食品行业中发酵罐发酵工程技术的应用
发酵罐发酵工程技术成为食品添加剂生产可以选择方法,目前采用发酵罐发酵工程技术生产的食品添加剂及功能性食品配料有望成为食品工业新的增长点。采用微生物发酵和酶法生产的食品添加剂及配料,又称生物食品添加剂及配料。食品添加剂及配料产业作为现代食品工业的核心组成部分和重要特征,在食品工业产业升级中发挥着不可或缺的主导作用。中国生物食品添加剂及配料产业已成为现代生物技术在工业部门应用,并带动关联产业发展和升级的成功范例。2005年,中国生物食品添加剂及配料产业的工业总产值约为560亿元,占食品工业总产值的3.5%。总产量达到1000万吨,一批主要产品的生产规模和技术水平已居世界**。主要产品类别包括酸味剂、调味剂、甜味剂、着色剂、酶制剂、防腐剂、增稠剂、食用香精、香料以及营养强化剂等。
从植物中萃取食品添加剂的成本高,且来源有限,化学合成法生产食品添加剂虽成本低,但化学合成率低,周期长且可能危害人体健康。这就是发酵工程技术成为食品添加剂生产的可以选择方法的原因。目前,利用微生物技术发酵生产的食品添加剂主要有维生素(Vc、VB1、VB2、)、甜味剂、增香剂和色素等产品。发酵罐发酵工程生产的**色素、**新型香味剂,正在逐步取代人工合成的色素和香精,这也是现今食品添加剂研究的方向。
食品添加剂在发酵罐发酵食品的生产加工工业中占有非常重要的地位, 然而食品添加剂使用的现状却令人堪忧。在当今食品生产日益社会化和规模化的过程中, 食品添加剂对食品工业而言已不可或缺, 甚至可以讲“没有食品添加剂就没有现代食品工业”。食品添加剂是食品生产中较活跃、较具创造力的因素, 然而近年来发生的一些食品安全事故都与食品添加剂有着千丝万缕的联系, 如何做到科学认识并安全使用食品添加剂是当前食品企业生产以及**监管的重点。文章着重介绍当前食品添加剂在发酵罐发酵产业的使用中存在的一些问题及其未来发展的方向。
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二手反应釜(不锈钢反应釜 搪瓷反应釜 高压反应釜 碳钢反应釜 实验釜 电加热反应釜 反应锅 反应罐 搅拌罐 发酵罐 结晶罐等反应设备 )
二手离心机 (卧螺沉降离心机 卧螺过滤离心机 卧式刮刀离心机 单级/双级活塞推料离心机 吊袋离心机 碟式离心机 三足离心机 管式离心机 淀粉离心机 酵母离心机 污水处理离心机 等分离设备 )
二手干燥机 (管束干燥机 滚筒干燥机 淀粉干燥机 食品干燥机 流化床干燥机 双锥真空干燥机 真空耙式干燥机 沸腾制粒机 喷雾干燥机 闪蒸干燥机 微波干燥机 气流干燥机,热风炉等干燥设备 )
二手过滤机(板框过滤机 厢式过滤机 隔膜压滤机 叶片过滤机 圆筒过滤机 真空转鼓过滤机沙棒过滤器 ?钛棒过滤器等压滤 过滤设备)
二手蒸发器 (升膜蒸发器 降膜蒸发器 浓缩蒸发器 单效蒸发器 双效蒸发器 三效蒸发器 四效
蒸发器 薄膜蒸发器 旋转薄膜蒸发器 刮板蒸发器 球型浓缩蒸发器 不锈钢列管式冷凝器 板式换热器 螺旋管换热器 等传热设备)
二手混合设备(V型混合机 单/双桨叶混合机 双锥混合机 均质机等混合搅拌设备 )
二手饲料加工设备(预混料生产线 浓缩料生产线 饲料制粒机 锤片破碎机 分级筛 冷却箱 混合机 脉冲除尘器 提升机 绞龙 检验筛 膨化机等饲料制粒设备 )
二手食品饮料加工设备(灭菌箱 干燥箱 灭菌锅 炒锅 冷热缸 保温罐 发酵罐 配料罐 暂存罐 瞬间灭菌机 灌装机 封口机 洗瓶机等设备 )
二手制药设备(灭菌箱 水处理机热风循环烘箱 烘箱多功能提取罐 中药提取罐 反应釜 蒸馏釜 混合机 蒸馏塔 回收塔 浓缩蒸发器 磨刀机 润药剂 切片机 )
二手锅炉设备:(立式蒸汽锅炉 卧式蒸汽锅炉 燃油锅炉 导热油炉 热风炉 燃煤锅炉 燃气锅炉 链条炉 手烧炉)等。
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一、乳品发酵罐的概述
乳品发酵罐一般就发酵物而言的,是常见的一类发酵罐,具有可灭菌、冷却、保温、搅拌等功能。 乳品发酵罐罐体上有无菌呼吸器、无菌正压发酵系统、弥勒板,可以保证无菌,无污染,及时加热或冷却的发酵环境。
二、乳品发酵罐的组成
乳品发酵罐由不锈钢筒体、不锈钢上下封头、夹套或盘管(加热、冷却循环)、不锈钢搅拌器(锚式、桨式、涡轮式、分散盘等)、传动装置(电机减速机或气动马达)、轴封装置(机械密封、骨架油封、填料)、支撑(平台、支腿、群座、移动脚轮)、保温介质、保温外包等组成。
乳品发酵罐的配件:根据客户需求可安装CIP清洗装置、液位计(物位计)、人孔(手孔)、呼吸器(阻火防爆)、视镜射灯、温度传感器、压力表、真空表、下展式放料阀、球阀、进液口、出液口、排污口等。 乳品发酵罐电机减速机启停或者变频调速,温度数显可控装置及配件中涉及到的电控设备。 乳品发酵罐可配液晶触摸屏,PLC控制器。
三、乳品发酵罐产品的原理
自吸式乳品发酵罐的主要构件是自吸搅拌器和导轮,空气管与转子相连接,在转子启动前,先用液体将转子浸没,然后启动马达使转子转动,由于转子高速旋转,液体或空气在离心力的作用下,被甩向叶轮外缘,在这个过程中,流体便获得能量,若转子的转速愈快,旋转的线速度也愈大,则流体(其中还含有气体)的动能也愈大,流体离开转子时,由动能转变为静压能也愈大,在转子中心所造成的负压也越大,因此空气不断地被吸入,甩向叶轮的外缘,通过定子而使气液均匀分布甩出。由于转子的搅拌作用,气液在叶轮的外缘形成强烈的混合流(湍流),使刚刚离开叶轮的空气立即在不断循环的发酵液中分裂成细微的气泡,并在湍流状态下混合、翻腾、扩散到整个罐中,因此转子同时具有搅拌和充气两个作用。
乳品发酵罐设计和下边即将介绍的乳品发酵罐基本相同,乳品发酵罐为圆柱形,底盖和顶盖均为碟形或锥形。乳品发酵罐罐顶装有人孔、视镜、进料管、接种管、压力表和测量仪表接口管等。乳品发酵罐罐底装有排料口,罐身上下部装有取样口和温度计接口,对于发酵罐,为了便于维修和清洗,往往在近罐底也装有人孔。乳品发酵罐规格也不尽相同,需要根据生产规模进行设计制作。
发酵罐已成为抗生素工业的趋势
发酵罐广泛用于抗生素、氨基酸、酶制剂、维生素、**酸等好氧性发酵过程,在化工方面可用于气-液、气-液-固反应过程,在环保方面可用于污水处理。目前该设备在国内用于谷氨酸、抗生素、黄原胶、糖化酶、柠檬酸生产,投入使用后取得了非常显著的经济效益。
发酵罐发酵所必须的空气在静态混合元件内外上下流动,带动发酵液循环,促进气-液充分混合,与机械搅拌式发酵罐相比节电70%-80%,降低成本,无菌操作可靠性高,该设备没有动密封装置,无泄露,且设备内无死区,灭菌彻底,染杂菌的机会大幅度减少。发酵罐传热和传氧效率高,可满足各种好氧性微生物在任何地区和季节里的发酵生产,提高产率、转化率,设备机械剪切力对微生物的伤害小,加上溶氧充分、热量移走及时,为微生物提供了一个良好的生长环境,有效地促进了新陈代谢,加速产品积累,使产品的产率和转化率均有明显提高。
发酵罐容易实现大型化和自动化,没有制造、安装、操作和维修困难,设备的控制因素比搅拌罐少,容易实现自动化控制。随着发酵产品需求量增加,发酵过程控制和检测水平提高,发酵罐的了解和较优化的机理认识水平提高,以及空气无菌处理技术水平的提高,发酵罐的容积增大已成为抗生素工业的趋势。
发酵罐内没有搅拌器,且有定向循环流动,因此发酵罐有以下优点。
1、反应溶液分布均匀:气液固三相的均匀混合与溶液成分的混合分散良好是生物反应器的普遍要求,因其流动、混合与停留时间分布均受到影响。这对需氧生物细胞的生长和产物生成有利。此外,还需避免发酵罐液面生成稳定的泡沫层,以免生物细胞积聚于上而受损害甚至死亡。
2、较高的溶氧速率和溶氧效率:气升式发酵罐有较高的气含率和比气液接触介面,因而有高传质速率和溶氧效率,且溶氧功耗相对低。
3、剪切力小,对生物细胞损伤小:由于气升式发酵罐没**械搅拌叶轮,故对细胞的剪切损伤可减至较低,尤其适合植物细胞及组织的培养。
4、传热良好:好气发酵均产生大量的发酵热,发酵罐因液体综合循环速率高,同时便于在外循环管路上加装换热器,以保证除去发酵热以控制适宜的发酵温度。
5、结构简单,易于加工制造。
6、操作和维修方便:气升式发酵罐结构较简单,能耗低,操作方便,特别是不易发生机械搅拌轴封容易出现的渗漏染菌问题。