液体培养基的制备

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1一糖蜜原料的预处理用于酒精发酵来源：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。含有相当数量的可发酵性糖约4.9吨废糖蜜可以生产1吨酒精2糖蜜成分：干物质浓度很大糖分高易长杂菌 50~100万个/克灰分多 设备结垢胶体物质多 发酵时产生大量气泡因此必须进行预处理稀释、酸化、灭菌、澄清和添加营养盐。3(一)稀释糖蜜一般锤度为80~90，含糖分50％以上，发酵前必须稀释稀释糖蜜的浓度随生产工艺流程和操作而不同酒母培养： 12~15%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对照表可查找4(二)酸化目的灭菌防止杂菌繁殖使适于酵母的生长同时加热到50-60℃，保持5~6hr沉淀灰分、胶体物质，加速澄清常用硫酸来酸化（至pH3.8~4.0），也可用盐酸5(三)添加营养盐原因：以利酵母生长含氮化合物、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6甜菜糖蜜：只缺乏磷酸盐，＋过磷酸钙、磷酸氢二铵甘蔗糖蜜：＋氮源、磷源、镁盐和生长素N源： 多采用(NH4)2SO4磷源： 多采用过磷酸钙硫酸镁： 因激酶的催化反应离不开Mg2+生长素： 添加适量的玉米浆，米糠等7（四）糖蜜预处理设备1糖蜜和酒精贮罐3糖液酸化罐82糖蜜稀释设备连续稀释器：同时完成稀释、加营养盐、防腐剂、加热没有搅拌器，节省动力圆筒形管，在管内装有若干隔板和筛板，以加强混合9卧式稀释器10错板式连续稀释器11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1:2～3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80～120mm，高1400～1800mm12

常用：罐式、管式、柱式连续蒸煮工艺注意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原料→斗式升运机→料斗→锤式粉碎机→螺旋拌料器（绞龙）→

粉浆桶

→加热设备→后熟器

→冷却设备→糖化锅13水原料混合用水粉浆液体曲喷射加热泵或其它加热设备水力喷射泵后熟器真空冷却器连续糖化罐液体曲贮罐最后一个后熟器罐式连续蒸煮工艺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14流程说明喷射加热泵或其它加热设备：利用蒸汽加热后熟器：保温一定时间，起到后熟作用多个后熟器：避免反混，使物料先进先出，停留时间一致最后一个后熟器：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料液进入冷却器，图中为真空冷却器从气液分离器出来后，温度约100度，然后去冷却15真空冷却器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真空泵一般用水力喷射泵或蒸汽喷射泵冷却的物料从冷却器底部排出，温度约65℃16冷却物料，进入糖化罐，加入液体曲或糖化酶，维持40-50min，进行糖化出糖化罐，进入喷淋冷却器，冷却至发酵温度注意，此流程并不是唯一的，加热、冷却醪液的方法多样17（1）加热设备12345678１－压力表２－人孔

３－糊化醪出口４－安全阀５－制液体曲醪出口６－加热蒸汽入口７－罐耳８－粉浆入口蒸煮罐粉浆由往复泵从下端进口压入罐内被加热蒸汽迅速加热，罐内压力0.3~0.35Mpa蒸汽入口前须装止逆阀高径比3：118（1）加热设备套管式加热器由三层套管组成，内层与中层管壁上钻有许多小孔；粉浆流经中层管，流速<0.1m/s高压蒸气(0.5Mpa)从内外两层进入，穿过小孔向粉浆喷射。蒸气管道需装止逆阀。19这两种加热设备都有一定缺点高温蒸汽与低温物料接触，温度压力剧烈变化，噪音大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20（1）加热设备喷射加热器（喷射液化器）原理：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21以玉米为原料生产酒精2223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）Ｄ＝ＧＣ（t1－t2）Ｉ－Ｄ——蒸汽消耗量（公斤/小时）Ｇ——进入粉浆加热器或蒸煮罐的粉浆量（公斤/小时）Ｃ——粉浆比热（千焦/公斤开）t1——预热后粉浆温度（开）t2——蒸煮温度（开）Ｉ——加热蒸汽的热焓（千焦/公斤）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24粉浆比热计算C水——水比热（千焦／公斤·开）C＝C0100－WW100100C水+C＝C0x100100－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25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？26(2)后熟器/汽液分离器作用：维持温度加热罐与后熟器，为防止返混，直径均不宜太大，个数也不宜太少。出口温度~100℃口27式中

Ｗ—最后一个后熟器二次蒸汽量（公斤／时）Ｇ—糊化醪流量（公斤／时）Ｃ—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）Ｑ—设备在四周散失的热量，取为前项的10%二次蒸汽量由热量平衡计算得：GC(t2－t3)－QW=GC(t2－t3)W=90%所以汽化潜热是在t3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28（3）冷却设备第一种思路：真空冷却器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。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射泵，连续地抽去真空冷却器中的二次蒸汽以下介绍这两种产生真空的装置29水力喷射泵：由水泵将冷水压入喷射泵，经泵中喷嘴高速（15~30m/s）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。30高位安装为了使得水、物料等能够抵御负压而流下真空冷却器、冷凝器、喷射泵三者均高位安装31蒸汽喷射泵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。工作蒸气喷嘴真空室扩大管吸入口混合室压出口二次蒸汽即，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32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33（3）冷却设备喷淋冷却器料液料液冷水喷淋却器结构34薄板换热器35螺旋板换热器36产生的二次蒸汽温度是多少？3738（