提供良好而满意的环境的容器提供良好而满意的环境的容器。对于某些工艺来说，。对于某些工艺来说，发酵罐是个密闭容器，同时附带精密控制系统；而发酵罐是个密闭容器，同时附带精密控制系统；而对于另一些简单的工艺来说，发酵罐只是个开口容对于另一些简单的工艺来说，发酵罐只是个开口容器，有时甚至简单到只要有一个开口的坑。器，有时甚至简单到只要有一个开口的坑。微生物还原浸出微生物还原浸出氧化锰矿中锰槽浸中试装置氧化锰矿中锰槽浸中试装置厂厂

14、房房 与与 设设 备备发酵设备发酵设备课程简介课程简介一、选址1、空气好：人流、物流少，灰尘小干扰少，避免交通干线、无污染源：无垃圾箱、厕所、污水；应有草坪覆盖，清除花粉、易排水：地势较高、交通便利：运输成本低，方便员工 非常重视经济效益，做到经济合理，节约用地；要深入调查原料、交通情况、水源水质、工程地质、气候条件、周围环境、材料、燃料、电力、供汽和劳动力供应等建厂条件;贯彻国家工业布局的方针发酵设备发酵设备课程简介课程简介二、厂区、发酵工厂厂区包括下列几个项目：生产车间：生产成品和半成品的厂内所有工艺生产主工序部门，称为生产车间。包括从种子制备和发酵配料开始到成品分装，包装出厂全过程的生产

15、车间。它是工厂的主体。辅助车间：协助生产车间正常生产的各部门，称为辅助车间。包括原料仓库、成品仓库、机修部分排放物的处理等部门。动力车间：保证生产车间及全厂各部门正常工作的部门，称为动力车间。一般指锅炉房、变电站、配电室、空压站、水泵房、冷冻站，并含有地上、地下各类有关构成物。行管部门。运输设施和各类地上、地下工程管网。如上下水道，电缆或架空电气线路、物料管道、空气管道。绿化设施和美化环境布置。二、厂区2、布局合理：生产区、行政区、生活区 上风口：制剂车间、研究开发部、质量检查部 下风口：化学合成，发酵室，锅炉房，运输通道、无污染源：多草坪，无垃圾杂物、人流、物流分开，避免交叉污染三、室内、设

16、参观走廊、层数:1-3层 3、层高：A 车间.8-3.5M;技术夹层1.22.2m B 库房 4.56.0M4、墙壁天花板(内表面)：材料为彩钢板，平整光滑、弧形、无死角、布局：根据工艺流程，空间适中 安放设备合理，分别放置物料、半成品、更衣处：风淋、淋浴7、缓冲区：大于6平方米8、地面：水磨石；环氧树脂自流坪。（不用水泥地和大理石）9、门：无门槛，便于通行10、管道：暗装、易清洗11、防止鸟、虫、鼠（地漏、下水道处）四、净化级别尘埃粒子/M3活微生物数/M3换气次数 0.5um5um十万级3500万2万 500 15次/h万 级 35万 2000 100 20次/h百 级 35000 5垂直

17、层流0.3m/s水平层流0.4m/s十万级车间用途1、片剂、胶囊剂、丸剂等制剂生产；2、一般原料的精制、烘干、分装。万级车间用途1、可灭菌过滤，但最后容器不能灭菌。（分装压盖）2、能在最后容器中灭菌，但体积50ml 的配液（如大输液）。3、注射用药的配液、滤过（可再灭菌）4、滴眼药。5、不能热压灭菌的口服液（如蜂蜜）6、终容器不可灭菌的油、霜膏、乳化液 等制备。百级车间用途1.配液后灌装时不便灭菌药物的分 装和压盖2.配液后灌装时可以灭菌药物，但 体积 50ml3.注射液的分装压盖洁净区标识洁净区及其中物品、设备均有专用标识，的颜色（工作服）。五、车间条件1、照明：（1）照度300勒克斯（LX

18、）生产局部可增加照度，走廊等 可降低。（2）生产车间有应急照明设备防停电2、气压：（1）密封，门窗、管道等 （2）压差，不同洁净级别车间 5帕 （0.5mm水柱,0.0368mgHg），与外界10帕 （3）设压差表3、温湿度：与生产工艺适应 温度：18-26，空调、过滤器 相对湿度：45%-65%。4、紫外灯：30W/9-16M2，离地面1.8-2m5、清洗区：更衣、更鞋处及淋浴设备 洗手，烘干器，淋浴区 注意下水道位置，降低或者避免污染 工具室、维修室在洁净区外 100级区不设下水道6、设备料室 保证原料级别与生产时一致7、缓冲区：人流、物流均要6m2。8、人流、物流：人与物分开进出、专用通

19、道、包括电梯，避免交叉污染，进与出（物）分开，电线路尽可能短。六、设质检室 便于取样、检定、符合要求七、实验动物室：按有关规定设计、建造与生产不干扰八、特殊药品1、青霉素：专用空调、车间负压。2、激素、抗肿瘤药品：专用生产设备、排气净化，防尘措施。3、同位素：使用许可证、符合国家放射 保护要求。4、有毒菌种：专用生产设备、独立厂房、贮藏分开。5、血液制品：同上设 备(药用机械)1、选用：外形简捷、平整，材料耐腐蚀 便于安装 易于操作、维修和保养 易于清洗、消毒，所用润湿剂、冷却剂等不得污染药品。2、验证：性能和准确度符合生产要求，灭菌设备定期验证。3、管道：传送设备不得穿越不同洁净级别厂房4、制水设备：（尤其注射用水、纯化水）材料：无毒耐腐；管道：无死角、定期清洗、灭菌；保温循环：注射用水应65以上保温循环5、仪表、衡器：定期校精度与范围。6、其余设备定期维修、保养、验证。7、所有设备均有使用登记，详细记录维 修、保养情况，由专人管理。8、生产不同药品应避免设备交叉污染，做好清场工作。9、车间内有通讯设备，如电话10、GMP规定不同剂型药厂的最低限度设备11、设备手册（编号）：a，使用时间；b，作用；c，操作人；d，何时、如何清洗，检查与维修；e，使用效果。