第二章 生物细胞培养基制备过程与设备xin.pptVIP

第二章 生物细胞培养基制备过程与设备 所有的生物细胞都要不断地同外界进行物质和能量交换，都要进行新陈代谢，才能表现出生命活动，这时，就需要营养物质。生物技术产业中大多数都利用纯种培养技术，这就要求对培养基中已有的杂菌进行去除或杀灭。 第一节 液体培养基的灭菌 二、连续灭菌流程及设备 连续灭菌的基本设备一般包括 （1）配料预热罐，将配好的料液预热到60~70℃，以避免灭菌时由于料液与蒸汽温度相差过大而产生水汽撞击声；（2）连消塔，连消塔的作用主要是使高温蒸汽与料液迅速接触混合，并使料液的温度很快升高到灭菌温度（126~132℃）；（3）维持罐，连消塔加热的时间很短，光靠这段时间的灭菌是不够的；（4）冷却管，从维持罐出来的料液要经过冷却管进行冷却，生产上一般采用冷水喷淋冷却，冷却到40~50℃后，输送到预先已经灭菌过的罐内。 三、分批灭菌过程与设备 第二节 淀粉质原料的蒸煮与糖化 一、连续蒸煮糖化 二、间歇蒸煮糖化 第三节 纤维素和半纤维素的水解 一、蒸汽爆裂法 二、稀酸预处理法 三、酸酶水解法 第五节 啤酒生产中麦芽汁的制备设备 一、糊化锅 二、糖化锅 糖化锅的用途是使麦芽粉与水混合，并保持一定温度进行蛋白质分解和淀粉糖化，现时糖化锅的材料广泛采用不锈钢制作，也可用碳钢或铜钢制造。现时有的在锅内壁装有挡板，以改变流型，提高搅拌效果。有效容积的大小与加水量有关，一般糖化锅容积比糊化锅大约一倍。锅底可做成平的，也有作成球形蒸汽夹套的。在六锅式糖化设备中，做成糖化、糊化两用锅，以提高糖化锅的利用率。锅体直径与高之比为2∶1，升气管截面积为锅圆筒截面积的1/30~1/50。 三、过滤槽 四、麦汁煮沸锅 五、糖化醪过滤槽 第七节 固体培养基制备 一、固体培养基的制备方法及其设备 用于麦汁的煮沸和浓缩，蒸发掉多余的水分，使麦汁达到一定的浓度。并加入酒花，使酒花中所含的苦味及芳香物质进入麦汁中。 （一）型式与结构 （二）容积计算 （三）有关参数 1．麦汁煮沸锅的容量以过滤后进入锅中的麦汁量为准，如果以100kg麦芽需要量作为计算单位，则麦汁煮沸锅容量约需800~900升，再加上25~30％作为麦汁运动的空间。 2．麦汁煮沸锅内液柱高与直径之比1：2，一般不大于此比例，如表面积过小，液柱过高，对液体对流不利，影响蒸发量，也影响凝结蛋白质的析出。 3．麦汁煮沸锅为了有助于煮沸，同样装有搅拌器，其搅拌叶的转速约为20~35r/min，圆周速度为3m/s 左右。 4．排汽管的截面积为锅内液体表面积的1/30~1/50。 5．根据实践，每小时可以蒸发水量相当于锅中物料量的8~10%，故在一般条件下需煮沸的时间约1.5~2小时。 糖化醪的过滤是啤酒厂获得澄清麦汁的一个关键设备，主要用于醪液的糖化和麦汁的过滤。 糖化醪过滤槽的结构 第六节 淀粉水解制糖 用于制备淀粉的原料主要为薯类、玉米、小麦、大米等富含淀粉的农产品。根据原料淀粉的性质及采用的催化剂不同，淀粉水解为葡萄糖的方法有酸解法、酶解法、以及酸酶结合法等。 一、酸解法 二、酶解法 一、酸解法 酸解法又称酸糖化法，它是以酸为催化剂在高温下将淀粉水解转化为葡萄糖的方法。酸解法具有生产方便、设备要求简单、水解时间短、设备生产能力大等优点。但是，由于水解是在高温高压及一定酸浓度下进行的，故要求设备需耐腐蚀、耐高温和耐高压，同时，酸解法在酸催化水解过程中存在一些副反应，导致淀粉转化率较低。另外，酸解法对淀粉原料要求严格，要求淀粉颗粒度均匀，颗粒过大会使水解不完全。同样淀粉乳浓度也不宜过高，过高的淀粉乳浓度会使淀粉转化率下降，这些是酸解法存在的有待解决的问题。 工业上主要使用具有较高催化效能的盐酸、硫酸和草酸。一般盐酸（以纯盐酸计）为淀粉量的0.5%~0.8%。工业上采用的糖化方法有两种，一为加压罐法，系间歇操作；另一为管道法，系连续操作。 （一）加压罐水解糖化 一根粗的铜管（喷出管）直穿罐的中心，其尾端位于罐底中心凹处，上端穿出罐外直达位于上层楼房的中和筒，供糖化完成后借压力喷糖化液到中和桶之用，罐顶有蒸汽排出管经收集器一直通到厂房顶外面，供排出蒸汽之用。 糖化普遍使用盐酸，把酸加入淀粉乳中的方法有3种：一种是将全部酸用水冲淡后加入糖化罐中，酸水的量以能淹没罐底的多孔蒸汽盘管为度，打开蒸汽阀门将酸水煮沸后，引淀粉乳入罐中，淀粉乳引入的速度不能太快，以保持酸水继续沸腾为宜。第二种方法是将全部的酸的1/3~1/2用水冲淡后加入糖化罐中，其余的酸混入淀粉乳中。第三种方法是将全部的酸混入淀粉乳中，糖化罐中只加水。 第一种方法因为先