掌握常用生物工程设备的结构课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,生物工程设备,生物工程设备,食品的生产,食品的生产,药物的生产,药物的生产,农产品的加工,农产品的加工,生物工程（设备）,遗传工程,细胞工程,发酵工程,酶工程,生物反应器工程,生物工程（设备）遗传工程,1.,掌握常用生物工程设备的结构。,2.,掌握设备关键组成单元的相关参数及计算。,本门课程的总体目标,1.掌握常用生物工程设备的结构。2.掌握设备关键组成单元,第一章 培养基制备设备,第一章 培养基制备设备,学习目标,了解培养基灭菌的热动力学,掌握常见培养基制备设备的构造和工作原理,学习目标了解培养基灭菌的热动力学,第一节 培养基的灭菌设备,1.,培养基灭菌的热动力学,如何衡量灭菌的效果？,灭菌效果的好坏受到哪些因素影响？如何影响？,温度、时间,活菌残留总数,-,N,s,第一节 培养基的灭菌设备1.培养基灭菌的热动力学温度、时间活,起始活菌总数：,N,0,将培养基的活菌总数,N,0,杀灭到,N,s,，需要多高的温度及多长时间。,（,1,）理论灭菌时间,K-反应速度常数，s,-1,或min,-1,N-任一时刻的活菌浓度，个/L,-时间，s或min,起始活菌总数：N0K-反应速度常数，s-1或min-1,(,对数残留定律,),如果,N,s,=0,N,s,/N,0,=,1,/,10时所需的时间记为,0.9,1/10衰减时间，或90%死灭时间,(对数残留定律)如果Ns=0,（,2,）灭菌温度与反应速度常数,k,的关系,K,-,反应速度常数,R-,气体常数，,1.9874.187 J/(Kmol),T-,绝对温度,E-,细胞孢子的活化能，,4.187J/(Kmol),（2）灭菌温度与反应速度常数k的关系K-反应速度常数,掌握常用生物工程设备的结构课件,第二节 培养基制备中的常用灭菌设备,1.,培养基的两种灭菌方式,间歇式灭菌法（实消）,连续式灭菌法（连消）,将培养基配制在发酵罐或其它装置中，通入蒸汽直接加热，达到预定灭菌温度后保温一段时间，再冷却到发酵温度。,把发酵罐先灭菌好，在罐外连续不断进行加热，保温灭菌和冷却，然后连续送入发酵罐中。,第二节 培养基制备中的常用灭菌设备1.培养基的两种灭菌方式间,2,间歇式灭菌法中的常用杀菌设备,高压蒸汽灭菌锅,发酵罐本身,2 间歇式灭菌法中的常用杀菌设备高压蒸汽灭菌锅,3,连续灭菌法中的常用设备,3 连续灭菌法中的常用设备,（,1,）几种常用连续灭菌设备,培养液各个部分在管道中停留（受热）的时间是否均等？,如何做到均等受热？,培养液在管道中的流动形式：活塞流（层流）、湍流、黏滞流,（1）几种常用连续灭菌设备培养液各个部分在管道中停留（受热）,活塞流：平均速度与轴线处最高速度相等，即截面各点速度相等,湍流：平均速度为轴线处最高流速的,82%,黏滞流：平均速度为轴线处最高流速的,50%,活塞流：平均速度与轴线处最高速度相等，即截面各点速度相等湍流,活塞流最理想,能够防止培养液的过热和加热不足,比较容易计算管道的长度,但是无法实现理想的活塞流，只能以接近活塞流的形式进行流动,活塞流最理想,1,）连消塔,培养液高温短时间连续灭菌设备,套管式和汽液混合式两类,由内管小孔喷出的蒸汽加热（110-130）,保持时间15-20s,流动线速度,0.1m/s,孔距,套管式连消塔,1）连消塔培养液高温短时间连续灭菌设备由内管小孔喷出的蒸汽加,a,汽液混合式连消塔,b,汽液混合式连消器,a,b,套管式喷嘴,喷嘴上方有圆形挡板,加热蒸汽呈环形加热料液,a 汽液混合式连消塔ab套管式喷嘴,连消塔的参数计算,培养液流动线速度,G-,培养液流量，,m,3,/h,D-,外管直径，,m,d-,内管直径，,m,连消塔的参数计算培养液流动线速度G-培养液流量，m3/h,连消塔高度（,H,）,蒸汽喷孔总面积（,F,）及孔数（,n,）,F-蒸汽喷孔总面积，m,2,-蒸汽喷孔处蒸汽喷射速度，m/s,V-加热蒸汽消耗量,m,3,/h,H-连消塔的高度，m,-灭菌时间，s,连消塔高度（H）蒸汽喷孔总面积（F）及孔数（n）F-蒸汽喷孔,喷孔数（,n,）,n-,喷孔数，个,d,1,-,喷孔直径，,m,喷孔数（n）n-喷孔数，个,套管式连消塔参数,线速度,连消塔高度 H,蒸汽喷孔总面积 F,蒸汽喷孔个数 n,套管式连消塔参数线速度,2,）喷射加热器,料液,蒸汽,加热后,料液,1,2,3,1.,喷嘴,2.,蒸汽吸入口,3.,混合喷嘴,2）喷射加热器料液蒸汽加热后1231.喷嘴,（,2,）连续灭菌的流程,连消塔连续灭菌流程,喷射加热连续灭菌流程,薄板换热器连续灭菌流程,（2）连续灭菌的流程,连消塔连续灭菌流程,连消塔连续灭菌流程,喷射加热连续灭菌流程,喷射加热连续灭菌流程,薄板换热器连续灭菌流程,1,2,3,薄板换热器连续灭菌流程123,