生物工程设备 教学课件 作者 郑裕国 主编 薛亚平 副主编第一章 生物质原料处理过程与设备.ppt

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1、第一章生物质原料处理过程与设备第一节生物质原料筛选与分级生物加工原料在很多情况下往往会混入沙土、石子甚至金属等杂物。进行生产前，必须先将原料中混杂的杂物除去。所以在生产前，原料的除杂、筛选与分级处理是十分必要的。一、筛选与分级设备二、筛选设备一、筛选与分级设备（一）磁力除铁器（二）精选机目的是将夹杂在原料中的小铁块、螺丝等金属杂物除去，磁选设备分永磁溜管和永磁滚筒。颗粒状的生物质原料（如大麦、小麦）等必须进行精选和分级，其主要原理是按颗粒长度进行分级，以除去不必要的杂粒，有滚筒精选机和碟片精选机两种。二、筛选设备为保证生产质量，生产过程又往往将粒度不同的物料加以分级，这也要

2、用筛子来完成，发酵工厂中常用的是振动筛和转筒筛。第二节生物质原料的粉碎在以固体生物质为原料的生物反应生产过程中，对原料粉碎的效果好坏，不仅直接反映出粉碎操作的合理性和经济性，而且会间接影响到下一工序如蒸煮、浸出、水解（酸解和酶解）和发酵等的效果和效率。（一）锤式粉碎机（二）辊式粉碎机（三）湿式粉碎机（四）球磨机（五）切片机（六）超细粉碎机（七）纳米粉碎机（一）锤式粉碎机锤式粉碎机最大特点是具有很高的破碎比（达10~50）这是其他粉碎机不能比拟的。此外单位产量能耗低、构造简单、结构紧凑、生产能力高等都是锤式粉碎机的优点。（二）辊式粉碎机辊式粉碎机广泛用于破碎粘性和湿物料块。啤

3、酒厂粉碎麦芽和大米都是用辊式粉碎机，常用的有两辊式、四辊式、无辊式和六辊式等。（三）湿式粉碎机生物加工工厂中，粉碎原料时，往往会逸出较多的粉尘，影响环境。这是干法粉碎的一个不足之处。为了避免这一缺点，在某些产品的生产过程中，采用湿式粉碎操作，其所用到的粉碎机称为湿式粉碎机。湿式粉碎设备主要包括：输料装置、加料器、粉碎机和加热器等几部分。（四）球磨机球磨机是目前工业上广泛应用的粉磨机械。合理的选择粉磨设备和工艺流程非常重要，因为粉磨设备的动力消耗和投资占有很大的经济比重。（五）切片机对生物质原料的粉碎处理，根据加工工艺的不同，对粉碎后的原料形状有不同的要求，有的要求是粉状的，

4、有的要求是块状或片状的。要求块状或片状的粉碎，这时要求用到切片机。（六）超细粉碎机生物材料的超细粉碎除了使产品的粒度微细化外，还需保持产品的有效成分及营养物质不受氧化和损坏，不引入污染杂质，尽可能保持和改善产品的生化特性和风味等；另外，生物材料一般多含水分、纤维素、糖分、蛋白质及其它生物活性物质，使得加工过程中粘度大、韧性强、抗热性差，因而使物料的粉碎和分级较为困难。（七）纳米粉碎机纳米粒子一般是指颗粒尺寸在1nm到100nm之间具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应的超细粒子，该粒子具有的比表面积、表面原子数、表面能和表面张力很大，且随粒径的下降急剧增加

5、，因而展现出许多特有的性质。第三节生物质原料固体间的混合在生物加工的过程中，固体间的混合也是操作单元之一。固体间的混合与气体间的混合有很大的差别。气体通过分子扩散，互相掺合，最终自动达到均匀混合。而固体间混合需要外加机械作用才能进行。因固体粒子形状、粒径、密度等各不相同，各成分在混合的同时伴随着分离现象，所以固体间的混合不能达到完全的均匀，只能达到总体的均匀而不能达到局部的均匀性。（一）固体混合的机理（二）混合设备（一）固体混合的机理固体粒子在混合器内混合时，会发生对流、剪切、扩散等三种不同运动形式，形成三种不同的混合：ｌ．对流混合2．剪切混合3．扩散混合（二）混合设备混合

6、设备有两种，一种是不能转动的固定型混合机；一种是可以转动的回旋型混合机。1．回旋型混合机2．固定型混合机（1）搅拌槽式混合机（2）锥形混合机（3）回转圆板型混合机（4）流动型混合机TheEnd