生物工程设备+绪论课件

生物工程设备

BiotechnologyEquipment

E-mail:shihaiying@tel、生物工程设备研究的对象及内容研究对象：生物工厂中广泛使用的，与生产工艺紧密结合的设备；研究内容：各类型设备的工作原理、结构、适用对象、特点以及设计计算；依托基础知识：化工原理、机械设计基础、微生物学、生物工艺学、高等数学等。绪论讲课顺序及处理按教材顺序生物反应器、物料处理及产物分离纯化设备、辅助系统设备讲课顺序（照顾教材、工厂实际，采用上游、中游、下游）

第一篇生物工程上（中）游设备第一章物料输送设备第二章物料处理与培养基制备第三章空气净化除菌与空气调节第四章嫌气发酵设备第五章通风发酵设备第六章植物细胞[组织]和动物细胞培养反应器第二篇生物工程下游设备第一章过滤离心膜分离设备第二章萃取离交吸附与色谱分离设备

第三章蒸发与结晶设备第四章干燥设备第五章蒸馏设备第六章内压薄壁容器设计三、发酵设备分类

1、专业设备：只应用在生物工程工厂的设备液化设备、糖化设备、发酵设备、连消设备；

2、通用设备：除生物工厂应用外，其他行业也使用：泵、阀门、粉碎机、过滤设备、热交换3、非标设备：无统一标准的设备，根据实际需要定做：储罐、计量罐等。四、生物工程及其设备的发展生物工程的发展促进了生物工程设备的发展，生物工程设备的发展进一步加速了生物工程工厂的现代化进程。二者相互促进，共同提高。生物工程及其设备的发展2、纯培养阶段1675年，虎克利用显微镜观察到微生物；19世纪初人类利用酵母进行大规模发酵生产酒精、乳酸、面包酵母、柠檬酸和蛋白酶等初级代谢产物。19世纪中叶，法国酿造葡萄酒时遇到了麻烦，酒总是变酸，祈求正在对发酵作用机制研究的巴斯德

乳酸杆菌。生物工程及其设备的发展3、好氧发酵阶段1929年Flemming爵士发现了青霉素，10年以后，二战爆发，英国的一些科学家恢复了弗来明的工作，并在美国获得了成功。生产抗生素，必须要严格的无菌操作技术，同时要从外界通入大量的空气而又不污染杂菌技术，还要想方设法从大量培养液中提取这种当时产量极低的较纯的青霉素。生物工程及其设备的发展设备方面：为提高溶氧能力、降低生产成本，使发酵罐向多方向发展，相继出现机械搅拌罐、气升式发酵罐、自吸式发酵罐等。生物工程及其设备的发展4、代谢控制发酵阶段1950年，日本建立了代谢控制发酵技术，出现以谷氨酸、赖氨酸为代表的氨基酸发酵及肌苷酸、鸟苷酸为主的核苷酸发酵技术。实现了对微生物代谢的人工调节，又使生物技术进了一步。代谢控制1960年，增加酶制剂工业产物抑制和底物抑制理论的出现，使发酵工业出现流加技术和发酵提取耦合技术，同时出现了谷氨酸、赖氨酸生产的流加设备.

生物工程及其设备的发展5、基因工程阶段1979年，建立起基因操作技术，使发酵工业进入基因工程阶段，兴起了以动植物细胞培养技术及其工业化发展，其中以胰岛素、干扰素为代表。设备上出现了与之相应的动植物细胞培养反应器，适应动植物细胞培养过程中对氧、温度、剪切力的需要。五、生物工程设备发展趋势1、设备材料优质化有地缸、木桶——水泥池——碳钢、低合金钢——优质合金钢；2、发酵罐容积大型化传统木桶200~400L——目前啤酒400m3谷氨酸罐700m3；单细胞蛋白1500m3；废水处理生化反应器27000m3；喷雾干燥塔的蒸发能力50kg/hr—5000kg/hr.生物工程设备发展趋势3、自动化程度高发酵由传统的人工手动操作发展到温度、搅拌、风量、风压、pH、溶氧、消泡、补料等全部采用微机控制，消除了认为误差。4、设备趋于标准化有原来的自行设计、加工发展到专业生产厂家提供图纸及加工安装培训一条龙服务。生物工程设备发展趋势L-乳酸提取工艺流程发酵液→中和过滤→浓缩→结晶→过滤→酸解→过滤→离交→浓缩→脱色→高真空罐蒸馏→L-乳酸改进后提取流程发酵液→粗过滤→微滤→超滤→纳滤→分子蒸馏→L-乳酸生物工程设备发展趋势

6、分批生产向连续生产发展连续生产与分批生产相比具有操作简单、生产能力大、设备利用率高、产品质量稳定易于实现自动化的优越性。例：液化、糖化、连消、发酵、浓缩、干燥、结晶、蒸馏等均可进行连续操作。生物工程设备特点及要求2、基本要求在满足工艺、产量质量要求的前提下，尽最大可能节省投资，降低成本。强度和刚度要求；加工费用、运转费用降低；生产能力越大，投资越省，CCT罐增容10倍，投资只增加4~5倍；设备利用率越高，成本越低。尽可能提高利用率七、如何学习《生物工程设备》

运用生物化学、微生物学、化工原理等已学过的知识，详细了解和掌握发酵条件下的微生物或动植物细胞的特点，为各种反应创造所需要的最佳环境，以控制微生物或动植物细胞生长代谢途径，在此基础上，达到提高转化率或产量的目的。

如何学习《生物工程设备》抽出适当时间到工厂参观学习，对设备有一定的感性认识，做到理