《发酵工程实验》教案：面包酵母液体深层通风发酵实验

面包酵母液体深层通风发酵试验一、试验目的流加补料掌握技术。发酵罐及管路、空气过滤器灭菌操作及发酵罐系统管路的生疏实罐灭菌—培育基灭菌试验观看并记录酵母菌扩培过程及上罐发酵过程菌种生长变化状况二、试验原理它物质面包酵母的微生物反响过程可用以下化学平衡式表示：6.67CH2O+2.10O2→C3.92H6.5O1.94+2.75CO2+3.42H2O(碳水化合物) (酵母菌体)200 67.2 84.6 121 61.6200g100g50%。在通风供氧充分的前提下，分批补料〔流加〕培育。本试验面包酵母所谓的反巴斯德效应CRABTREE效应：在酵母培育过程中，糖浓度过高、分批培育：对稳定死亡迟数生期期期分批培育是微生物在特定条件下只完成一个生长周期〔growthcycle〕的方法，即接种少量微生物在一密闭系统中生长生殖，直到某些几个生长阶段分别为迟滞期〔lagphase，对数生长期phase(stationaryphase对稳定死亡迟数生期期期细胞数对数时间〔hr〕养分物〔底物的浓度与组成影响微生物培育的生长速度对微生物的生长起至限制作用的养分物即所谓的限制性底物。 1949年莫诺〔Monod〕觉察微生物比生长速率与单一限制性底物存在肯定联系并借助数学方法建立了著名的阅历公式——莫诺方程：sμ=m+sμ—比生长速率，单位菌体在单位时间的增殖量〔h-1〕μm—最大比生长速率〔h-1〕微生物对底物的半饱和常数(g/L)S—单一限制性底物浓底(g/L)长速率和限制性期浓度符合Monod、分批补料培育〔Fed-batchculture〕分批补料培育是Yoshida〔1973〕运用。为一个常数，这种状态被称为半稳态或准稳态Quasistadystal。当以恒速流加培育基到达准稳态时：稀释率D=F/〔V0+Ft〕.Dd(xv)μXv=dtFVFV生长比速率h-1dt= = =D=F/(V0+Ft)补料液浓度(mol/L)SF=X/YX/S补料速度(L/h)F=V0μ0X为菌体浓度g/Yx/s为基质对菌体转化率g/mo般以葡萄糖为基质酵母培育时YX/S90g/mol。B.加的方法，加料速度随时间指数增长。抱负的变速流加时体积与补料速度变化为：醪液体积V=V0eμt补料速度F=μV0eμt所谓CrabtreeCrabtree〔1929〕觉察，面包酵母的呼吸活力5μg/L到的菌体量接近理论得率。三、试验仪器、设备和材料10升发酵罐PH仪，培育液及酸碱液流加装置，蠕动泵1台；摇淀粉水解糖液、尿素等原料。四、试验内容与方法：10际状况选用分批培育或分批补料培育，测定酵母浓度。主要内容有：基的配制及灭菌。总流程：斜面培育基配制与灭菌，接种，培育斜面培育所需仪器物品：灭菌锅、试管、棉塞、培育基原料、培育箱0500ml三角瓶三只、装液100ml、培育基、培育摇瓶、纱布。上罐培育发酵培育基制备，灭菌，接种。离或板框过滤器分批培育：105%培育。面包酵母菌的培育条件及培育基组成：酵母斜面培育基：10º麦芽汁固体斜面，PH5.0酵母摇瓶培育基：10º麦芽汁，PH5.0101%，尿0.2%，PH5.0酵母分批发酵培育基：玉米淀粉经液化、糖化，折合葡萄糖浓度为101%，0.2%，PH5.5。〔依据YX/O〕四、试验分析工程和方法酵母镜检；酵母浓度测定〔比浊法：湿重法：吸取10ml5min，去上清液，称量菌体湿重复原糖浓度：费林法〔见工业发酵分析〕发酵活力的测定〔选做：称取0.26g鲜酵母，加5g在30℃恒稳lh五、试验报告内容和数据处理曲线图。附：发酵系统介绍：技术指标概述pHDO及掌握功能，并配有机械消泡浆。指标1.2.15℃～50℃﹙±0.2℃﹚显示范围：0～15050～1000±5rpm空气流量：显示掌握范围0～10L/min2～12pH±0.05﹙酸碱双向﹚1.2.50～150±2℅补料、消泡蠕动泵各一台10L,2.0kg/c2.0kg/c131℃灭菌方法:手动掌握蒸汽消毒灭菌功率：主机：3kw,220v气源：2～4kg/c蒸汽：2～4kg/c管路说明AXX”,蒸汽管路阀门的标号为“SXWX电磁阀标号为“CXXPXX”,冷冻水管路标号为“CWNX空气及其净化〔空气予过滤器〕进入发酵罐空气总管，空气流量计针阀A01A02、单向阀、空气过滤器，阀A03VT1量，不是标准状态下的流量。蒸汽蒸汽进夹套蒸汽经阀S01进入夹套〔上进，经阀V01基预热。蒸气进反响器蒸汽经阀S02、单向阀、空气过滤器、阀A03阀VT1蒸汽进取样阀及放料阀蒸汽经阀S03P02自来水自来水进夹套当电磁阀C01W01〔下进，由夹套上口、阀W0、加热器、电磁阀C01闭时，夹套水经W02进入电加热器、循环泵、单向阀进入夹套〔下口，酵液。特别提示：温度自动前必需对夹套注水。自来水进排气冷凝器自来水经阀W03基的水分蒸发冷却水〔选配〔消毒后降温应优先使用 自来水〕冷冻水经电磁阀C02T02〔T01〕T04〔关T03)返回冷冻水回路。纯氧管线〔选配〕纯氧管线：纯氧进入流量计、电磁阀C03、切断阀A21器。纯氧流量调整：开C03、A21空气流量检测与掌握：发酵过程中才开质量流量计的前后切断阀A11、A12，发酵完毕后应准时关闭A11、A12〔具体说明见热质量流量计的说明书〕补氨水管线C04A31、补料针进入发酵罐，电磁阀由掌握器掌握。实罐灭菌操作预备盖紧罐盖上各种罐盖，旋紧罐盖上压紧螺栓。pH、DO锁紧螺母，确保安装妥当防止高压下传感器弹出伤人。关紧发酵罐底阀P01，倒入培育基，调整PH注：氯离子对不锈钢会带来不行逆转的破坏，因此应避开用盐酸溶PH，5℅且在添加过程中不得直接接触不锈钢。关排气冷凝器进水W03，移去进出口的软管排尽冷凝水夹套中水3.1.5提起过滤器使过滤器后的三通阀A03S〔S—消—发酵，培育基预热预备工作动。开排气阀VT1，关闭其它全部阀门。VT1V01门200～300RpmS01〔有稍微爆破声属正常，如声音过响则开阀的速度应减慢。待排水总口排出蒸汽时调整冷凝水阀V01，掌握蒸气排出量以有少量蒸汽排出即可。并0.2Mpa98℃时，进入实罐灭菌操作，在培育基温度在80～90℃时可以适当的减慢升温速度，在本温度区域可以杀灭大局部的微生物。P0〔关紧底阀P0P02排出即可。实罐灭菌〔A或BA消毒，其余可用“B”种消毒〕A：外源蒸汽消过滤器：微开过滤器上排冷凝水阀V02、V12，开过滤S02V02、V12100VT1S02，维0.12～0.16Mpa100℃时，培育基中的溶氧接近零。可以标定溶氧的零点。过滤器上排冷凝水阀V02、V12，当有罐压时，罐内蒸汽经空气管罐内三V02、V12100℃两分钟后，关闭排气阀VT1。调整冷凝水阀V02、V12量蒸汽排出为宜。当罐温到达100℃时，培育基中的溶氧接近零，可以标定溶氧为零点。假设升温速度比较慢可以开罐底阀P01，蒸汽进入发酵罐。VT1S01P01〔开阀时观看视镜处培育基翻整蒸汽阀S02、S03。阀门调整宜微调应避开大幅度开关。当反响器罐压或罐温维持在预定的范围内开头计时。上的罐体局部尤其罐盖达不到消毒温度。保温阶段应旋松接种口盖至有少量蒸气冒出。移种管线消毒〔适用于多级发酵阀P03V04，保温完毕前关V03。灭菌完成及降温〔先开后关，后开先关〕保温完毕首先旋紧接种口盖.旋紧罐底阀P0S03。抬起过滤器使三通阀A03SS02，调整过滤器冷凝水阀以有微量排气为宜。S01V01W01管线切断阀W02.在掌握器中将温度掌握方式设定为“自动”并对温度进展设定，发酵罐进入自动降温。按下搅拌开关，设定搅拌转速并“自动”掌握。0.05Mpa时关阀V02，缓缓开空气管线A01、A02，空气进入发酵罐，当过滤器冷凝水阀V02注：当罐压稳定后可以将三通阀A03F”位置。3.4.5艺要求时，调整搅拌转速、空气流量、罐压、标定溶氧电极斜率及校正pH〔掌握箱左侧板N2汽发酵操作预备溶氧电极标定：将三通阀放回“F”位置，调整空气流量、罐压、搅拌转速、罐温〔为保证工艺参数的可比性，建议上面四参数维持一个固定值，标定溶氧电极斜率为100%pHpHpHpHpH等同于准确测定值。接种0.2VVMVT1零〔不得大于0.02Mp〔在火焰圈中放少量棉花可以助燃提高火焰的高度种子，然后旋紧接种盖，马上调高罐压。差压接种：移种管线消毒：检查受种阀P04V04，开种子罐出料阀P02，开移种管线蒸汽阀S03，开移种管线切断阀P03，当阀P01、V04P02、V0430分钟后，关紧阀P02、V04，关紧蒸汽阀S03P04，用发酵罐中的空气对移种管线进展保压，等移种管线冷却后就可以移种。0.05MpaP01，种液进入发酵罐。移种完毕必需马上关紧受种阀P04，并调高发酵罐罐压。移种管线清洗时应避开移种管线中的水压高于发酵罐罐压，以免因受种阀泄露导致发酵液被污染。罐掌握参数及适宜的掌握模式。补料内的夹子夹紧软管。旋下补料口上闷头，用酒精棉球对补料口内橡胶塞外外表消毒，然后将针头插入并穿透密封盖，并用补料针上的螺母锁紧。自动状态。依据发酵工业要求设计掌握方式及掌握周期和脉冲。酸碱液、消泡剂操作同补料操作补料方式有多种，应依据工艺要求选择恰当的补料方式。取样取样器消毒：半开阀P02，开蒸汽阀S05—10关闭蒸气阀S03，全开出料阀P02，预备取样。逆时针转动取样阀P01开蒸汽阀S03，冲洗取样器，关阀S03。取样完毕。发酵前设计发酵参数〔略，详见发酵罐说明书第五章〕放料：发酵完毕时务必将空气管线三通阀A03S”位置。同取样操作。动。酵母细胞真空枯燥一、试验目的法的优点和应用范围。二、试验原理因此整个枯燥过程可以在较低的温度下进展，提高酵母细胞的活性。真空枯燥的特点是：可形成多孔构造，有较好的溶解性、复水性，有较好的色泽和口感。②枯燥产品的最终含水量低。③枯燥时间短，速度快。④枯燥时所承受的真空度和加热温度范围较大，通用性好。⑤设备投资和动力消耗高于常压热风枯燥。三、试验方法以及留意事项真空枯燥箱操作方法：1、需枯燥处理的物品〔酵母细胞〕放入真空枯燥箱内，将箱门关上，到-0.1MPa2、把真空枯燥箱电源开关拨至“开”处，选择所需的设定温度，箱120min360℃，50℃，60℃。这样可降低甚至杜绝温度过冲现象，尽快进入恒温状态。45、枯燥完毕后应先关闭枯燥箱电源，开启放气阀，解除箱内真空状〔解除真空后，如密封圈与玻璃门吸紧变形不〕真空枯燥箱留意事项：1、真空箱外壳必需有效接地，以确保使用安全。2、真空箱不需连续抽气使用时，应先关闭真空阀，再关闭真空泵电源，否则真空泵油要倒灌至箱内。3、取出被处理物品撕，如处理的是易燃物品，必需待温度冷却到低于燃点后，才能放入空气，以免发生氧化反响引起燃烧。4、真空箱无防爆装置，不得放入易爆物品枯燥。5、真空箱与真空泵之间最好跨过滤器，以防止潮湿体进入真空泵。6、非必要时，请勿随便拆开边门，以免损坏电器系统。7、本设备应装专用空气开关。8、电气绝缘完好，设备外壳必需有牢靠的保护接地或保护接零。9、真空泵应常常更