第三章 发酵与酿造的主要设备 • 一、原料处理设备 • 二、固体发酵设备 • 三、机械搅拌通风发酵罐(生物反应器) • 四、空气净化系统 • 五、培养基灭菌系统 • 六、产物分离与提取设备
第三章 发酵与酿造的主要设备 • 一、原料处理设备 • 二、固体发酵设备 • 三、机械搅拌通风发酵罐(生物反应器) • 四、空气净化系统 • 五、培养基灭菌系统 • 六、产物分离与提取设备
一、原料处理设备 • (一)原料粉碎设备 • 在发酵与酿造过程中，为了加速蒸煮、糖化、 发酵的反应速度，对于使用的固体原料，常需 将其粉碎。使大块固体物料破碎成小块物料的 操作，通常称为粉碎，而使小块物料进一步粉 碎为粉末状物料，则称为磨碎或研磨。 • 在生产过程中，粉碎的效果好坏，不仅直接反 映出粉碎操作的合理性和经济性，而且会间接 影响到蒸煮、糖化、发酵的效果。工厂中，均 采用某种形式的机械方法，达到固体物料粉碎 的目的
一、原料处理设备 • (一)原料粉碎设备 • 在发酵与酿造过程中，为了加速蒸煮、糖化、 发酵的反应速度，对于使用的固体原料，常需 将其粉碎。使大块固体物料破碎成小块物料的 操作，通常称为粉碎，而使小块物料进一步粉 碎为粉末状物料，则称为磨碎或研磨。 • 在生产过程中，粉碎的效果好坏，不仅直接反 映出粉碎操作的合理性和经济性，而且会间接 影响到蒸煮、糖化、发酵的效果。工厂中，均 采用某种形式的机械方法，达到固体物料粉碎 的目的
• 粉碎的方法，根据操作作用力的不同可区分为四 种：①挤压；②冲击；③磨碎；④劈碎。无论是 哪一种作用力，假如所施加的外力没有超过物料 的弹性强度，则物料产生弹性变形，外力除掉后， 物料恢复到原来情况。加入施加的外力稍超过物 料的破碎强度，则物料即被粉碎。物料表面通常 具有不规则的形状，因此外力首先作用在突出点 上，产生局部的应力，破碎后应力分散，作用点 发生变化。粉碎过程是在极短的时间里进行的非 常复杂的过程，揭开全部真正的粉碎机理是以后 进一步开展的工作
• 粉碎的方法，根据操作作用力的不同可区分为四 种：①挤压；②冲击；③磨碎；④劈碎。无论是 哪一种作用力，假如所施加的外力没有超过物料 的弹性强度，则物料产生弹性变形，外力除掉后， 物料恢复到原来情况。加入施加的外力稍超过物 料的破碎强度，则物料即被粉碎。物料表面通常 具有不规则的形状，因此外力首先作用在突出点 上，产生局部的应力，破碎后应力分散，作用点 发生变化。粉碎过程是在极短的时间里进行的非 常复杂的过程，揭开全部真正的粉碎机理是以后 进一步开展的工作
• 选择粉碎物料的方法，必须根据物料的物理 性质、大小、粉碎的程度等，应特别注意物 料的硬度和破裂性。对坚硬和脆性的物料， 挤压和冲击很有效；对韧性物料剪切力作用 较好；对方向性物料则以劈碎为宜。但不论 哪一种粉碎，很少单独使用其中的一种方法， 而是几种方法的组合，使粉碎更加有效。 • 1.锤式粉碎机 锤式粉碎机是利用快速旋转的 锤刀对物料进行冲击粉碎，广泛用于各种中 等硬度物料的中碎与细碎作业。由于各种脆 性物料的抗冲击性较差。因此，这种粉碎机 特别适用于脆性物料
• 选择粉碎物料的方法，必须根据物料的物理 性质、大小、粉碎的程度等，应特别注意物 料的硬度和破裂性。对坚硬和脆性的物料， 挤压和冲击很有效；对韧性物料剪切力作用 较好；对方向性物料则以劈碎为宜。但不论 哪一种粉碎，很少单独使用其中的一种方法， 而是几种方法的组合，使粉碎更加有效。 • 1.锤式粉碎机 锤式粉碎机是利用快速旋转的 锤刀对物料进行冲击粉碎，广泛用于各种中 等硬度物料的中碎与细碎作业。由于各种脆 性物料的抗冲击性较差。因此，这种粉碎机 特别适用于脆性物料
图3-1锤式粉碎机 筛网 2.轴 3.锤刀 4.冲击板 5.机壳
图3-1锤式粉碎机 筛网 2.轴 3.锤刀 4.冲击板 5.机壳
• 锤式粉碎机如图3-1，主轴上有钢质圆盘或方盘 转子，盘上装有可拆换的锤刀。锤刀可以自由 摆动。当主轴经800～2500r/min在密封的机壳 内旋转时，刀片在各个不同的位置上，能够以 很大的冲击力将物料粉碎。加入到粉碎机中的 物料，首先与锯齿形的冲击板撞击，已经被粉 碎的物料，通过机壳上的格栅网孔排出。未被 粉碎的物料，被筛网阻截，再次受锤力冲击粉 碎。如遇有坚硬不能粉碎的物料，由于锤刀是 活动地悬挂在盘上，可以摇动而让开，可避免 损伤机器，当然锤刀要受到较大的磨损，甚至 损坏筛网。如遇有坚硬的物料，可再次或多次 冲击粉碎。粉碎的物料，连续穿过机内的筛网 排出。为了避免堵塞，除将筛网孔做成上小下 大的锥形孔外，被粉碎的物料含水量不应超过 10%～15%
• 锤式粉碎机如图3-1，主轴上有钢质圆盘或方盘 转子，盘上装有可拆换的锤刀。锤刀可以自由 摆动。当主轴经800～2500r/min在密封的机壳 内旋转时，刀片在各个不同的位置上，能够以 很大的冲击力将物料粉碎。加入到粉碎机中的 物料，首先与锯齿形的冲击板撞击，已经被粉 碎的物料，通过机壳上的格栅网孔排出。未被 粉碎的物料，被筛网阻截，再次受锤力冲击粉 碎。如遇有坚硬不能粉碎的物料，由于锤刀是 活动地悬挂在盘上，可以摇动而让开，可避免 损伤机器，当然锤刀要受到较大的磨损，甚至 损坏筛网。如遇有坚硬的物料，可再次或多次 冲击粉碎。粉碎的物料，连续穿过机内的筛网 排出。为了避免堵塞，除将筛网孔做成上小下 大的锥形孔外，被粉碎的物料含水量不应超过 10%～15%
• 锤式粉碎机可作粗碎或细碎，这是它的优点。此外， 还具有单位产品的能量消耗低、体积紧凑、结构简 单、生产能力高等特点。它的主要缺点是，当粉碎 较坚硬的物料时，锤刀磨损得较快。 • 锤刀是锤式粉碎机的主要零件，它的型式尺寸，决 定于物料尺寸性质。机壳中的筛网有不同的规格， 视被碎物料的性质、种类和粉碎的要求而异。筛网 的尺寸对产品的颗粒大小及粉碎机生产能力有很大 的影响，视不同的要求选用适宜的筛网。锤刀与筛 网间的径向间隙是可以调节的，一般为5～10mm。 粗筛一般用钢丝构成，或在金属板上钻圆孔、方孔 或长方孔。细筛除用钢丝外，还可用钢板。酒精厂 锤式粉碎机筛孔直径，一般为1.5mm，中心距离为 2.5～3.5mm
• 锤式粉碎机可作粗碎或细碎，这是它的优点。此外， 还具有单位产品的能量消耗低、体积紧凑、结构简 单、生产能力高等特点。它的主要缺点是，当粉碎 较坚硬的物料时，锤刀磨损得较快。 • 锤刀是锤式粉碎机的主要零件，它的型式尺寸，决 定于物料尺寸性质。机壳中的筛网有不同的规格， 视被碎物料的性质、种类和粉碎的要求而异。筛网 的尺寸对产品的颗粒大小及粉碎机生产能力有很大 的影响，视不同的要求选用适宜的筛网。锤刀与筛 网间的径向间隙是可以调节的，一般为5～10mm。 粗筛一般用钢丝构成，或在金属板上钻圆孔、方孔 或长方孔。细筛除用钢丝外，还可用钢板。酒精厂 锤式粉碎机筛孔直径，一般为1.5mm，中心距离为 2.5～3.5mm
• 2.辊式粉碎机 辊式粉碎机广泛应用于粉 碎颗状物料的中碎或细碎的作业，主要 工作机件是两个直径相同的圆柱状辊筒， 如图4-21所示，两个辊筒以相同的圆柱 状辊筒，如图3-2所示
• 2.辊式粉碎机 辊式粉碎机广泛应用于粉 碎颗状物料的中碎或细碎的作业，主要 工作机件是两个直径相同的圆柱状辊筒， 如图4-21所示，两个辊筒以相同的圆柱 状辊筒，如图3-2所示
图3-2 二辊式粉碎机 1.弹簧 2.物料 3.滚筒 4.机座
图3-2 二辊式粉碎机 1.弹簧 2.物料 3.滚筒 4.机座
• 两个辊筒以相反的方向旋转，产生挤压力和剪力将 物料粉碎。辊筒表面有光面和带波纹的两种，物料 从辊筒间的空隙加入。两辊筒间的距离称为开度。 凡物料颗粒小于开度的，可经空隙漏出。当要求产 品较细时，可提高辊筒表面的圆周速度，达8～ 10r/min，也可使两辊筒间有15%～20%的转速差， 这样可增加粉碎度。两个辊筒，有一个辊筒的轴承 是固定的，另一个辊筒是可以移动的，这样可调节 辊筒的开度。另外在可移动的轴承上，还装有弹簧。 因此，当物料中混有较大块或硬的物料时，弹簧能 稍微移动一点，使大块或硬的物料得以通过，以免 使辊筒表面受到损伤
• 两个辊筒以相反的方向旋转，产生挤压力和剪力将 物料粉碎。辊筒表面有光面和带波纹的两种，物料 从辊筒间的空隙加入。两辊筒间的距离称为开度。 凡物料颗粒小于开度的，可经空隙漏出。当要求产 品较细时，可提高辊筒表面的圆周速度，达8～ 10r/min，也可使两辊筒间有15%～20%的转速差， 这样可增加粉碎度。两个辊筒，有一个辊筒的轴承 是固定的，另一个辊筒是可以移动的，这样可调节 辊筒的开度。另外在可移动的轴承上，还装有弹簧。 因此，当物料中混有较大块或硬的物料时，弹簧能 稍微移动一点，使大块或硬的物料得以通过，以免 使辊筒表面受到损伤