发酵工程课程设计

湖南大学

《发酵工程》

课程设计说明书70，000吨啤酒工厂发酵车间设计

姓名___ _ __

学院___生物学院_____

专业___生物技术_____

学号___ _

指导教师___曾嘉_______

2013 年 7 月 12 日

《发酵工程》课程设计任务书

设计题目：70，000吨啤酒工厂发酵车间设计

基础数据：生产规模：70，000吨／年；

产品规格：12度淡色啤酒；

生产天数：300天／年；

原料配比：麦芽：大米=70：30；

原料利用率：98％；

麦芽水分：6％；

大米水分：12％

无水麦芽浸出率：78％；

无水大米浸出率：90％

啤酒损失率(对热麦汁)：

总损失：12％

冷却损失：7％；

发酵损失：1.5％；

过滤损失：1.5％：

装瓶损失：2％；

糖化次数：生产旺季(150天)8次／天，生产淡季(150天) 4次／天；

菌种：主酵6天，发酵周期14天。

1.课程设计目的：

学生在掌握了基础理论，专业理论，专业知识的基础上，培养学生具备发酵工厂工艺、工程设计的能力。其基本目的是：

(l）培养学生利用所学知识，解决工程实际问题的能力。

(2）培养学生掌握发酵工厂工艺流程和主要设备设计的方法及设计步骤。

(3）达到对学生进行基本技能的训练，例如：计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、标准、图册和规范等）的能力。

2.设计内容：

(l）根据以上设计任务，查阅有关资料、文献，搜集必要的技术资料，工艺参数

与数据，进行生产方法的选择，工艺流程与工艺条件的确定与论证。

(2）工艺计算：全厂的物料衡算；发酵车间耗冷量计算。

(3）发酵车间设备的选型计算：包括设备的容量，数量，主要的外形尺寸。

3.设计要求：

(l）根据以上设计内容，书写设计说明书(以《发酵工厂工艺设计概论》P．254车间初步设计说明书的编写要求书写)。

(2）完成图纸一张(1号图纸)：全厂工艺流程图(初步设计阶段)。

4.设计时间：

2013年学年暑期小学期 7月1日——7月12日。

附录：

设计说明书格式及要求：

一、封面；

二、设计任务书；

三、目录；

四、设计方案简介；

五、工艺确定、工艺流程草图及说明（论证）；

六、工艺计算：

1．全厂物料衡算；

2．发酵车间耗冷量的计算。

七、发酵罐的设备和发酵车间其他设备选型及说明：

1．发酵主要罐体尺寸计算和设计；

2. 其他设备生产能力的计算和选型。

八、设计结果概要或设计一览表；

九、对本设计的评述；

十、附图；

十一、参考文献；

十二、主要符号说明。

主要参考书目：

《发酵工厂工艺设计概论》、《化学工程原理》、《发酵工艺与设备》、《酿造酒工艺学》、《啤酒工业手册》、《化工设备设计手册》、《材料与零部件》。

目录

1 设计方案简介 (6)

2工艺流程及论证 (10)

2.1啤酒生产的工艺流程 (10)

2.2工艺流程简介 (11)

3工艺计算 (13)

3.1发酵车间的物料衡算 (13)

3.2发酵车间的耗冷量计算 (14)

3.3发酵罐主要罐体尺寸的计算和设计 (17)

3.4其他计算设备的生产能力和选型 (21)

4主要设计一览表 (22)

5设计评述 (22)

6心得体会 (25)

7参考资料 (25)

1.设计方案简介

啤酒既是一种食品饮料,又是一种内涵丰富的文化用品。饮酒不仅是一种饮食行为,又是一种文化交际活动。它作为食品饮料产品不仅代表生产力和微生物科学技术，饮酒活动又是世界各民族独特传统文化重要组成部分。啤酒虽不是人类生存的必需品，但在社会生活中具有无法替代的功能。啤酒是人类最古老的酒精饮料，是水和茶之后世界上消耗量排名第三的饮料。啤酒于二十世纪初传入中国，属外来酒种。啤酒以大麦芽﹑酒花﹑水为主要原料﹐经酵母发酵作用酿制而成的饱含二氧化碳的低酒精度酒。

2009年亚洲的啤酒产量约为5867万升，首次超越欧洲，成为全球最大啤酒生产地。在古代中国，也有类似于啤酒的酒精饮料，古人称之为醴.大约在汉代后，醴被酒曲酿造的黄酒所淘汰.清代末期开始，国外的啤酒生产技术引入中国，新中国成立后，尤其是20世纪80年代以来，啤酒工业得到了突飞猛进的发展，到现在中国已成为世界第一啤酒生产大国。

1.1世界啤酒的发展

啤酒最早出现于公元前3000年左右的古埃及和美索不达米亚（今伊拉克）地区。这一历史事实可以在王墓的墓壁上得以证实。史料记载，当时啤酒的制作只是将发芽的大麦制成面包，再将面包磨碎，置于敞口的缸中，让空气中的酵母菌进入缸中进行发酵，制成原始啤酒。

公元6世纪，啤酒的制作方法由埃及经北非、伊比利亚半岛、法国传入德国。那时啤酒的制作主要在教堂、修道院中进行。为了保证啤酒质量，防止由乳酸菌引起的酸味，修道院要求酿造啤酒的器具必须保持清洁。

公元11世纪，啤酒花由斯拉夫人用于啤酒。

1480年，以德国南部为中心，发展出了下面发酵法，啤酒质量有了大幅提高，啤酒制造业空前发展。

1516年，由巴伐利亚领邦的威廉四世提出世界著名的“啤酒纯粹法”。

1800年时期，随着蒸汽机的发明，啤酒生产中大部分实现了机械化，生产量得到了提高，质量比较稳定，价格较便宜。

1830年左右，德国的啤酒技术人员分布到了欧洲各地，将啤酒工艺传播到全世界。

1.2中国啤酒的发展

19世纪末﹐啤酒输入中国。

1900年俄国人在哈尔滨市首先建立了乌卢布列希夫斯基啤酒厂﹔

1901年俄国人和德国人联合建立了哈盖迈耶尔-柳切尔曼啤酒厂﹔

1903年捷克人在哈尔滨建立了东巴伐利亚啤酒厂﹔1903年德国人和英国人合营在青岛建立了英德啤酒公司(青岛啤酒厂前身)﹔

1905年德国人在哈尔滨建立了梭忌怒啤酒厂。

此后﹐不少外国人在东北和天津﹑上海﹑北京等地建厂﹐这些酒厂分别由俄﹑德﹑波﹑日等国商人经营。

中国人最早自建的啤酒厂是1904年在哈尔滨建立的东北三省啤酒厂﹐其次是1914年建立的五洲啤酒汽水厂(哈尔滨)﹐1915年建立的北京双合盛啤酒厂﹐1920年建立的山东烟台醴泉啤酒厂(烟台啤酒厂前身)﹐1935年建立的广州五羊啤酒厂(广州啤酒厂前身)。当时中国的啤酒业发展缓慢﹐分布不广﹐产量不大。生产技术掌握在外国人手中﹐生产原料麦芽和酒花都依靠进口。1949年以前﹐全国啤酒厂不到十家﹐总产量不足万吨。1949年后﹐中国啤酒工业发展较快﹐并逐步摆脱了原料依赖进口的落后状态。主要经历了以下四个阶段：

第一阶段：

从1953年到1962年，是啤酒工业的调整和发展阶段，新建了一批新的啤酒厂，啤酒年产量的平均增长速度为38.2%。1963年至1972年，速度虽有所放慢，但啤酒产量仍增长1.4 倍。到1978年，中国的啤酒年产量达到40万吨。在这一阶段，在啤酒科学研究，教育，人才培养等方面的工作为啤酒工业的今后的发展打下了基础.

第二阶段：

1979年后，啤酒生产全面发展。全国除西藏外，各省、市、自治区都建立了啤酒厂，全国除轻工系统外，其他部们如商业、农业、机械、国防、冶金等都建立了啤酒厂。一些啤酒厂的规模也越来越大.如在1980年，中国共生产啤酒68. 8万吨.

第三阶段：

在这一阶段，中国的啤酒工业高速发展，其主要特点是扩建和新建的啤酒厂如雨后春笋，啤酒生产规模也逐步扩大，在有的省份，几乎每个县市都有啤酒厂。据1987年的统计，在浙江省就有啤酒厂104个.由于实行改革开放政策，从国外引进技术，装备，人才，加快了啤酒工业的发展.如从国外引进了啤酒生产线，尤其是啤酒灌装线。产量翻番的时间缩短，如 1982年，全国啤酒产量为117万吨，到1985年，啤酒产量就达到310.4万吨.1988年，啤酒产量又翻了一番，达到654万吨。

第四阶段：

这一阶段可说是中国的啤酒工业进入了旺盛的成熟期，一方面，啤酒工业继续以高速度发展，在高速发展的同时，开始对啤酒的质量，啤酒工业的经济效益更加重

视，啤酒工业的规模按照国际上的惯例，开始向大型化，集团化方向发展.一些中小型啤酒厂被大型啤酒厂兼并。

1.3啤酒的营养价值

1．啤酒是以发芽大麦为主要原料酿造的一类饮料。含酒精度最低，营养价值高，成分有水分、碳水化合物、蛋白质、二氧化碳、维生素及钙、磷等物质。有“液体面包”之称，经常饮用有消暑解热、帮助消化、开胃健脾、增进食欲等功能。

2．啤酒是由发醇的谷物制成的，因此含有丰富的B族维生素和其他招牌营养素，并具有一定的热量，“液体面包”之称虽有些过，但确实有类似之处。

3．啤酒特别是黑啤酒可使动脉硬化和白内障的发病率降低50%，并对心脏病有抵抗作用

4．男性以及年轻女性经常饮用啤酒，可以减少年老时得骨质疏松症的几率。骨质的密度和硅的摄取量有密切关系，而啤酒中因为含有大量的硅，经常饮用有助于保持人体骨骼强健。

1.4啤酒的分类

1. 根据啤酒色泽划分

(l）淡色啤酒

(2）浓色啤酒

(3）黑啤

2．根据啤酒杀菌处理情况划分

(1)鲜啤酒

(2)熟啤酒

3．根据原麦汁浓度划分

(1)低浓度啤酒

(2)中浓度啤酒

(3)高浓度啤酒

4．根据发酵性质划分

(1）顶部发酵

(2）底部发酵

5.根据销售渠道和产品质量划分

（1）内销啤酒

（2）外销啤酒

6.根据包装容器划分

(1)瓶装啤酒

(2)罐装啤酒

(3)桶装啤酒

1.5啤酒的风格

啤酒风格又称典型性，是啤酒色、香、味和泡沫的综合体现，在啤酒酿造过程中形成。也因不同地区人们的习惯和爱好而大不相同。啤酒风格由其色泽、透明度、泡沫、香气与口味体现。

啤酒根据色泽分为淡色啤酒，浓色啤酒和黑啤酒。

啤酒的原料为大麦﹑酿造用水﹑酒花﹑酵母以及淀粉质辅助原料（玉米﹑大米﹑大麦﹑小麦等）和糖类辅助原料等。啤酒生产大致可分为麦芽制造﹑啤酒酿造﹑啤酒灌装3个主要过程。

啤酒发酵过程是啤酒酵母在一定的条件下，利用麦汁中的可发酵性物质而进行的正常生命活动，其代谢的产物就是所要的产品--啤酒。由于酵母类型的不同，发酵的条件和产品要求、风味不同，发酵的方式也不相同。根据酵母发酵类型不同可把啤酒分成上面发酵啤酒和下面发酵啤酒。一般可以把啤酒发酵技术分为传统发酵技术和现代发酵技术。现代发酵主要有圆柱露天锥形发酵罐发酵、连续发酵和高浓稀释发酵等方式，目前主要采用圆柱露天锥形发酵罐发酵。

本设计方案采用圆柱露天锥形发酵罐式下面酵母发酵法进行啤酒发酵。一罐式发酵工艺的优点：清洗时消耗的洗涤水量减少；操作简单，发酵过程中不用倒罐，避免了发酵过程中空气进入的危险且省时；转入空罐时CO2损失少；因为没有了管道中残酒的损失，酒损少。

冷麦汁

锥底发酵

过滤

清酒罐

2工艺流程及论证

2.1啤酒生产的工艺流程

其中发酵车间的主要工艺流程如下：

酵母的扩大培养

酵母泥的流出

CO 2

酵母

2.2工艺流程简介

本设计采用一罐式发酵下面酵母法进行发酵，采用高温发酵工艺。麦汁冷却温度为11℃，添加0.6%泥状酵母，送入发酵罐，保温36h后，发酵升温到12℃，在此保温2d，旺盛发酵。然后自然升温至14℃，保温4d，在7-8d时降低温度至0℃，排出沉淀酵母。在0℃下进行后成熟、饱和二氧化碳5d。

冷却后的麦汁中接入酵母菌后，便进入真正的啤酒发酵时期了。此过程主要分为：前发酵，主发酵、后发酵和储酒。

2.2.1.菌种的扩大培养

开始生产时，种酵母是从实验室开始逐步扩大培养的，当啤酒出罐（或池）后，利用回收的酵母即可做接种用，但这些酵母须经去杂、去死细胞和多次洗涤。使用一次回收的酵母俗称一代，一般只使用4-5代，否则酵母退化现象严重，影响啤酒的质量。用直接添加法添加酵母在密闭酵母添加器内将回收的酵母按需要量与麦汁混匀（约1:1），用压缩空气或泵送入添加槽内，适当通风数分钟。

2.2.2.前发酵

接种酵母泥处于休眠阶段，酵母和麦汁接触后，有较长的生长滞缓期，之后才能进入出芽繁殖。当酵母细胞浓度达到20×106 个/mL，麦汁表面开始起泡，这个阶段称为前发酵。前发酵时间随接种温度、接种量的变化而变化。低温发酵约为16-20h,中温发酵约为12-14h。

酵母添加量添加量常按泥状酵母对麦汁体积百分率计算，一般为0.5％～

0.65％，通常接种后细胞浓度为800万～1200万个/ml。接种量应根据酵母新鲜度，稀稠度，酵母使用代数、发酵温度、麦汁浓度以及添加方法等适当调节。若麦汁浓度高，酵母使用代数多，接种温度及酵母浓度低，则接种量应稍大，反之则少。

前发酵阶段，酵母降糖较缓慢，由于酵母代谢作用，发酵液温度会自然升高

0.6-1.0℃。前发酵结束后，将发酵液打入主发酵室。

2.2.3主发酵

主发酵在绝热良好，清洁卫生的发酵室内进行，室内安装通风系统。这是发酵的

主要阶段，也是酵母活性期，麦汁中的可发酵性糖绝大部分在此期间发酵，酵母的一些主要代谢产物也是在此期内产生的。发酵方法分两类，即上面发酵法和下面发酵法。本设计采用下面发酵法，用一罐法进行发酵。

加酒花后的澄清汁冷却至6.5～8.0℃，接种酵母，主发酵正式开始。酵母对以麦芽糖为主的麦汁进行发酵，产生乙醇和CO2，这是发酵的主要生化反应。主要阶段如下：

2.2.

3.1发酵第一阶段

又称低泡期。接种后15～20小时，池的四周出现白沫，并向中间扩展，直至全液面，这是发酵的开始。而后泡沫逐渐培厚，此阶段维持2.5～3天，每天温度上升0.9～1℃，糖度平均每24小时降1°Bx。

2.2.

3.2发酵第二阶段

又称高泡期。为发酵的最旺盛期，泡沫特别丰厚，可高达25～30cm。由于麦汁中酒花树脂等被氧化，泡沫逐渐变为棕黄色。此阶段2～3天，每天降糖1～

1.5％。

2.2.

3.3发酵第三阶段

又称落泡期。高泡期过后，酵母增殖停止、温度开始下降，降糖速度变慢，泡沫颜色加深并逐步形成由泡沫、蛋白质及多酚类氧化物等物质组成的泡盖，厚度2～5cm。此阶段2天，每天降糖0.5％～0.8％。当12度酒糖度降至3.8～4°Bx时，即可下酒进入后发酵。

2.2.

3.4泡盖形成期

发酵7-8天后，泡沫回缩，形成泡盖，此时应大幅度降温，使酵母沉淀。此时可从下部放出酵母，以备下次用作菌种。

2.2.4后发酵及储酒

后发酵又称贮酒，其目的是完成残糖的最后发酵，增加啤酒的稳定性，饱充CO2，充分沉淀蛋白质，澄清酒液；清除双乙酰、醛类及H2S等嫩酒味，促进成熟；尽可能使酒液处于还原状态，降低氧含量。

2.2.5过滤

由于发酵成熟的啤酒中含有大量的酵母，酒液十分浑浊。所以，一般先要进行粗虑，然后再进行精滤。本设计为12op经典啤酒，啤酒的粗虑采用硅藻土过滤机，啤酒的精滤采用纸板过滤机。由于烛式过滤机具有过滤面积大，过滤效率高等特点，本设计采用烛式硅藻土过滤机。

3.工艺计算

3.1发酵车间物料衡算

依据下表标准，对发酵所需物料进行计算：

表1

项目名称百分比（%）项目名称百分比（%）

定额指标

无水麦芽

浸出率

78 原料配比

麦芽70

大米30 无水大米

浸出率

90

啤酒损失率

（对热麦汁）

冷却损失7

发酵损失 1.5 原料利用率98 过滤损失 1.5 麦芽水分 6 装瓶损失 2 大米水分12 总损失12

3.1.1计算生产1t 12°P啤酒需要耗用的材料以及其他物料量

（1）12°淡色啤酒的密度为1012kg/m3 ，即1.012kg/L,所需的热麦汁的体积为：

1000÷1.012÷（1-12%）=1122.89L

（2）所需冷麦汁

1000÷1.012÷（1-12%）（1-7%）=1044.29L

（3）所需发酵后粗啤酒液

1000÷1.012÷（1-12%）（1-7%）（1-1.5%）=1028.62L

（4）所需装瓶前啤酒液

1000÷1.012÷（1-12%）（1-7%）（1-1.5%）（1-1.5%）=1013.19L

（5）实际所得装瓶量

1000÷1.012÷（1-12%）（1-7%）（1-1.5%）（1-1.5%）（1-2%）=992.93L

(6)所需二级种子液的量（按接种量为0.6%）

1000÷1.012÷（1-12%）（1-7%）×0.6%=6.27L

3.1.2计算生产70000t /年12°P啤酒需要耗用的材料以及其他物料量

由于旺季的糖化次数为8次/天，淡季的糖化次数为4次/天，旺季时间和淡季时间均为150天，那么旺季和淡季的生产量之比应相应为2:1，每天的生产量之比也为2:1，每年的总糖化次数为：8×150+4×150=1800次。 所以相应的数据如下表：

表2

1t 耗用量（L ） 70000t/年用量(×104L) 旺季用量 ×104

L/天

淡季用量

×104

L/天

热麦汁 1122.89 7860.23 34.93 17.47 冷麦汁 1044.29 7310.03 32.49 16.24 发酵液量 1028.62 7200.38 32.00 16.00 过滤后酒量 1013.19 7092.33 31.52 15.76 实际装瓶量 992.93 6950.51 30.89 15.45 二级种子液

6.27

43.89

0.1951

0.09753

备注：12°淡色啤酒的密度为1012kg/m 3

，实际年产啤酒70339t.

注：旺季用量t/天：

以热麦汁为例 7860.23×104 ×（2/3）÷150=349300L

3.2 发酵车间耗冷量计算

工艺所用基本数据如下： 每8锅麦汁放入一个发酵罐；

一次发酵的总量为V=43700×8=349600L ； 相应的麦汁密度为1048kg/m 3，

一次发酵的麦汁质量为G=V ρ=349600×1.048=366380.8kg 麦芽糖厌氧发酵热q=613.6kJ/kg;

12°PBx 麦汁比热容可视作1c =4.0kJ/(kg*K)；

冷媒用15%的酒精溶液，比热容可视作c 2=4.18kJ/(kg*K) ，进出口温度分别为-8℃和0℃；

麦汁发酵度60%； 3.2.1 工艺耗冷量 3.2.1.1

发酵期间发酵耗冷量Q 1

啤酒的度数则不表示乙醇的含量,而是表示啤酒生产原料,也就是麦芽汁的浓度,

物料

用量

以12度的啤酒为例,是麦芽汁发酵前浸出物的浓度为12%(重量比)。

1)假定麦汁固形物均为麦芽糖，而麦芽糖的厌氧发酵放热量为613.6kJ/kg.设发酵

度为60%，则1L麦汁放热量为：

q

=613.6×12%×60%=44.18 （kJ）

根据物料衡算，每锥形发酵罐放热量为：

Q 0= q

V=44.18×349600=15445328（kJ）

由于工艺规定主发酵时间为6天，每天糖化8锅麦汁，并考虑到发酵

放热的不平衡，取系数 1.5，忽略主发酵期的麦汁温升，则发酵高峰期的

耗冷量为：

Q1= = =160888.8（kJ/h）

2)发酵后期发酵液降温耗冷Q

2

主发酵后期，发酵液温度从5℃缓慢降至0℃，每单罐降温耗冷量为：

Q 2’=G

1

c△t×=×4.0×(5-0)=7327616（kJ）

工艺要求此过冷过程在2天内完成，则耗冷量为（麦汁每天装一个锥形

罐）：

Q 2 = Q

2

’÷（24*2）=152658.7（kJ/h）

3)发酵总耗冷量：Q

Q= Q

1+ Q

2=

160888.8+152658.7 =313547.5 (kJ/h)

每罐发酵耗冷量Q’：

Q’= Q

0+Q

2

’=15445328+7327616=22772944（kJ）

发酵用冷媒耗量（循环量）M

2

发酵过程冷却用稀酒精液作为冷却介质，进出口温度为-8℃和0℃，故耗冷媒量为：

M 2= Q/（c

2

*8）=313547.5÷(4.18×8)=9376.4(kg/h)

3.2.1.2酵母洗涤用冷无菌水冷却水的耗冷量Q

3

在锥形罐啤酒发酵过程中，主发酵结束时要排放部分酵母，经洗涤活化后重复用于新麦汁的发酵，一般可重复使用4~5次。设湿酵母添加量为麦汁量的0.6%，且使用1℃的无菌水洗涤，洗涤无菌水量为湿酵母量的3倍。冷却前无菌水温为30℃，用-8℃的酒精液做冷却介质。

由上述条件，可得无菌水用量为G

W

=366380.8×0.6%×3=6594.9 （kJ/d）式中 366380.8-- 一天糖化所得的冷麦汁量（kg）

每班无菌水用量：W G =G W ÷3=6594.9 ÷3=2198.3(kg/班） 假定无菌水冷却操作在2h 内完成，则无菌水冷却耗冷量为： Q 3=W G m c （t w -t w ’）÷t=2198.3×4.2×（30-1）÷2=133876.5 （kJ/h ）

所耗冷冻介质为：3M = Q 3÷[)(12t t c w -]=133876.5÷(4.18*8)=4003.5（kg/h ） 式中 1t ，2t ---冷冻酒精液热交换前后的温度，分别为-8℃和0℃

每罐用于酵母洗涤的耗冷量为：Q 3 =1×Q 3=133876.5( kJ)

式中： 1为每班装一罐 3.2.1.3

酵母培养耗冷量Q 4

根据工艺设计每月需进行一次酵母纯培养，培养时间为12h,即288h.根据工厂

实践，年产70000t 啤酒工厂酵母培养耗冷量为：

Q 4=97500（kJ/h ）

对应的年耗冷量为：

Q 4’= Q 4×288×10=2.808×810 （kJ ）

相应的高峰冷冻介质循环量为：

4M = Q 4/[ c 2(12t t -)]=97500÷(4.18×8)=2915.7 (kg/h)

3.2.1.4 发酵车间工艺耗冷量Q t ：

综上计算，可求得发酵车间的工艺耗冷量为

Q t =Q 1+Q 2+Q 3+Q 4=160888.8+152658.7+133876.5+97500=544924（kJ/h ） 3.2.2 非工艺耗冷量Q nt

除了上述的发酵过程工艺耗冷量以外，发酵罐外壁，运转机械，维护结构及

管道等均会耗用或散失冷量，构成所谓的非工艺耗冷量。 3.2.2.1

露天锥形罐冷量散失Q 5

锥形发酵罐啤酒发酵工厂中把发酵罐至于露天，由于太阳辐射，对流传热和热

传导等造成冷量散失。根据经验，年产70000吨啤酒厂露天锥形罐的冷量散失在30000 kJ~70000kJ/t 之间，在长沙设厂的话，取高值。故旺季每天耗冷量为： Q 5’ =b G *70000=308.9×1.012×70000=21882476 (kJ/d) 式中 b G ----旺季成品啤酒日产量（t ）

若白天日晒高峰耗冷为平均每小时耗冷量的2倍，则高峰耗冷量为： Q 5= Q 5’ ×2÷24=1823539.7 (kJ/h) 冷媒（-8℃稀酒精）用量：

5M = Q 5÷[ c 2 ×(12t t -)]=54531.7(kg/h)

3.2.2.2 清酒罐，过滤机及管道等散失冷量Q 6

根据经验，选取Q 6=12%

Q t =12% ×544924=65390.9 （kJ/h ） 冷媒（-8℃稀酒精）用量：

6M = Q 6÷[c 2 ×(12t t -)]=1955.5(kg/h)

3.2.3 70000吨/年啤酒厂发酵车间冷量衡算表

将上述结果，整理后可得70000吨/年啤酒厂发酵车间冷量衡算表，如下表所示：

表3

耗冷分类 耗冷项 单位时间耗冷量kJ/h 冷媒用量kg/h 每罐耗冷kJ 年耗冷量kJ

工艺耗冷 发酵耗冷 313547.5 9376.4 2.28×107

5.124×109

酵母用冷却水耗冷 133876.5

4003.5 1.34×105 3.02×107

酵母培养耗冷 97500 2915.7 1.248×10

6 2.808×108 非工艺耗冷

露天锥形罐耗冷 1823539.7 54531.7 1.77×107 3.985×109 其他耗冷

65390.9

1955.5

1.57×106

3.53×108

3.3 发酵主要罐体尺寸计算和设计

3.3.1 发酵罐相关要求

（1）发酵罐的选型 对于厌氧性发酵罐，主要是用锥形发酵罐。发酵罐的选型，对于厌氧性发酵罐，主要是用锥形发酵罐。圆筒锥底发酵罐的优点： ①加速发酵：麦汁和酵母对流获得强化，因而加速发酵。 ②厂房投资节省。

③冷耗节省：直接冷却发酵罐和酒液，而且冷却介质在强制循环下，传热系数高。

④发酵罐的清洗和消毒实现自动程序化。

（2）生产能力、数量和容积的确定：随着科学技术的发展，生产发酵罐的专业厂家

越来越多。一般来说，对于相同的容积需求，单罐容量越大，数量越少，与单罐容量小，数量多相比，经济性能要好，但是风险也大，要求技术管理水平更高。

（3）发酵罐尺寸的要求:

1)高比

锥形罐呈圆柱锥底形，圆筒体的直径与高度之比为1：1～4。一般径高比越大，发酵时自然对流越强烈，酵母发酵速度快，但酵母不容易沉降，啤酒澄清困

难。一般直径与麦汁液位总高度之比应为1：2，直径与柱形部分麦汁高度之

比应为1：1～1.5。

2)罐容量

罐容量越大，麦汁满罐时间越长，发酵增殖次数多、时间长，会造成双乙酰

前驱物质形成量增大，双乙酰产生量大、还原时间长。此外，还会造成出

酒、清洗、重新进麦汁等非生产时间延长，且用冷高峰期峰值高，造成供冷

紧张。由于二氧化碳的释放和泡沫的产生，罐有效容积一般为罐总量的80%

左右。本设计填充系数为78%~80%。

3)锥角

一般在60°～90°之间，常用60°～75°（不锈钢罐常用锥角60°，内有

涂料的钢罐锥角为75°），以利于酵母的沉降与分离。

4)冷却夹套和冷却面积

锥形发酵罐冷却常采用间接冷却。国内常采用20%～30%的酒精水溶液，或20%

丙二醇水溶液作为冷媒。本设计采用15%的稀酒精液。根据罐的容量不同，冷

却可采用二段式或三段式。冷却面积根据罐体的材料而定，不锈钢材料一般

为0.35～0.4m2/m3发酵液，碳钢罐为0.5～0.62m2/m3发酵液。锥底冷却面

积不宜过大，防止贮酒期啤酒的结冰。

3.3.2发酵罐罐体尺寸的计算

3.3.2.1主发酵罐的计算

1)发酵罐主体尺寸的计算

对于70000吨/年的啤酒发酵工厂，每天需要的物料体积为324.9m3（旺季），162.4 m3（淡季），若以旺季每糖化8次放入一个发酵罐，设发酵罐的填充系数为x=80%，

则每天需要发酵罐的总容积为0V （发酵周期为14天）。 淡季0V =162.4÷0.8=2033m 旺季0V =324.9÷0.8=406.13m

经综合各种情况：选择以旺季为标准，每8锅麦汁为一罐，采用450m 3的发酵罐

15个（一个备用）。

选定的常量 ：H/D=3 ； 锥角60° ；V= 450m 3 具体尺寸计算如下： 圆柱高度 h 1

圆锥高度 h 2

圆柱体积 V 1=πr 2 h 1 椎体体积 V 2=πr 2h 2

H= h 1+ h 2 ; H/r=6; h 2=0.866D V= V 1+ V 2=450

计算得：H=18.57m ; D=6.2m ; h 1=13.21； h 2 =5.36m

2) 发酵罐壁厚的计算 C=C1+C2+C3

式中C ——壁厚附加量，cm

C1——钢板负偏差，其范围为0.13-1.3，现取0.8mm C2——腐蚀裕量，为双面腐蚀，取2mm C3——加工减薄量，取0 得C=0.8+2+0=2.8mm=0.28cm

C

P PD

S +-=

?σ][2

式中 P ——设计压力，取最高工作压力的1.05倍，现取0.4MPa D ——发酵罐内径，为6.19m

[σ]——不锈钢的许用应力，为127MPa

φ——焊缝系数，范围在0.5——1之间，现取0.7 代入上式

1.68cm

0.280.40.71272619

0.4=+-???=

S

即选用16.8mm 厚的不锈钢板制作。 3.2.2.2

种子罐相关计算

以旺季标准：每次所需二级种子液1.951m 3，1.951÷0.8=2.439 m 3

本设计采用450m 3的发酵罐，装量为324.9m 3，接种量按0.6%的量接种，所以每罐需要1.951m 3

种子，以装料系数为0.8，所以需要一个2.439 m 3

的种子罐，即5m 3的发酵罐。每5 m 3的种子又是通过用0.5 m 3种子罐放大到的，所以种子的制备需要二级发酵得到。所需的种子罐的体积分别是5 m 3、0.5 m 3。

取H/D=2:1,h 1=0.866D

通过计算得：5 m 3的种子罐 H=2.44m ；D=1.4 m ;h 1=1.21m 0.5 m 3的种子罐 H=1.14 m D=0.6m; h 1=0.52m

因为旺季每天上罐一次，种子罐培养需24h,辅助操作8-10h ，所以周期为32-34小时，共各需3个（1个备用）

3.3.3 计算发酵罐冷却系统换热面积及相关的设备计算

为了保证发酵在最旺盛的、微生物消耗基质最多以及环境气温最高时也能冷却下来，必须按发酵生成热量高峰，一年中最热的半个月的气温下，冷却水可能达到的最高温度的恶劣的条件下，设计冷却面积。 根据公式: K=Q ÷A ÷△t m

K------传热系数( KJ/m 2*h*℃)

Q-------冷却媒介带走的热量流量（KJ/h ） A-------冷却面积（m 2） △t m ------平均温差（℃） ==9.44℃

据经验，取传热系数为K=1932[kJ/(m2?h ?℃)],

啤酒露天发酵罐的设计

安徽工程大学课程设计任务书 课题名称：生物反应器设计（啤酒露天发酵罐设计） 姓名：吕超绍 指定参数： 1．全容：40m3 2．容积系数：75% 3．径高比：1：3 4．锥角：700 5．工作介质：啤酒 设计内容： 1．完成生物反应器设计说明书一份（要求用A4纸打印） 1)封面 2)设计任务书 3)生物反应器设计化工计算 4)完成生物反应器设计热工计算 5)完成生物反应器设计数据一览表 2．完成生物反应器总装图一份（用CAD绘图A4纸打印）设计主要参考书： 1．生物反应器课程设计指导书

2．化学工艺设计手册 3．机械设计手册 4．化工设备 5. 化工制图 露天发酵罐设计计算步骤 第一节发酵罐的化工设计计算 一、发酵罐的容积确定 在选用时V全=40m3的发酵罐 则V有效=Ｖ全×?=40×75%= 30m3（?为容积系数） 二、基础参数选择 1．D:H: 选用D:H=1:3 2．锥角：取锥角为700 3．封头：选用标准椭圆形封头 4．冷却方式：选取槽钢盘绕罐体的三段间接冷却（罐体两段，锥体一段，槽钢材料为A3钢，冷却介质采用20%、-4℃的酒精溶液 5．罐体所承受最大内压：2.5㎏/㎝3 外压：0.3㎏/㎝3 6．锥形罐材质：A3钢外加涂料，接管均用不锈钢 7．保温材料：硬质聚氨酯泡沫塑料，厚度200㎜ 8．内壁涂料：环氧树脂 三、D、H的确定 由D:H=1：3，则锥体高度H1=D/2tan350=0.714D(350为锥角

的一半) 封头高度H 2=D/4=0.25D 圆柱部分高度H 3=（3.0-0.714-0.25）D=2.04D 又因为V 全=V 锥+V 封+V 柱 =3π×D 2 /4×H 1+24 π×D 3 + 4 π×D 2 ×H 3 =0.187D 3+0.13D 3 +1.60D 3 =40 得D=2.75m 查JB-T4746-2002《椭圆形封头和尺寸》取发酵直径D=2800mm 再由V 全=40m 3 ，D=2.8m 得径高比为： D: H=1:2.9 由D=2800mm 查表得 椭圆封头几何尺寸为： h 1=700mm h 0=40mm F=8.85m 2 V=3.12m 3 筒体几何尺寸为： H=5712mm F=50.24m 2 V=35.17m 3 锥体的几何尺寸为： h 0=40mm r=420mm H=2169mm F=()220.70.3cos 0.644 sin d a a ππ ?? -++? ??? =0.619m 2

发酵工程课程设计

发酵工程课程设计 设计说明书 45M 3机械搅拌通风发酵罐的设计 起止日期： 2013 年 12 月 30 日 至 2014 年 1 月 5 日 包装与材料工程学院 2013 年12 月 31 日 目 录 学生姓名 金辉 班级 生物技术111班 学号 成 绩 指导教师(签字)

第一章前言 发酵罐，指工业上用来进行微生物发酵的装置。其主体一般为用不锈钢板制成的主式圆筒，其容积在1m3至数百m3。在设计和加工中应注意结构严密，合理。能耐受蒸汽灭菌、有一定操作弹性、内部附件尽量减少（避免死角）、物料与能量传递性能强，并可进行一定调节以便于清洗、减少污染，适合于多种产品的生产以及减少能量消耗。 用于厌气发酵(如生产酒精、溶剂)的发酵罐结构可以较简单。用于好气发酵(如生产抗生素、氨基酸、有机酸、维生素等)的发酵罐因需向罐中连续通入大量无菌空气，并为考虑通入空气的利用率，故在发酵罐结构上较为复杂，常用的有机械搅拌式发酵罐、鼓泡式发酵罐和气升式发酵罐。 乳制品、酒类发酵过程是一个无菌、无污染的过程，发酵罐采用了无菌系统，避免和防止了空气中微生物的污染，大大延长了产品的保质期和产品的纯正，罐体上特别设计安装了无菌呼吸气孔或无菌正压发酵系统。罐体上设有米洛板或迷宫式夹套，可通入加热或冷却介质来进行循环加热或冷却。发酵罐的容量由300-15000L多种不同规格。发酵罐按使用范围可分为实验室小型发酵罐、中试生产发酵罐、大型发酵罐等。 发酵罐广泛应用于乳制品、饮料、生物工程、制药、精细化工等行业，罐体设有夹层、保温层、可加热、冷却、保温。罐体与上下填充头（或雏形）均采用旋压R角加工，罐内壁经镜面抛光处理，无卫生死角，而全封闭设计确保物料始终处一无污染的状态下混合、发酵，设备配备空气呼吸孔，CIP清洗喷头，人孔等装置。发酵罐的分类:按照发

发酵工程期末复习题

发酵工程复习题库 一、填空题（常为括号后2－4字） 1. 淀粉水解糖的制备可分为（ ）酸解法、（ ）酶解法和酸酶结合法 三种。 2. 糖酵解途径中的三个重要的关键酶是（ ）己糖激酶、磷酸丙糖激酶、（ ）丙 酮酸激酶。 3. 甘油的生物合成机制包括在酵母发酵醪中加入（ ）亚硫酸氢钠 与乙醛起加成反应 和在（ ）碱性 条件下乙醛起歧化反应。 4. 微生物的吸氧量常用呼吸强度；耗氧速率两种方法来表示，二者的关系是 （ ） 。 5. 发酵热包括（ ）生物热；搅拌热；蒸发热和（ ）辐射热等几种热。 6. 发酵过程中调节pH 值的方法主要有添加（ ）碳酸钙法；氨水流加法和尿素流加 法。 7. 微生物工业上消除泡沫常用的方法有（ ）化学消泡和（ ）机械消泡两种。。 8. 一条典型的微生物群体生长曲线可分为（ ）迟滞期、对数期；（ ）稳定期； 衰亡期四个生长时期。 9. 常用菌种保藏方法有（ ）斜面保藏法、（ ）沙土管保藏法、液体石蜡保藏法； 真空冷冻保藏法等。 10. 培养基应具备微生物生长所需要的五大营养要素是（ ）碳源、氮源；（ ）无 机盐；（ ）生长因子和水。 11. 提高细胞膜的（ ）谷氨酸通透性，必须从控制磷脂的合成着手或者使细胞膜受损 伤。 12. 根据微生物与氧的关系，发酵可分为（ ）有（需）氧发酵；（ ）厌氧发酵两 大类。 13. 工业微生物育种的基本方法包括（ ）自然选育、诱变育种； 代谢控制育种；（ ） 基因重组和定向育种 等。 14. 肠膜明串珠菌进行异型乳酸发酵时，产物为（ ）乳酸；（ ）乙醇；CO2。 15. （ ）诱导酶指存在底物时才能产生的酶，它是转录水平上调节（ ）酶浓度的 一种方式。 16. 发酵工业的发展经历了（ ）自然发酵，纯培养技术的建立，（ ）通气搅拌的 好气性发酵技术的建立，人工诱变育种（ ）代谢控制发酵技术的建立，开拓新型 发酵原料时期，与（ ）基因操作技术相结合的现代发酵工程技术 等六个阶段。 17. 去除代谢终产物主要是通过改变细胞的膜的（ ）通透性来实现。 18. 获得纯培养的方法有（ ）稀释法，（ ）划线法，单细胞挑选法，利用选择培 养基分离法等方法。 19. 生长因子主要包括（ ）维生素，（ ）氨基酸，（ ）碱基，它们对微生物 所起的作用是供给微生物自身不能合成但又是其生长必需的有机物质。 20. 微生物生长和培养方式，可以分为（ ）分批培养，（ ）连续培养，补料分批 培养三种类型。 21. 影响种子质量的主要因素包括培养基，（ ）种龄与（ ）接种量，温度，pH 值， 通气和搅拌，泡沫，染菌的控制和（ ）种子罐级数的确定。 22. 空气除菌的方法有加热杀菌法，静电除菌法，（ ）介质过滤除菌法。 23. 发酵产物的浓缩和纯化过程一般包括发酵液（ ）预处理，提取，精制。 24. 菌种扩大培养的目的是为每次发酵罐的投料提供（ ）数量相当的（ ）代谢旺 盛的种子。 25. 在微生物研究和生长实践中，选用和设计培养基的最基本要求是（ ） 目的明确， （ ）营养协调，物理化学条件适宜和（ ）价廉易得。 26. 液体培养基中加入CaCO3的目的通常是为了调节（ ）pH 值。 27. 实验室常用的有机氮源有（ ）牛肉膏，蛋白胨等，无机氮源有 硫酸铵，硝酸钠， 等。为节约成本，工厂中常用尿素、（ ）液氨等作为氮源。 () X c Q r O ?=2

啤酒发酵罐设计

啤酒发酵罐设计：一罐法发酵，即包括主、后发酵和贮酒成熟全部生产过程在一个罐内完成。 1）发酵罐容积的确定： 根据设计，每个锥形发酵罐装四锅麦汁， 则每个发酵罐装麦汁总量V＝59.35×4＝237.4 m3 锥形发酵罐的留空容积至少应为锥形罐中麦汁量的25%， 则发酵罐体积至少应为237.4(1＋25%)＝296.75 m3, 为300 m3。 取发酵罐体积V 全 2）发酵罐个数和结构尺寸的确定： 发酵罐个数N＝nt/Z＝8×17/4＝34 个 式中n—每日糖化次数 t—一次发酵周期所需时间 Z—在一个发酵罐内容纳一次糖化麦汁量的整数倍 锥形发酵罐为锥底圆柱形器身，顶上为椭圆形封头。 设H﹕D＝2.5﹕1，取锥角为70°，则锥高h＝0.714D V全＝лD2H/4＋лD2h/12＋лD3/24 得D＝5.1 m H＝2.5D＝12.8 m h＝3.6 m 查表知封头高h封＝h a＋h b＝1275＋50＝1325 mm 罐体总高H总= h封＋H＋h＝1325＋12800＋3600＝17725 mm 3）冷却面积和冷却装置主要结构尺寸确定： 因双乙酰还原后的降温耗冷量最大，故冷却面积应按其计算。 已知Q＝862913 kJ/h 发酵液温度14℃3℃ 冷却介质（稀酒精）-3℃2℃ △t1＝t1－t2′＝14－2＝12℃ △t2＝t2－t1′＝3－（-3）＝6℃ 平均温差△t m＝(△t1－△t2)/㏑(△t1/△t2) ＝(12－6)/ ㏑(12/6) ＝8.66℃ 其传热系数K取经验值为4.18×200 kJ/(m2﹒h﹒℃) 则冷却面积F＝Q1/K△t m ＝862913/（4.18×200×8.66） ＝119.2 m2 工艺要求冷却面积为0.45～0.72 m2/ m3发酵液 实际设计为119.2/237.4＝0.50 m2/ m3发酵液

发酵工程试卷(1)

南京理工大学课程考试试卷(学生考试用) 课程名称：发酵工程学分： 4 教学大纲编号： 试卷编号：考试方式：满分分值：考试时间：分钟组卷日期：年月日组卷教师(签字)：审定人(签字)：2.发酵过程中合理的微量使用的促进剂和抑制剂的共同作用是（2'）。 3.为了保证纯种生产，稳定生产和提高产量，通常要把在出现退化现象群体中的少量变异细胞除掉，以保持群体的纯正，这种操作叫做。（2'） 4.若右图为酵母菌从摇瓶对数期接种到发酵罐后测得的生长曲线，请回答： (1)图中曲线AB形成的最可能原因(2')，试举一基 因表达调控的例子(2')。 (2)衰亡期对应图中的(1')段，其主要特点是 (3')。 (3)在生产上，要想扩大培养需选用BC段菌体；如要获得 较多的产物，则应该注意缩短BC段时间，延长CD段时 间，延长方法是进行(1')（填发酵培养方式）培养， 采取的主要措 施。(2') (4)假定测得酵母菌消耗糖中，98．5％形,成了酒精和其他发酵产物，其余1.5％则用于用于 (2')。 三．简答题(25分) 1.比较一般情况下孢子培养基和种子培养基成分及其C/N的区别。（5'） 2.简述连续发酵的优缺点。(10') 3.分批发酵中不同时间，染菌对发酵有什么影响，染菌如何控制？（10'） 四．计算题（35分） 1.在一定培养条件下，培养大肠杆菌，符合Monod方程，测定实验数据如下： S（mg/L）100 120 153 170 220 μ（h-1）0.667 0.706 0.754 0.773 0.815 (1)计算在该培养条件下，大肠杆菌的最大比生长速率μMAX,饱和常数K S (2)比生长速率为μMAX时的倍增时间τd。 (3)说明Ks值的大小与该菌种对培养基营养物质的亲和力的关系。（15'） 2.以葡萄糖为碳源，NH3为氮源进行酵母厌氧培养。培养中分析结果表明，消耗100 mol葡萄糖和12 molNH3生成了57 mol菌体、43 mol甘油、13 mol乙醇、154 molCO2和 3.6mol H20。 （1）求此培养条件下酵母的经验分子式。 （2）求Y X/S。（10'） 3.在理想条件下用CSTR反应器串联进行酶反应S→S1→P。假设当有底物流入反应器便会有产物流出，且进入反应器的底物都会完全反应为产物。底物S的进料浓度随时间变化恒定，料液的体积流速为F，两个反应器的体积均为V，设t为反应时间。 试求：（1）先用示踪剂对反应器进行测试，在dt时间内加入浓度为c0的示踪剂，其他条件同上，试求单个反应器的停留时间分布密度。 （2）当开始进料后F=0.5 m3/min，V=1m3，物料浓度恒定为c0=1mol/L，求第二个反应器终产物的浓度变化函数。（10分） 一．选择题(2×10=20) 1.放线菌作为工业生产常用菌种的最重要价值在于（） A.作为真核表达载体 B.产生抗生素 C.作为食用菌 D.酒精发酵 2.常作为生产菌种和科研材料的细菌群体，应该是代谢旺盛、个体形态和生理特性比较稳定的。 所以应选择在它的( ) A 稳定期 B 衰亡期 C 对数期 D 延滞期 3.农副产品在发酵工业培养基中广泛使用，下列对于农副产品的作用说法错误（） A.提供生长因子 B.作为氮源 C.作为磷源 D.为一般菌种提供微量元素 4.分批发酵的优点不包括（） A.菌种不易变异 B.不易染菌 C.设备成本要求低 D.劳动强度大 5.流加补料是发酵过程中常用的方法，一般情况下，通过补料维持发酵液中高含糖量的目的是（B） A.增加目标代谢产物 B.菌体数目迅速增加 C.抑制杂菌生长 D.有利于溶氧 6.发酵法生产酵母菌时，正确的措施是（） A、密闭隔绝空气 B、用萃取、离子交换获得产品 C、在稳定期获得菌种 D、使菌体生长长期处于稳定期 7.下列物质中，不能为异养生物作碳源的是（） A.蛋白胨B．含碳有机物C．含碳无机物D．石油、花生饼 8.发酵接种量最大的是哪一种菌体（） A.大肠杆菌 B.酿酒酵母 C.产抗生素放线菌 D.黄青霉菌 9.酿酒过程中，要使产量提高，必须要有足量的酵母菌。在扩大培养阶段，相应的条件及酵母菌 所处的生长期是（） A.无氧条件，调整期 B.无氧条件，对数期 C.有氧条件，调整期 D.有氧条件，对数期 10.利用基因工程手段，已成功的培育出生产干扰素的酵母菌。某制药厂引入该菌后进行生产研究。 下表是在一固定容积的发酵罐内培养该酵母菌，并定时取样测定培养基的pH及菌体数量（万个/ 毫升）几次取样结果如下： 样品代号 a b c d e f g h 菌体数量32 56 127 234 762 821 819 824 pH 6.0 4.7 5.9 4.9 5.7 5.3 5.1 5.6 由于取样时技术员的粗心，忘了标记取样的时间。下面对该表的叙述中不正确的是（） A.取样次序：a→c→b→g→f→h→d→e B.g样时次级代谢产物已有相当的积累 C.如果要扩大培养，可在c样时期选取菌种 D.d样时培养基中的养分几乎被耗尽 二．填空题（20分） 1.在工业生产上将淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的（1'），其原因是 （2'）。 第 1 页共 1 页 时 间细菌数目对 数 A B C D E

发酵工程期末考试复习整理

一．名词解释 1.前体：某些化合物被加入培养基后，能够直接在生物合成过程中结合到产物分子中去，而自身的结构并未发生太大变化，却能提高产物的产量，这类小分子物质被称为前体。如在青霉素的发酵生产中，苯乙胺及其衍生物和一些脂肪酸的前体可以被优先结合到青霉素分子中去，它们是青霉素分子的组成部分。并且加入的这类分子不同，除可以提高产量外，还可以形成不同的青霉素。 2.聚合度：衡量聚合物分子大小的指标。以重复单元数为基准，即聚合物大分子链上所含重复单元数目的平均值，以n表示;以结构单元数为基准，即聚合物大分子链上所含单个结构单元数目。由于高聚物大多是不同分子量的同系物的混合物，所以高聚物的聚合度是指其平均聚合度。 3.增效反馈调节：又称合作反馈抑制，在分支代谢途径中，当两个分支的末端产物同时存在时，反馈抑制明显强于只有一种末端产物存在时的作用。也就是1+1>2的效果。 4.共同中间体：是指既是生产初级代谢产物的中间体也是生产次级代谢产物的中间体。 5.分批发酵：又称分批培养，即在一个密闭系统内一次性投入有限数量的营养物进行培养的方法。在以后微生物的整个生长繁殖过程中，除加氧气、消泡剂及控制pH值外，不再加入任何其他物质，因此这是一种非恒态的培养方法。 6.倒种法：种子罐数量较少，当菌种不够对多个发酵罐接种使用时，一个发酵罐加入全部菌种培养后，一罐分两罐，再补加培养基进行发酵。 7.临界氧浓度：是指不影响微生物呼吸的最低溶氧浓度，和菌种的种类、大小、生长状态等有关。 8.半合成抗生素：一部是微生物合成，另一部分是用化学方法或生物方法进行修饰而成的衍生物。 9.化学耗氧量：又称化学需氧量，简称COD。是指在一定条件下，水体中存在的能被一定的氧化剂（如高锰酸钾和重铬酸钾）所氧化还原性物质的量，通常用mg/L来表示。COD是表示水体有机污染的一项重要指标，能够反应水体的污染程度。化学耗氧量越大，说明水体受有机物的污染越严重。 10.抗生素的效价单位：指每毫升或每毫克中所含某种抗生素的有效成分的多少，其有三种表示方法：一是稀释单位，是将抗生素配成溶液，逐步进行稀释，以抑制某一标准菌株生长发育的最高稀释度（即最小剂量）作为效价单位；二是重量单位，是以抗生素的有效成分（即生理活性部分）的重量作为抗生素的效价单位，即1微克作为一个效价单位；三是特殊单位，某些抗生如青霉素G钠盐1毫克定为1667单位，另外，为了生产科研的方便而规定的，链霉素、土霉素等其效价基准都是以1毫克作1000单位计算。 11.抗菌谱：是指某种抗生素所能抑制或杀灭病原体的范围及其所需要的剂量称之为该种抗生素的抗菌谱。 12.发酵热：引起发酵过程中温度变化的原因是在发酵过程中所产生的热量，叫做发酵热。发酵热=生物热+搅拌热-蒸发热-显热-辐射热 13.生物热：是指微生物在生长繁殖过程中本身所产生的大量的热，主要来源是培养基中的碳水化合物、脂肪和蛋白质被微生物分解成二氧化碳、水和其他物质时释放出来的。

啤酒 发酵课程设计

长春工业大学化学与生命科学学院生物工程专业 《发酵工程》课程设计说明书 一、总论 1.1概论 传统啤酒发酵工艺 （1）主发酵又称前发酵，是发酵的主要阶段，也是酵母活性期，麦汁中的可发酵性糖绝大部分在此期间发酵，酵母的一些主要代谢产物也是在此期内产生的。发酵方法分两类，即上面发酵法和下面发酵法。我国主要采用后种方法。下面重点介绍下面啤酒发酵法。 加酒花后的澄清汁冷却至6.5～8.0℃，接种酵母，主发酵正式开始。酵 ，这是发酵的主要生化反母对以麦芽糖为主的麦汁进行发酵，产生乙醇和CO 2 应。主要步骤如下： ①用直接添加法添加酵母在密闭酵母添加器内将回收的酵母按需要量与麦汁混匀（约1:1），用压缩空气或泵送入添加槽内，适当通风数分钟。 ②酵母添加量添加量常按泥状酵母对麦汁体积百分率计算，一般为 0.5％～0.65％，通常接种后细胞浓度为800万～1200万个/ml。接种量应根据酵母新鲜度，稀稠度，酵母使用代数、发酵温度、麦汁浓度以及添加方法等适当调节。若麦汁浓度高，酵母使用代数多，接种温度及酵母浓度低，则接种量应稍大，反之则少。 ③发酵第一阶段又称低泡期。接种后15～20小时，池的四周出现白沫，并向中间扩展，直至全液面，这是发酵的开始。而后泡沫逐渐培厚，此阶段维持2.5～3天，每天温度上升0.9～1℃，糖度平均每24小时降1°Bx。 ④发酵第二阶段又称高泡期。为发酵的最旺盛期，泡沫特别丰厚，可高达25～30cm。由于麦汁中酒花树脂等被氧化，泡沫逐渐变为棕黄色。此阶段2～3天，每天降糖1～1.5％。 ⑤发酵第三阶段又称落泡期。高泡期过后，酵母增殖停止、温度开始下降，降糖速度变慢，泡沫颜色加深并逐步形成由泡沫、蛋白质及多酚类氧化

《工业发酵分析》课程教学大纲

《工业发酵分析》课程教学大纲 一、课程基本信息 1.课程代码： 2.课程名称：工业发酵分析 3.学时/学分：34学时/2学分 4.开课系（部）、教研室：生命科学系生物工程教研室 5.先修课程：生物化学实验、发酵工程、发酵食品工艺学、氨基酸工艺学 6.面向对象：生物工程专业 二、课程性质与目标 1. 课程性质：专业能力培养课程 2. 课程目标：工业发酵分析为工业发酵专业、生物工程专业的一门专业课。通过本课程的学习，使学生能独立应用物理的和化学的分析方法，对工业发酵中有关的原料、半成品、成品和副产物进行分析测定，同时初步培养科学研究能力。了解新型的、现代化的分析仪器应用到工业发酵中以及工业分析的发展方向。 工业发酵分析是一门实践性较强的课程，实验部分是体现其实践性的重要环节，通过实验培养学生良好的实验习惯和基本的操作技能训练，提高学生的动手能力；通过实验也巩固所学的基本理论知识和基本分析方法。 三、教学基本内容及要求 第一章绪论（2学时） （一）教学的基本要求 通过本章的教学，了解工业发酵分析的应用及发展动向，通过介绍我国发酵工业分析的方法的改进和存在的问题以及解决措施，激发学生的学习兴趣，同时明确本课程的学习目的。 （二）教学具体内容 1. 概述 2. 工业发酵分析的应用及发展动向 3. 我国工业发酵分析方法的改进、存在的问题和解决措施 （三）教学重点和难点 教学重点：我国工业发酵分析方法的改进、存在的问题和解决措施第二章化学分析（6学时）

（一）教学的基本要求 通过本章的教学，使学生掌握化学分析的基本方法和操作要点。熟悉样品的采集与处理，了解相关化学物的作用和测定意义，了解相关试剂的制备，掌握相关化学物测定的原理，熟悉操作步骤掌握计算方法和公式。 （二）教学具体内容 1．样品的采集与处理 2．水分的测定 3．糖类的测定 4．含氮量的测定 5．酸的测定 6．白酒中总酯的测定 7．白酒中总醛的测定 8．原料中粗脂肪的测定 9．原料中粗纤维素的测定 10．啤酒花中单宁的测定 11．酒石酸的测定 12．原料中磷的测定 13．酿造用水的硬度测定 14．废糖蜜中总胶体的测定 15．废糖蜜灰分的测定 （三）教学重点和难点 教学重点：水分,糖类,含N量,酸,醛,酯等含量的测定，通过实验加深理解水分、糖类、含氮量、酸等的测定方法。 （四）思考题 1.水分、糖类测定过程中应注意哪些问题？ 第三章比色分析与分光光度分析（5学时） （一）教学的基本要求 通过本章的教学，使学生掌握比色分析与分光光度分析的基本方法和操作要点。了解比色分析与分光光度分析的影响因素，掌握相关化学物测定的原理，熟悉操作步骤和计算方法。 （二）教学具体内容 1．比色分析与可见光分光光度分析 2．紫外光分光光度分析

微生物工程期末考试试题

一、选择题（多项或单项） 1．发酵工程得前提条件就是指具有( A )与( E C)条件 A、具有合适得生产菌种 B、具备控制微生物生长代谢得工艺 C．菌种筛选技术D、产物分离工艺E．发酵设备 2．在好氧发酵过程中，影响供氧传递得主要阻力就是（ C ） A．氧膜阻力 B．气液界面阻力 C．液膜阻力 D．液流阻力 3．微生物发酵工程发酵产物得类型主要包括: ( ABC ) A、产物就是微生物菌体本身 B、产品就是微生物初级代谢产物 C、产品就是微生物次级代谢产物 D、产品就是微生物代谢得转化产物 E、产品就是微生物产生得色素 4．引起发酵液中pH下降得因素有：( BCDE ) A、碳源不足 B、碳、氮比例不当 C、消泡剂加得过多 D、生理酸 性物质得存在E、碳源较多 5．发酵培养基中营养基质无机盐与微量元素得主要作用包括: (ABCD ) A、构成菌体原生质得成分 B、作为酶得组分或维持酶活性 C、调节细胞渗透压 D、缓冲pH值 E、参与产物得生物合成6．在冷冻真空干燥保藏技术中，加入5%二甲亚砜与10%甘油得作用就是（B ） A 营养物 B 保护剂 C 隔绝空气 D 干燥 7．发酵就是利用微生物生产有用代谢产物得一种生产方式，通常说得乳酸发酵属于（ A ） A、厌氧发酵B．氨基酸发酵C．液体发酵D．需氧发酵 8．通过影响微生物膜得稳定性，从而影响营养物质吸收得因素就是（ B ） A、温度 B、pH C、氧含量D．前三者得共同作用 9．在发酵工艺控制中，主要就是控制反映发酵过程中代谢变化得工艺控制参数，其中物理参数包括：( ABCD ) A、温度 B、罐压 C、搅拌转速与搅拌功率 D、空气流量 E、菌体接种量10．发酵过程中较常测定得参数有：( AD ) A、温度 B、罐压 C、空气流量 D、pH E、溶氧 二、填空题

过程控制课程设计——啤酒发酵罐温度控制系统

内蒙古科技大学信息工程学院过程控制课程设计报告 题目：啤酒发酵罐的温度控制系统设计 学生姓名：赵晓红 学号：0967112235 专业：测控技术及仪器 班级：09测控2班 指导教师：左鸿飞

前言 啤酒生产是一个利用生物加工进行生产的过程，生产周期长，过程参数分散性大，传统操作方式难以保证产品的质量。近年来，国外的各大啤酒生产厂家纷纷进军中国市场，凭借技术优势与国内的啤酒生产厂家争夺市场份额。国内的啤酒行业迫切要求进行技术改造，提高生产率，保证产品质量，以确保在激烈的市场竞争中立于不败之地。 啤酒的发酵过程是一个微生物代谢过程。它通过多种酵母的多种酶解作用，将可发酵的糖类转化为酒精和CO2,以及其他一些影响质量和口味的代谢物。在发酵期间，工艺上主要控制的变量是温度、糖度和时间。 啤酒发酵对象的时变性、时滞性及其不确定性，决定了发酵罐控制必须采用特殊的控制算法。由于每个发酵罐都存在个体的差异，而且在不同的工艺条件下，不同的发酵菌种下，对象特性也不尽相同。因此很难找到或建立某一确切的数学模型来进行模拟和预测控制我国大部分啤酒生产厂家目前仍然采用常规仪表进行控制，人工监控各种参数，人为因素较多。这种人工控制方式很难保证生产工艺的正确执行，导致啤酒质量不稳定，波动性大且不利于扩大再生产规模。 在啤酒生产过程中，糖度的控制是由控制发酵的温度来完成的，而在一定麦芽汁浓度、酵母数量和活性的条件下时间的控制也取决于发酵的温度。因此控制好啤酒发酵过程的温度及其升降速率是解决啤酒质量和生产效率的关键。 在本次啤酒发酵温度控制系统设计过程中各种工艺参数的控制采用串级控制系统实现，主要控制锥形发酵罐的中部温度，采用常规自动化仪表及装置来实现温度及其他参数的检测与控制、显示。

《药学概论》教学大纲 (1)

《药学概论》教学大纲 课程编码：药-0801-X 适用对象：全校各专业的必修课 一、前言 《药学概论》是概要地介绍药学各学科的历史沿革、学科范畴、基本概念、研究领域、研究方法、主要成就，以及药学领域未来发展前沿的一门课程，主要内容包括1.绪论；2.药物化学；3. 中药、生药与天然药物化学；4.药理学；5.药物分析学；6.药剂学；7.生物技术、生物工程与生物制药；8.药事管理学等药学各分支学科的基本应用领域及其学科关联。 本课程要求学生掌握药学学科的基本概念和研究范畴。了解药学领域的基本概况，对所属各学科的地位、研究内容及其未来的发展有一个初步的认识，开阔眼界，明确专业方向，为深入进行本专业的学习奠定基础。 总学时为32。学分2.0。 教材选用吴春福主编《药学概论》（第四版），中国医药科技出版社2015年出版。 本课程是全校各专业的必修课。 二、课程内容与要求 第一章绪论（2学时） [基本内容] 药和药学的概念与范畴。药学的主要研究任务和国内外药学发展的现状。药学的发展简史、药学二级学科之间的联系，以及药学在自然科学和国民经济中的地位。 [基本要求] 掌握：药和药学的概念；药学的主要任务。 熟悉：药学的发展简史以及各二级学科之间的联系。 了解：国内外药学发展的现状，药学在自然科学中和国民经济中的地位。 第二章药物化学（4学时） [基本内容] 药物化学的定义和研究内容。药物化学和药学其他学科的联系。药物化学课程的基础。药物化学在药学研究中的地位和作用。药物化学研究的国内外状况。 [基本要求] 掌握：药物化学的定义；药物化学的研究内容。 熟悉：药物化学和药学其他学科的联系；药物化学课程的基础。 了解：药物化学在药学研究中的地位和作用；药物化学研究的国内外状况。

发酵工程复习题

复习A 1. 发酵过程中异常现象（发酵液转稀、发酵液过浓、耗糖缓慢、pH不正常）处理措施？ （1）发酵液转稀：适时补入适当碳源或氮源促使繁殖新菌体； （2）发酵液过浓：补入10%无菌水，使菌液浓度下降、粘度下降，改善发酵条件； （3）耗糖缓慢：补入适量合适的氮源、磷盐，提高发酵温度、风量； 2. Monod(莫诺)方程表明了什么和什么的重要关系？简介Monod(莫诺)方程？ 比生长速率和生长基质浓度的关系。 内涵：当温度、pH恒定时，u随特定的S变化。 3. 补料分批发酵技术的特点, 与分批发酵，连续发酵的区别？ 特点：（1）由于机制的缓慢补入，既满足了微生物生长和产物合成的持续需要，又避免了由于基质过量引起的各种调控效应，从而能使产率获得很大提高； （2）补料技术本身提高：少次多量→少量多次→流加→微机控制流加； 区别：（1）区别于分批发酵技术：由于补加物料，补料分批发酵系统不再是封闭系统； （2）区别于连续发酵技术：补料分批系统并不是连续地向外放出发酵液，罐内的培养液体积（V）不再是个常数，而是随时间（t）和物料流速（F）而变化的变量（变体积操作）。 4. 通风发酵设备中的机械搅拌发酵罐必须满足的基本条件？ （1）发酵罐应具有适宜径高比； （2）能承受一定压力； （3）发酵罐的搅拌通风装置能使气液充分混合； （4）具有足够的冷却面积； （5）罐内应尽量减少死角； （6）搅拌器的轴封应严密。 5. 发酵液pH对发酵的影响包括哪些方面？ （1）影响酶活力； （2）影响细胞膜所带电荷的状态，改变膜的渗透性，影响对营养的吸收利用； 6. 比底物消耗速率方程？ Qs=Qsmax·S/Ks+S 7. 补料分批发酵的适用范围？ （1）高菌体浓度培养系统； （2）存在高浓度底物抑制的系统，通过添加底物降低抑制； （3）存在crabtree效应的系统； （4）受异化代谢物阻遏的系统； （5）利用营养突变体的系统； （6）希望延长反应时间或补充损失水分的系统。 8. 优良的发酵装置应具有的基本特征包括哪些内容？ （1）避免将需蒸汽灭菌的部件与其它部件连接，因为即使阀门关闭，细菌也可在阀门内生长； （2）尽量减少法兰连接，因为设备震动和热膨胀会引起连接处的移位，导致染菌，应全部焊接结构，消除积蓄耐灭菌物质； （3）防止死角、裂缝等一类情况，以避免固体物质在此堆积，形成使杂菌获得热抗性的环境‘ （4）发酵系统的某些部分应能单独灭菌； （5）与反应器相同的任何连接应采用蒸汽加以密封，取样口在不取样时也要一直通蒸汽； 9. 控制发酵过程pH的方法？ （1）培养基中适当添加生理酸性盐或生理碱性盐; （2）培养基中适当添加缓冲剂； （3）自动检控；

年产9万吨啤酒发酵罐的设计

1.1 啤酒的起源 啤酒的渊源可以追溯到人类文明的摇篮，东方世界的两河流域底格里斯河与幼发拉底河、尼罗河下游和九曲黄河之滨。最原始的啤酒可能出自居住于两河流域的苏美尔人之手，距今至少已有 9000 多年的历史。早在公元前 3000 年左右的埃及古王国时代，已经有作为饮料的麦酒（啤酒）和葡萄酒了。法老、贵族、祭司等人饮葡萄酒，一般平民消费价格低廉的麦酒。考古发掘证实，在古王国时代的墓葬中，不论是国王、贵族或平民，都将酒作为随葬品。自此之后，世界酒业彼此影响，飞速发展，经历了封建时代和工业社会，形成三大酒系（酿造酒、蒸馏酒和配制酒）,精品众多，各国都有名闻世界的独特产品。 1.2 我国啤酒工业发展简况 综观仅有百年历史的中国啤酒工业，可以发现在改革开放以后涌现出了一大批具有品牌、技术、装备、管理等综合优势的优秀企业，如“青啤”、“燕京”、“华润”、“哈啤”、“珠江”、“重啤”、“惠泉”、“金星”等国际和国内的知名企业。由于啤酒的运输、保鲜等行业特点，加之地方保护主义作崇，使中国啤酒工业形成了诸侯割据、各自为政的"春秋战国"局面。纵然中国啤酒产量已突破2500万吨，位居世界第一；纵然已有四家中国啤酒集团的年产量超过100万吨，但与国际啤酒大国及啤酒发达国家相比，在集团化、规模化、质量、效益、品牌等方面我们均还比较落后。虽然“青啤”、“华润”、“燕京”等已开始踏上集团化、规模化道路，但在质量、效益等方面与国际品牌尚有一定差距。 未来几年里，我国啤酒行业的发展趋势为： 1.我国啤酒市场竞争会更加激烈；市场竞争趋于规范化，市场竞争由价格竞争转向品牌竞争和服务竞争。效益成为企业最终的追求目标。 2.整个行业逐步进入成熟期，行业内的整合速度进一步加快，整合过程规范化。企业向集团化、规模化发展，股份制优势更加明显。 3.啤酒企业的品牌意识增强，更加注重品牌战略的实施，市场对名牌产品的需求增加。企业的市场竞争能力增强，重视企业内部核心能力的培养。 4.在市场营销中，广告的投入量加大，包装形式多样化，营销方式多样化。 5.产品特点：首先，啤酒品种更加多样化、功能更加齐全。新品趋向特色型、风味型、轻快型、保健型、清爽型等。

(涂绍勇)发酵工程与设备实验教学大纲

《发酵工程与设备实验》实验课程教学大纲 实验名称：发酵工程与设备实验 学时：32学时 学分：2学分 适用专业：生物技术、生物工程 执笔人：程爱芳 审定人：黄芳一 一、实验的性质与任务 实验课程作为发酵工程教学的重要部分，一直是课程建设的重点，建立一整套的实验管理体系，形成了我们学校实验教学的特色。另外通过本课程的学习旨在培养学生的基本实验技能，掌握基本实验方法且能将理论运用于实践。 二、教学目标与基本要求 使学生实验基本操作掌握扎实，熟悉发酵工程实验技术方法，了解发酵工艺生产基本流程，培养学生的综合实验技能。 四、实验教学内容及学时分配 实验一实验准备知识和基本操作训练(4学时) 目的要求 了解发酵工程实验室技术的基本内容，掌握发酵工程实验室技术的基本操作。 主要实验仪器及材料 试管、移液管、平皿、接种环、烧瓶、涂棒、棉花 掌握要点 几种棉塞的制作和基本的发酵工程实验室技术操作。 实验内容

1、观看30分钟实验基本操作教学录像。 2、几种棉塞的制作 （1）试管棉塞的制作 （2）锥形瓶棉塞的制作 （3）发酵瓶棉塞的制作 3、几种器皿和用具的包扎 （1）培养皿的包扎 （2）移液管的包扎 （3）其它用品的包扎：试管口、锥形瓶口、发酵瓶口 4、发酵工程实验技术基本操作 （1）平板操作：到平板、划线、涂布 （2）斜面操作：斜面制作、划线、接块、穿刺 （3）摇瓶操作：接块、接菌苔、接斜面孢子、移液等 5、几种接种用具的制作 （1）接种环的制作 （2）涂棒的制作 （3）接种铲的制作 （4）接种针的制作 （5）酒精灯的制作 6、实验室10L小型发酵罐的系统组成及其使用讲解。 实验二产植酸酶黑曲霉的分离(4学时) 目的要求 1、掌握从自然界分离目的菌种的基本方法。 2、从土壤中取样分离产植酸酶黑曲霉菌株。 方法原理 植酸即肌醇六磷酸酯。植酸及其盐类是植物中磷的主要贮存形式，其贮存着植物总磷的60%～90%。在营养研究中，发现植酸具有比较明显的抗营养作用，且不被人和单胃动物所利用，最终绝大部分从粪尿中排出体外，造成环境的磷污染。 植酸酶是催化植酸及其盐类水解成肌醇与磷酸的一类水解酶的总称。植酸酶可将饲料或食品中的植酸及其盐分解成肌醇和磷酸，增加可利用磷的含量，抑制植酸对矿物质和蛋白质的亲和力，解除植酸的抗营养作用。 植酸酶广泛存在于小麦、大麦、玉米等植物的种子中，但含量较低。细菌、酵母和丝状真菌等也是植酸酶的重要来源。 本实验利用选择培养基（透明圈法），从土样中筛选分离植酸酶的黑曲霉菌种。 主要实验仪器及材料 1、土壤样品 采集自稻米加工厂堆积米糠或谷壳处的土壤，或将少量谷壳和麸皮埋入土壤中2个月后取土样。 2、培养基 （1）1%脱氧胆酸钠溶液。 （2）氯霉素注射液或氯霉素眼药水。 （3）筛选培养基0.2%植酸钙（没有植酸钙，可用0.14%植酸代替，用氢氧化钙溶液调pH5.5即可）、3%葡萄糖、0.5%NH4NO3、0.05%KCl、0.05%MgSO4·7H2O、0.003%MnSO4·4H2O、

《发酵工程课程设计》指导书

《发酵工程课程设计》 实习指导书 主编：邵威平 甘肃农业大学 食品科学与工程学院 二OO七年八月

前言 《发酵工程课程设计》是生物工程专业的一门实用性和技术性很强的专业课程，属于专业实践教学环节。通过这个实习环节的学习和锻炼，使学生在掌握了生物工程专业基础理论、专业理论和专业知识的基础上，初步掌握发酵工程工厂设计的基本原则、发酵工艺参数的设计及检测方法的建立，培养学生具备发酵工厂工艺、工程设计的能力，使学生得到生物工程专业技术人员的综合性基本训练。 本指导书主要叙述了课程设计的目的与要求、课程设计的任务、课程设计的内容、课程设计报告的要求、考核方法与评分办法等内容，其中课程设计的内容为本书重点，阐明了啤酒、酒精、味精和酶制剂工厂设计要求等指导性内容。 编写本指导书的目的，旨在指导学生掌握微生物发酵工厂设计工作的原理、步骤和方法，培养正确的辨证的工程设计观点，提高综合运用专业理论与基础理论知识及技能，分析解决发酵工程实际问题的能力。 尽管作者力图在编写过程中注重系统性、实践性和指导性，但限于作者能力和水平，书中难免存在纰漏和不足，望读者批评指正。

目录 一、课程设计的目的与要求 (3) 二、课程设计的任务 (4) （一）课程设计的基本环节 (4) （二）课程设计具体任务 (4) 三、课程设计的内容 (6) （一）啤酒发酵车间（工厂）设计 (6) （二）酒精发酵车间（工厂）设计 (8) （三）味精发酵车间（工厂）设计 (10) （四）糖化酶发酵车间（工厂）设计 (14) （五）其他参考选题 (15) 四、课程设计报告要求 (16) 五、考核方法与评分办法 (18) 六、参考资料 (19) 附一：课程设计报告撰写指南 (20) 附二：课程设计报告样式与格式规范要求 (23)

温州大学发酵工程原理期末复习题答案

一、填空题： 1、通常将现代生物技术划分为基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程等五个方面，它们之间彼此密切联系，不可分割。 2、通气搅拌的大规模发酵生产技术的建立是现代发酵技术的开端。 3、利用基因工程菌生产的第一个有用物质是1977年美国试制成功的激素释放抑制因子。 4、微生物生物转化过程与化学催化过程相比具有明显的优越性，具体反映在其催化专一性强、效率高、条件温和等。 5、按微生物对氧的不同需求可将发酵类型分为需氧发酵、厌氧发酵以及兼性厌氧发酵三大类型。 6、现代工业发酵大多采用液体深层发酵，青霉素、谷氨酸、肌苷酸等大多数发酵产品均采用此法大量生产。 7、液体深层发酵的特点是容易按照生产菌种的营养要求以及在不同生理时期对通气、搅拌. 温度、及PH等的要求，选择最适发酵条件。因此，目前几乎所有好氧性发酵都采用液体深层发酵。 8、按发酵工艺流程区分，发酵类型可分为分批发酵、连续发酵和补料分批发酵等三大类型。 9、发酵工业应用的可培养微生物通常分为四大类：细菌、放线菌、酵母菌、丝状真菌。 10、常规的菌种选育包括自然选育、诱变育种、杂交育种等技术。分子生物学的发展，为微生物育种带来了一场技术革命，产生了一种全新的育种技术――基因工程育种。 11、通过基因工程育种，可以实现对传统发酵产业的技术改造，大大提高发酵水平，而且还可以建立新型的发酵产业，即利用基因工程菌生产微生物原来所没有的代谢产物。 12、碳源的作用包括：提供微生物菌体生长繁殖所需的能源以及合成菌体所需的碳骨架，同时提供菌体合成目的产物的原料。 13、工业发酵常用碳源有糖类、油脂、有机酸等。 14、工业发酵常用氮源包括：黄豆饼粉、花生饼粉、棉子饼粉、玉米浆、蛋白胨、尿素、酒糟、酵母粉、与鱼粉等。 15、就微生物的主要类群而言，有细菌、放线菌、酵母菌、霉菌之分，它们所需要的培养基组分也是不同的，培养细菌常用培养基为LB培养基；放线菌为高氏一号；酵母菌为麦芽汁培养基；霉菌为察式培养基。 16、造成发酵染菌的原因很多，比较复杂，但种子带菌、空气带菌、设备渗漏、培养基或设备灭菌不彻底、操作失误和技术管理不善是造成各个发酵厂污染杂菌的普遍原因。

啤酒发酵课程设计.

目录 一、总论 1.1概论 1.2设计依据 1.3设计指导思想 1.4设计范围 二、生产工艺 2.1生产方法的选择 2.2啤酒发酵流程CAD图纸（附） 三、设备选择 3.1主要工艺设备选型计算 3.2 啤酒罐CAD图纸（附） 四、设计结果的自我总结与评价 五、参考文献

合肥学院生物工程专业化工课程设计说明书 啤酒发酵罐课程设计 一总论 1.1概论 圆筒体锥底立式发酵罐 圆筒体锥底立式发酵罐（简称锥形罐），已广泛用于发酵啤酒后生产。锥形罐,可单独用于前发酵或后发酵，还可以将前，后发酵合并在该罐进行（一罐法）。这种设备的优点在于能缩短发酵时间,而且具有生产上的灵活性，帮能适合于生产各种类型啤酒的要求。目前，国内外啤酒工厂使用较多的是锥形发酵罐这种设备一般置于室外。冷媒多采用乙二醇或酒精溶液。也可使用氨作冷媒，优点心能耗低。采用的管径小，生产费用可以降低。最终沉积在锥底的酵母，可打开锥底阀门，把酵母排出罐外，部分酵母留作下次待用，安全阀和玻璃视镜。 影响发酵设备造价的因素 主要包括发酵设备大小，形式，操作压力及所需的新华通讯社却工作负荷，容光焕发器的形式主要指其单位容光焕发积所需的表面积，这是影响造价的主要因素。罐的高度与直径的比例为1.5-6:1.常用3:1或4:1.罐内真空主要是系列的发酵罐在密闭条件下转罐可进行内部清洗时造成成的,由于型发酵罐在工作完毕后放料的速度很快.有可能造成成一定期负压,另外即便函罐内留学生存一部分二氧化碳.在进行清洗时,二氧化碳有被子除去的可能所以也可能造成真空。由于清洗液中含有碱性物质能与二氧化碳起反应而除去罐内气体。 结构及特点 啤酒发酵罐是啤酒厂的主要设备之一，其发酵温度控制是依靠调节冷却系统的冷却流量来实现。目前国内外较多采用罐体外壁的夹套通入低温酒精水冷却罐内发酵液，而酒精水的降温是通过液氨蒸发来冷却的，其缺点是需要酒精水的中间换热循环。而本设计对目前现有的啤酒发酵罐，作了进一步发展和改进，其主要特点如下： ⑴把大罐的夹层当作蒸发器，液氨直接在夹套内蒸发，利用其气化潜热冷却罐内的啤酒液，从而省却了酒精水的中间换热循环，节省能耗12%以上。 ⑵把夹套当作蒸发器，由于夹套内的压力比酒精水系统的要高，为此，设置

(完整版)生物工程概论教学大纲

《生物工程概论》教学大纲 课程名称：生物工程概论 英文名称：Introduction to Bioengineering 课程编码： 学分：2 总学时：36 理论学时：36 学时 实验学时：0 学时 适用专业：非生物类本科专业 执笔人： 审核人: 一、课程的性质、地位与任务生物工程概论是生物类院校一些非生物学专业的必修课程之一。 20 世纪以来生命科学的研究迅速发展，从而推动了农业、林业、工业、医药卫生等多个领域的发展。本课程介绍各项生物工程技术的基本原理和基本知识，使非生物专业的学生能够了解生物工程的基本知识框架，促进其他学科的学生对生命科学的关注，为他们了解生物工程相关的基础知识提供平台，对促进学科交叉、拓宽学生知识面，提高学生的高科技意识和创新思维方式，增强学生适应社会能力及择业机遇，都有着重要的现实意义。 二、教学目的与要求本课程为全校非生物专业学生的必修课。通过本课程的学习，了解生物技术和生物工程的概念、研究对象、研究内容及与日常生产、生活的关系。掌握五大生物工程技术的原理与方法， 并对生物工程的学科发展情况有初步的认识。 三、教学学时分配表

第一章 绪论 本章教学目的和要求： 通过本章的教学，让学生了解生物工程的概念、学科发展情况的基本内容，激发学生的学 习兴趣，了解本学科学习的大致内容。 重点： 1. 生物技术的概念； 2. 生物技术的种类及其相互关系； 3. 传统生物技术与现代生 物技术的区别。 难点：生物技术的概念及其包含的内容 教学目的和要求： 学习基因工程的概念、主要步骤和相关的分子生物学基础知识（基因工程诞生的三大理论 和三大技术） 。了解常用工具酶的催化反应机制及主要用途，三种常用基因克隆载体（质粒、λ 噬菌体和粘粒）的一般生物学特性、结构及其应用，目的基因的制备方法，重组体的构建及导 入受体细胞的方法，重组子的筛选与鉴定方法。通过学习为进一步掌握生物技术相关知识和从 事基因工程工作打下基础，并对基因工程的发展动态有初步的了解。 重点：基因工程的主要操作步骤，主要工具酶的催化机理和用途，三类常用载体的特点和 主要用途，目的基因克隆的主要方法，重组 DNA 的导入受体细胞的途径，重组克隆的筛选与鉴 定方法。 难点：目的基因的克隆策略，基因表达载体构建的策略和方法，重组克隆筛选鉴定方法。 教学内容： 、 DNA 的化学组成和分子结构 2 学时） 教学内容： 第一节 生物工程与生物技术的含义 第二节 生物技术的产生 一、传统生物技术 二、近代生物技术 三、现代生物技术 第三节 生物工程的基本内容 一、基因工程 二、细胞工程 三、酶工程 四、发酵工程 五、蛋白质工程 六、五大生物工程技术之间的联系 第 四节 生物技术涉及的学科及其技术 第 五节 现代生物技术的应用与产业化 一、 生物技术在各个领域的应用 二、应用生物技术的产业化及其基本特 征 第六节 现代生物技术的发展现状 0.25 学时 0.25 学时 0.5 学时 0.25 学时 0.25 学时 0.25 学时 第七节 现代生物技术对于人类生活、社会生存的重要影响 第二章 基因工程 第一节 基因工程的概念 第二节 DNA 的结构与功0.5 0.5 学时 学时 0.25 学时 4 学