生物化工技术绪论

1、2021-10-292021-10-292021-10-292021-10-29课程的性质、地位和任务课程的性质、地位和任务培养具有食品发酵及农牧业相关发酵培养具有食品发酵及农牧业相关发酵产品的生产、检测、销售及推广知识产品的生产、检测、销售及推广知识和技能的高素质技能型专门人才。和技能的高素质技能型专门人才。学生就业岗位分析学生就业岗位分析职职业业岗岗位位群群菌种扩培员菌种扩培员发酵工艺控制员发酵工艺控制员生产管理员生产管理员质检员质检员分离纯化工艺控制员分离纯化工艺控制员营销员营销员2021-10-29微生物专业课程体系设置微生物专业课程体系设置职业道德与职业素质训导职业道德与职业素质训导

2、菌种扩培技术菌种扩培技术 菌种选育技术菌种选育技术 菌种保藏技术菌种保藏技术关键职关键职业技能业技能发酵工艺控制发酵工艺控制技术、发酵工技术、发酵工程实验技术程实验技术分离纯化技术分离纯化技术 工业发酵分析工业发酵分析技术技术生产管理技能生产管理技能 生物化工技术生物化工技术，生物，生物工程下游技术，生物化学技术工程下游技术，生物化学技术 发酵工程实验技术，发酵工发酵工程实验技术，发酵工程与设备，酿酒技术，酶制剂程与设备，酿酒技术，酶制剂技术，发酵食品技术，微生态技术，发酵食品技术，微生态制剂技术，生物化工新产品，制剂技术，生物化工新产品，生物统计学，电子电工生物统计学，电子电工微生物技术微生

3、物技术菌种培养菌种培养普通普通化学，化学实验技术，化学，化学实验技术，仪器仪器及发酵分析技术及发酵分析技术发酵发酵分离纯化分离纯化检测检测销售销售市场营销技能市场营销技能 新知识新技术，食品质量安全新知识新技术，食品质量安全与与HACCPHACCP，GMPGMP规程规程 市场营销市场营销2021-10-29本课程在专业中的位置本课程在专业中的位置微生物制品生产流程：微生物制品生产流程：菌种培养菌种培养发酵发酵分离纯化分离纯化检测检测销售销售微生物技术微生物技术发酵食品技术发酵食品技术酿酒技术等酿酒技术等生物工程下游技术生物工程下游技术生物化工技术生物化工技术等等仪器及发酵分析技术仪器及发酵分析

4、技术化学应用技术化学应用技术等等市场营销市场营销2021-10-29教学内容设计教学内容设计三、教学内容设计三、教学内容设计遵遵循循原原则则2021-10-29教材分析与教材处理教材分析与教材处理2021-10-292021-10-29 2021-10-29教学计划教学计划2021-10-292021-10-29学习要求学习要求2021-10-292021-10-29一、本课程的学习内容和任务一、本课程的学习内容和任务2021-10-29淀粉淀粉发酵发酵预热预热蒸发蒸发味精味精结晶结晶干燥干燥中和中和生化反应生化反应化学反应化学反应流体输送流体输送传热传热（物理变化过程）（物理变化过程）传质传

5、质传质和传热传质和传热湿法磷酸生产工艺流程磷矿石磷矿石 破碎破碎 球磨球磨 酸解反应酸解反应 过滤过滤 浓缩浓缩 精制精制 磷酸（化肥、磷酸（化肥、饲料用）饲料用） 磷酸（医药、磷酸（医药、食品用）食品用） 硫酸硫酸HF气体气体（回收）（回收） 过滤过滤 水水 滤渣石膏滤渣石膏 洗液洗液 加工成盐加工成盐 柠檬酸生产工艺流程柠檬酸生产工艺流程 白薯干白薯干 粉碎粉碎 发酵反应发酵反应 过滤过滤 中和过滤中和过滤 酸解过滤酸解过滤产品产品柠檬酸柠檬酸 石灰乳石灰乳CaCO3 粗盐液粗盐液 净化净化 H2SO4 废糖液废糖液 浓缩浓缩 结晶结晶 离心离心 干燥干燥 菌体、残渣菌体、残渣 化工生产的

6、两大部分化工生产的两大部分 化学反应过程化学反应过程 核心部分核心部分辅助部分辅助部分 化工生产所不可缺少化工生产所不可缺少 前、后处理过程前、后处理过程 2021-10-292021-10-29单元操作单元操作具有共同物理变化特点的化工基本操作。具有共同物理变化特点的化工基本操作。2021-10-29：常见的单元操作2021-10-29 2021-10-292021-10-29 单元操作的基本原理；单元操作的基本原理； 单元操作典型设备的结构；单元操作典型设备的结构； 单元操作设备选型设计计算。单元操作设备选型设计计算。研究内容研究内容 高效率、低能耗、环保；高效率、低能耗、环保； 开发新的

7、单元操作开发新的单元操作 单元操作集成工艺与技术。单元操作集成工艺与技术。研究方向研究方向2021-10-292021-10-29 包括蒸馏、吸收、包括蒸馏、吸收、萃取、吸附、膜分离等。从工萃取、吸附、膜分离等。从工 程目的来看，这些操程目的来看，这些操作都可将混合物进行分离，故又称之为分离操作。作都可将混合物进行分离，故又称之为分离操作。 包括气体的增湿与减湿、结晶、干燥等。包括气体的增湿与减湿、结晶、干燥等。2021-10-29所有的单元操作都是物理性操作所有的单元操作都是物理性操作，只改变物，只改变物 料的状态或物理性质，并不改变化学性质。料的状态或物理性质，并不改变化学性质。 单元操作

8、是化工及有关行业生产过程中共有单元操作是化工及有关行业生产过程中共有 的操作的操作，只是不同的化工生产中所包含的单只是不同的化工生产中所包含的单 元操作数目、名称与排列顺序不同。元操作数目、名称与排列顺序不同。 单元操作作用于不同的化工过程时，单元操作作用于不同的化工过程时，基本原基本原 理相同，所用的设备也是通用的理相同，所用的设备也是通用的。2021-10-29 2021-10-292021-10-29三、基本概念与方法三、基本概念与方法损耗产品原料GGG物料衡算的通式物料衡算的通式2021-10-29定态过程，积累为零。则定态过程，积累为零。则：输出输入GG衡算的系统衡算的系统整个生产过

9、程整个生产过程某一设备某一设备系统中的所有物料系统中的所有物料某一个组分某一个组分衡算的对象衡算的对象例例2021-10-292.热量衡热量衡算算损失输出输入QQQ依据：能量守恒定律依据：能量守恒定律 即任何时间内输入系统的总热量等于系统输出的总热量即任何时间内输入系统的总热量等于系统输出的总热量与损失的热量之和。与损失的热量之和。 热量衡算通式热量衡算通式2021-10-29 2021-10-29 2021-10-291.基本量和导出量基本量和导出量参与生产过程的物料所具有的物理性质（参与生产过程的物料所具有的物理性质（粘度、密粘度、密度、热导率等度、热导率等）和参变量（）和参变量（温度、压

10、强、流速等表温度、压强、流速等表示过程的特征示过程的特征）统称为）统称为物理量物理量。这些种类繁多的物理量可通过几个彼此独立的基本量这些种类繁多的物理量可通过几个彼此独立的基本量来表示来表示(基本量所用单位叫基本单位基本量所用单位叫基本单位)。这种由基本量。这种由基本量导出的物理量称为导出量导出的物理量称为导出量(导出量所用单位叫导出单位导出量所用单位叫导出单位) 。2021-10-292.2.单位制单位制基本单位：基本单位：7个，化工中常用有个，化工中常用有5个个:长度（长度（米米/m），质量（），质量（千克千克/kg），时间（），时间（秒秒/s），温），温度（度（K），物质的量（），物质的

11、量（摩尔摩尔/mol） 发光强度(坎/Cd)、电流强度( 安/A)国际单位制国际单位制 SI制制基本单位：长度（基本单位：长度（厘米厘米cm），），质量（质量（克克g），时间（），时间（秒秒s）物理单位制物理单位制 CGS制制基本单位：长度（基本单位：长度（米米m），重量或力），重量或力（千克力千克力kgf），时间（），时间（秒秒s）工程单位制工程单位制2021-10-292021-10-29例例11 1kgf=9.81=9.81N， 1 1cm=0.01=0.01m上述关系代入上述关系代入 ，得：，得：2522/10013. 101. 081. 9033. 1033. 1mNmNcmkgf已

12、知已知1atm = 1.033kgf/cm2,将其换算成将其换算成N/m2。2021-10-29【例例2】通用气体常数通用气体常数R0.08206 atmLmolK，试用国际，试用国际单位单位JmolK表示。表示。KmolJKmolmPaLmatmPaKmolLatmR/314. 8314. 81000110132508206. 0332021-10-292021-10-29作作 业业P5 1、2、32021-10-29P5答案1.解：解：查附录一：查附录一：1Pa s=10P(泊泊)， 所以所以1泊泊=0.1Pa s2.解：解：查附录一：查附录一：1W=1.341 10-3hp2hp=2/1

13、.341KW=1.19KW3.解：解：smL/01. 06010600min/600332021-10-29例题在两个蒸发器中，每小时将在两个蒸发器中，每小时将5000kg的无机盐水溶液的无机盐水溶液从从12（质量）浓缩到（质量）浓缩到30%。第二蒸发器比第一。第二蒸发器比第一蒸发器多蒸出蒸发器多蒸出5%的水分。试求：的水分。试求：（1）各蒸发器每小时蒸出水分的量；）各蒸发器每小时蒸出水分的量；（2） 第一蒸发器送出的溶液浓度。第一蒸发器送出的溶液浓度。2021-10-29 选择衡算基准选择衡算基准（连续操作以单位时间为基准，间歇操连续操作以单位时间为基准，间歇操作以一批操作为基准）作以一批操

14、作为基准） 由于连续操作，以由于连续操作，以1小时为基准小时为基准。蒸发器1蒸发器2x1W1W2F0=5000kg/hx0=0.12F1F2x2=0.3 划定衡算的范围划定衡算的范围 为求各蒸发器蒸发的水量，以整个流程为衡算范围，为求各蒸发器蒸发的水量，以整个流程为衡算范围，用用一圈封闭的虚线一圈封闭的虚线画出画出。 解：解：画一个流程图表示进行的过程画一个流程图表示进行的过程 用方框表示设备，输入输出设备的物流方向用箭头表示。用方框表示设备，输入输出设备的物流方向用箭头表示。2021-10-29 确定衡算对象确定衡算对象 此题中有两个未知数，蒸发的水量及送出的盐溶液量，因此，我们就以不同衡算

15、对象列出两个衡算式。 对盐盐作物料衡算：2200 xFxF对总物料总物料作衡算：2125000WWF代入已知数据，得：23 . 012. 05000FhkgF/20002hkgWW/300021由题意知1205. 1WW hkgWhkgW/6 .1536 /4 .1463212021-10-29 求第一个蒸发器送出的溶液浓度，选择第一个蒸发器为衡算范围。对盐作物料衡算：1100 xFxF 对总物料作衡算：110FWF 代入已知数据，得：1112. 05000 xF14 .14635000F解得：hkgF/6 .35361%97.161697. 01x2021-10-29各学科间的关系无机化学无机化学分析化学分析化学