液体培养基制备

1、1液体培养基的制备以酒精发酵等所需的糖化工艺为介绍对象2一糖蜜原料的预处理用于酒精发酵n来源：q糖蜜是甘蔗或甜菜糖厂的副产品分为甘蔗糖蜜和甜菜糖蜜。 q含有相当数量的可发酵性糖q约4.9吨废糖蜜可以生产1吨酒精3n糖蜜成分：q干物质浓度很大q糖分高q易长杂菌50100万个/克q灰分多设备结垢q胶体物质多发酵时产生大量气泡n因此必须进行预处理q稀释、酸化、灭菌、澄清和添加营养盐。4(一)稀释n糖蜜一般锤度为8090，含糖分50以上，发酵前必须稀释n稀释糖蜜的浓度随生产工艺流程和操作而不同q酒母培养：1215%q酒精发酵：20%锤度：糖在糖水中的波美质量分数 ，由锤度计测量，有其与糖质量百分含量的

2、对照表可查找5(二)酸化n目的q灭菌n防止杂菌繁殖使适于酵母的生长同时加热到50-60，保持56 hrq沉淀灰分、胶体物质，加速澄清n常用硫酸来酸化（至pH 3.84.0），也可用盐酸6(三)添加营养盐n原因：以利酵母生长q含氮化合物、磷酸盐类及生长素，在糖蜜中不足甘蔗糖蜜 与甜菜糖蜜所需添加的不同7n甜菜糖蜜 ：只缺乏磷酸盐 ，过磷酸钙、磷酸氢二铵n甘蔗糖蜜：氮源、磷源、镁盐和生长素 qN源：多采用 (NH4)2SO4q磷源：多采用过磷酸钙q硫酸镁：因激酶的催化反应离不开Mg2+q生长素：添加适量的玉米浆，米糠等8（四） 糖蜜预处理设备1 糖蜜和酒精贮罐3 糖液酸化罐92 糖蜜稀释设备连续稀

3、释器：n同时完成 稀释、加营养盐、防腐剂、加热n没有搅拌器，节省动力n圆筒形管，在管内装有若干隔板和筛板，以加强混合10卧式稀释器11错板式连续稀释器12胀缩式糖蜜连续稀释器中间收缩部分直径和筒身直径之比为1:23左右，收缩段的长度等于主体管的直径变管径式连续稀释器直径80120mm，高14001800mm13常用：罐式、管式、柱式罐式、管式、柱式 连续蒸煮工艺连续蒸煮工艺 注意注意 各设备的功能与流程搭配各设备的功能与流程搭配二淀粉质原料的蒸煮糖化设备蒸煮糖化流程蒸煮糖化流程原料原料 斗式升运机斗式升运机 料斗料斗 锤式粉碎机锤式粉碎机 螺旋拌料器（绞螺旋拌料器（绞龙）龙） 粉浆桶粉浆桶 加

4、热设备加热设备 后熟器后熟器 冷却设备冷却设备 糖化锅糖化锅14水水原料混合用水原料混合用水粉浆粉浆液体曲液体曲喷射加热泵或其它加热设备喷射加热泵或其它加热设备水力喷射泵水力喷射泵后熟器后熟器真空冷却器真空冷却器连续糖化罐连续糖化罐液体曲贮罐液体曲贮罐最后一个后熟器最后一个后熟器罐式连续蒸煮工艺罐式连续蒸煮工艺二次蒸汽回用预热物料二次蒸汽回用预热物料可由工厂原有的间歇蒸煮锅改造，只需要原有蒸煮锅串联起来做为后熟器，再增加预热器即可。冷凝器冷凝器15流程说明n喷射加热泵或其它加热设备：利用蒸汽加热n后熟器：保温一定时间，起到后熟作用q多个后熟器：避免反混，使物料先进先出，停留时间一致n最后一个后

5、熟器：也叫气液分离器，装液50%，分离二次蒸汽，回用到前面预热粉浆n料液进入 冷却器，图中为真空冷却器q从气液分离器出来后，温度约100度，然后去冷却16n真空冷却器q 物料的水在一定真空度下蒸发，其需要的汽化潜热，取自料液本身，因而料液很快被冷却到与真空度相应的温度q二次蒸汽进入冷凝器，与其中的水直接接触而被冷凝，不凝性气体被真空泵抽走n真空泵一般用水力喷射泵或蒸汽喷射泵q冷却的物料从冷却器底部排出，温度约6517n冷却物料，进入糖化罐，加入液体曲或糖化酶，维持40-50 min，进行糖化n出糖化罐，进入喷淋冷却器，冷却至发酵温度p 注意，此流程并不是唯一的，加热、冷却醪液的方法多样18（1

6、）加热设备12345678压力表 人孔 糊化醪出口安全阀制液体曲醪出口加热蒸汽入口罐耳粉浆入口n蒸煮罐q粉浆由往复泵从下端进口压入罐内q被加热蒸汽迅速加热，罐内压力 0.30.35 Mpaq蒸汽入口前须装止逆阀q高径比3：119（1）加热设备n套管式加热器q由三层套管组成，内层与中层管壁上钻有许多小孔；q粉浆流经中层管，流速0.1m/sq高压蒸气(0.5 Mpa)从内外两层进入，穿过小孔向粉浆喷射。q蒸气管道需装止逆阀。20这两种加热设备都有一定缺点n高温蒸汽与低温物料接触，温度压力剧烈变化，噪音大n加热设备直径大于物料管直径，有返混，不能保证先进先出，故有的物料过热焦化，有的蒸煮不透n套管式

7、加热器套管式加热器物料与蒸汽压力不稳时，物料易进入蒸汽套管而焦化、堵塞，清洗很麻烦21（1）加热设备n喷射加热器（喷射液化器）n原理：q料液经喷嘴高速喷出，周围产生负压（真空室），吸入蒸气，物料与蒸汽在混合室内混合，加热。蒸气料液扩大管吸入口喷嘴混合室真空室混合后料液22以玉米为原料生产酒精2324加热蒸汽耗量的计算粉浆加热器或蒸煮罐加热的蒸汽消耗量可由热量平衡决定：加热蒸汽凝结水的热焓（千焦/公斤）（t1t2）蒸汽消耗量（公斤/小时）进入粉浆加热器或蒸煮罐的粉浆量（公斤/小时）粉浆比热粉浆比热（千焦/公斤开）t1预热后粉浆温度（开）t2蒸煮温度（开）加热蒸汽的热焓（千焦/公斤 ）注意，两热焓

8、所对应的温度不同，而且凝结注意，两热焓所对应的温度不同，而且凝结水的热焓可以自己从其温度计算水的热焓可以自己从其温度计算25粉浆比热计算C水水比热（千焦公斤开）CC0100WW100100C水+CC0 x100100 x+ C水100C所求比热（千焦公斤开）C0干物质比热（千焦公斤开） 淀粉质原料可采用0.37千卡公斤0C（1.55千焦公斤开）W含水量（，重量）x含干物质量（，重量）或26kg/h. 963377-273820-903.539205DK)kJ/(kg 53.31006.2410018.41006.2455.1C%6.249205%862360 t/h,92055.212419.

9、63G t63.22419.63故蒸汽用量为：则其比热为：其中的干物质浓度为：，则淀粉浆量即每小时液化淀粉原料解：注意，此时得到的蒸煮醪液量为多少？注意，此时得到的蒸煮醪液量为多少？377kJ/kg如果不给出，自己能算吗？如果不给出，自己能算吗？27(2)后熟器/汽液分离器n作用：维持温度n加热罐与后熟器，为防止返混，直径均不宜太大，个数也不宜太少。n出口温度100 口28式中 最后一个后熟器二次蒸汽量（公斤时） 糊化醪流量（公斤时） 糊化醪比热（千焦公斤开） t2进入后熟器之前糊化醪的温度（开） t3 糊化醪在最后一个后熟器的温度（开） 汽化潜热（千焦公斤） 设备在四周散失的热量，取为前项的

10、10%二次蒸汽量由热量平衡计算得：GC(t2t3)QW=GC(t2t3)W=90%所以汽化潜热是在汽化潜热是在 t3 下查水蒸汽表的值下查水蒸汽表的值最后一个后熟器产生的二次蒸汽量的计算最后一个后熟器产生的二次蒸汽量的计算29（3）冷却设备n第一种思路：真空冷却器q 物料在一定真空度下蒸发部分水，其需要的汽化潜热，取自料液本身，因而料液很快被冷却到真空相应的温度，称为真空冷却。q欲保持真空冷却器中真空度，一般要借助于水力喷射泵或蒸汽喷水力喷射泵或蒸汽喷射泵射泵，连续地抽去真空冷却器中的二次蒸汽n以下介绍这两种产生真空的装置30n水力喷射泵：由水泵将冷水压入喷射泵，经泵中喷嘴高速（1530m/s

11、）喷射造成真空，被抽吸的气体与水混合进入下水管，水可以循环使用。31高位安装高位安装n为了使得水、物料等能够抵御负压而流下n真空冷却器、冷凝器、喷射泵三者均高位安装32蒸汽喷射泵n蒸汽从喷嘴高速喷出，使真空室内产生负压，从气体吸入口处抽吸气体，在混合室混合经扩大管排出。工作蒸气工作蒸气喷嘴喷嘴真空室真空室扩大管扩大管吸入口吸入口混合室混合室压出口压出口二次蒸汽二次蒸汽即，用一次蒸汽，吸入二次蒸汽，以提供真空蒸汽喷射泵出口的一、二次蒸汽混合物，可用于加热物料33使用时，将汽液分离器的出汽口与蒸汽喷射器的二次蒸汽进口连通。汽液分离罐产生的二次蒸汽，被吸入蒸汽喷射器与一次蒸汽混合之后，去加热液化罐中

12、的粉浆。这与P15页中，用水力喷射泵时的蒸汽回收情况类似安装后管路中的蒸汽喷射器安装后管路中的蒸汽喷射器34（3）冷却设备）冷却设备n喷淋冷却器料液料液冷水喷淋却器结构35薄板换热器36螺旋板换热器不变）。设加热过程中醪液比热，求加热蒸汽用量（假时，且下，蒸汽，已知，液化温度为，浆料初温为：工艺，料水比为），采用连续蒸煮液化吨（干物质浓度中，日投工业淀粉谷氨酸发酵糖化车间例kJ/kg37790kJ/kg2738I13090205 . 2 1%8619. 631 . 237kg/h8.113452.64512000/hm40051611.02.645,kg/m1611.065kg/h2.6454.23431512000mkJ/h1512000651006.312000Q6510033量为从冷却器中排出的醪液故二次蒸气体积为：下蒸汽密度查得为则产生的二次蒸气为：放出的热量为：到糊化醪从解：。取管长：可得管径为，其在排醪管内速度为同理，设糊化醪密度为，故：取高径比为其直径，度不大于取冷却器内蒸汽上升速8mm,77. 776057233.10Lm0607. 0m/s1,kg/m1090m8 . 1H15 . 1m2 . 11360040054D1m/s3产生的二次蒸汽温度是多少？产生的