食品发酵工程课程设计
机械搅拌
通风发酵罐的设计
姓名：王艳丽
班级：食品101
学号：2010035120
指导教师：冮洁
2013年6月27日
目录
1 设计任务书0
2 设计概述与设计方案简介0
2.1 谷氨酸生产工艺流程简介0
2.2.2 谷氨酸生产原料及处理1
2.2.3 谷氨酸生产工艺流程图1
2.2 设计概述与设计方案简介错误！未定义书签。3工艺及设备设计计算2
3.1 生产能力计算2
3.2总物料衡算2
3.3发酵罐的主要尺寸计算2
3.3.1 发酵罐的选型2
3.3.2 生产容积的确定3
3.3.3 发酵罐的高度和直径3
3.3.4 冷却面积及冷却水用量的计算3
3.3.5 搅拌器的计算5
3.3.6发酵罐壁厚的计算6
3.4 管道设计7
3.4.1 接管的设计7
3.4.2 蛇管的计算4
3.5 辅助设备的确定错误！未定义书签。
3.5.1 消泡桨错误！未定义书签。
3.5.2 传动机构错误！未定义书签。
3.5.3联轴器及中间轴承错误！未定义书签。
3.5.4 机械密封错误！未定义书签。
4.设计结果汇总表8
5.设计评述8
6.参考资料9
7.主要符号说明9
8.致谢10
1 设计任务书
2 设计概述与设计方案简介
2.1 谷氨酸生产工艺流程简介
2.1.1 谷氨酸发酵工艺技术参数表
表2-1 主要工艺技术参数
生产工序参数名称
指标
淀粉质原料糖蜜原料
1 制糖（双酶法）淀粉糖化转化率% ≥98
2 发酵产酸率g/dl ≥8.0 ≥8.0
3 发酵糖酸转化率% ≥50 ≥55
4 谷氨酸提取提取收率% ≥86 ≥80 2.2.2 谷氨酸生产原料及处理
表2-2 原料及动力单耗表
序号物料名称规格
单耗(t/t)
淀粉原料大M原料糖蜜原料
1 玉M淀粉含淀粉86% 2.12
2 大M 含淀粉70% 3.0
3 糖蜜含糖50% 3.97
4 硫酸98% 0.4
5 0.45 0.45
5 液氨99% 0.35 0.35 0.35
6 纯碱98% 0.34 0.34 0.34
7 活性炭0.03 0.02 0.10
8 水309 309 309
9 电2000Kwh/t 2000Kwh/t 2000Kwh/t
10 蒸汽11.4 11.4 11.4
谷氨酸发酵的主要原料有淀粉、甘蔗糖蜜、甜菜糖蜜、醋酸、乙醇、正烷烃(液体石蜡)等。国内多数谷氨酸生产厂家是以淀粉为原料生产谷氨酸的，少数厂家是以糖蜜为原料进行谷氨酸生产的，这些原料在使用前一般需进行预处理。
2.2.3 谷氨酸生产工艺流程图
淀粉
↓
消泡剂—葡萄糖
水—↓—水氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。
无机盐—→配料罐→定容罐定容罐←配料罐←←—无机盐
糖蜜—↓↓—糖蜜
玉M浆—二级种子罐连消器—玉M浆谚辞調担鈧谄动禪泻類。
纯生物素—↓↓—纯生物素
实消维持罐
↓↓
斜面→一级种子 降温 换热器 ↓↓—消泡剂
液氮 → 二级种培养 发酵罐←—高浓度糖液
↑—液氨
无菌空气
图2-1 谷氨酸发酵工艺流程图
3工艺及设备设计计算
3.1 生产能力计算
年产味精2万吨（99%味精占80%，80%的味精占20%，
折算为100% MSG ： 19040t/a 80%20%2000099%%8020000=??+??
日产商品MSG ：d t /5.6232020000
=（其中99%的MSG 50t ，80%的MSG 12.5t)。 日产100%MSG ：d t /5.59320
19040
=
3.2总物料衡算
生产1000kg 纯度为100%的味精需耗用的原辅材料及其他物料量。
（1）发酵液量V 1
()3166.15%112%98%80%481501000m V =????÷=
式中 150——发酵培养基初糖浓度（kg/m 3
） 48%——糖酸转化率 80%——谷氨酸提取率 98%——淀粉糖转化率
112%——味精对谷氨酸的精制产率 发酵液配制需水解糖量G 1
以纯糖算)(234915011kg V G =?=
（3）耗用淀粉原料量
理论上，100kg 淀粉转化生成葡萄糖量为111kg ，故理论上耗用的淀粉量G 为：
G=2349/(86%×95%×111%)=2590.2kg 式中 86%——淀粉原料含纯淀粉量 95%——淀粉糖转化率 3.3发酵罐的主要尺寸计算 3.3.1 发酵罐的选型 选用机械搅拌通风发酵罐。
3.3.2 生产容积的确定
发酵罐容积的确定：选用公称容积为100m 3
的发酵罐。 生产能力的计算：取发酵罐的填充系数?=70%。
发酵罐个数的确定：公称体积为100m 3 的发酵罐，总体积为118 (m 3
)
每天需糖液体积 V 糖=15.66×59.5=931.77(m 3
)
每天需要发酵需要发酵罐的总体积为V 0 （发酵周期为34h ）。
V 0 = V 糖/φ=931.77/0.7= 1331.1(m 3
) 发酵罐个数
N 1= V 糖 t/（V 总φ24）=931.77×36/(118×0.7×24)=16.9（个）
取公称体积100 m 3
发酵罐17个。
每天的装罐量： 17/36×24=11.3 m 3
实际产量验算：118×0.7×11.3/(15.66×80%×99%+15.66×80%×20%)×320=20035t/a
富裕量:（20035-20000）/20000=0.2% ，能满足产量要求。 3.3.3 发酵罐的高度和直径
D 为发酵罐公称直径，H 是发酵罐圆筒高，取高径比 H ：D=2：1 设发酵罐的圆筒体积为
筒V ，封底体积为底V
0V =筒V +底V 0V =3
22424
D H D ππ
+
即
33
3m 11824
214.32414.3=?+?D D ， D=4.009m 取D=4m ， H=2D=8m ； 查表得封头高：H 封 =h 1+h 2 =1050mm 验算全容积V 0‘
：‘
0V =
筒V +底V = 0
333m 44.11824
214.32414.3V D D ≈=?+?
符合设计要求，方案可行。 3.3.4 冷却面积及冷却水用量的计算 （1）冷却面积的计算
发酵罐采用竖式列管换热器，取经验值K=4.18×500kj/(??h m 2
℃)，根据部分谷氨酸厂
的实测和经验数，谷氨酸放得发酵热高峰值约3.3×104kJ/(m 3
·h)。 换热面积m
t K Q
S ?=
式中 S ——冷却面积，m 2
Q ——换热量，kJ/h ?t m ——平均温度差
K ——总传热系数，kJ/(m 2
·h ·℃)
平均温差C t t t t t m ?==-=???-?=
?7.8656.8612
ln 6
12ln
2
121 1t ?——入口端温差，1t ?=32-20=12℃；
2t ?——出口端温差，2t ?=32-26=6℃。
100m 3
灌装液量为3
6.82%70118m =?
换热量h Kj Q /1073.26.82103.36
4?=??=
换热面积 26
m 14.1507
.850018.41073.2=???=?=m t K Q S
（2）冷却水用量 最高负荷下耗水量
()12t t c Q W P -=
总
式中 Q 总——每1m 3
醪液在发酵最旺盛1h 的发热量与醪液总体积的乘积 c p ——冷却水的比热容，4.18kJ/（kg ·K ） t 2——冷却水终温，t 2=26℃ t 1——冷却水初温，t 1=20℃
代入数据，得 s kg h kg t t c Q W p /2.30/1009.1)
2026(18.41073.2)(56
12=?=-??=-?=
（3）蛇管的计算
(1)冷却管总截面积S 总
v
W S =
总 式中 W ——冷却水体积流量，W=3.02×10-2m 3
/s V ——冷却水流速，v=1m/s
代入数据，得 S 总=0.0302/1=0.0302m
2
进水总管直径d 总2
=S 总/0.785，代入数据，得d 总=0.196m （2）冷却管组数和管径
设冷却管总表面积为S 总，管径d 0，组数为n ，则取n=12，求管径。由上式得： d 02
= S 总/0.785n d 0=0.049m
查金属材料表选取φ57×3.5mm 无缝管，d 内=50mm g=4.62kg/m ，d 内＞d 0 ，认为可满足要求，d 平均=54mm 现取竖蛇管圈端部U 型弯管曲径为250mm ，则两直管距离为500mm ，两端弯管总长度为l 0：
()mm D l 157050014.30=?==π
（3）冷却管总长度L 计算
由前知冷却管总面积2
1.150m S =，现取无缝钢管φ57×3.5mm ，每M 长冷却面积为
()
2017.01054.014.3m S =??=
m S S L 88317
.01.1500===
冷却管占有体积：3
2
2.2883057.0785.0m V =??=
（4）每组管长L 0和管组高度
m n L L 4.7312
8830===
，另需连接管8m ： m 89188838=+=+=L L 实
可排竖式直蛇管的高度，设为静液面高度，下部可伸入封头250mm 。设发酵罐内附件
占有体积为0.5m 3
，则：总占有体积为V 总 =V 液+V 管+V 附件=77.6+1.6+0.5=80 m
3
筒体部分液深为 h ’=(V 总–V 封)/S=(44.36-4)/(0.785×33
)=5.7m 竖式蛇管总高 H 管=5.7+0.25=6.0m
又两端弯管总长mm l 15700=，两端弯管总高为500 mm ，则直管部分高度 h= H 管-500=6000-500=5500 mm
一圈管长l=2h+l 0=2×5500+1570=12570 mm (5)每组管子圈数n 0
n 0= L 0/l =73.4/12.6=6圈
现取管间距为()m D 14.0057.05.25.2=?=外，竖蛇管与罐壁的最小距离为0.15m ，则可计算出搅拌器的距离在允许范围内（不小于200mm ）。 (6)校核布置后冷却管的实际传热面积：
227.151891054.014.3m L d S =??=?=实平均实π
而前有S=151.14m 2
，S S >实，可满足要求。
3.3.5 搅拌器的计算
（1）搅拌器尺寸
由于谷氨酸发酵过程中有中间补料操作，对混合要求较高，因此选用六弯叶涡轮搅拌器。 主要尺寸如下：搅拌器叶径 d i =D 0/3=4/3=1.33m ，取d=1.3 m 叶宽 B=0.2d=0.2×1.3=0.26m
弧长l=0.375d=0.375×1.3=0.49m 底距C=d i =1.3m
盘踞di=0.75×di=0.75×1.3=0.98m 叶弦长L=0.25×d i =0.25×1.3=0.33m
弯叶板厚δ=12（mm ）
取两挡搅拌，搅拌直径1.05m ，转速N 1=95r/min 。 （2）搅拌器功率 ①计算Re m μ
ρ
N D m 2Re =
式中 D ——搅拌器直径，D=1.3m N ——搅拌器转速，
)
/(58.160
95
s r N ==
ρ——醪液密度，ρ=1050 kg/m 3
μ——醪液粘度， μ=1.3×10-3N ·s/m
2
将数代入上式：Re m =12×1.58×1050/（1.3×10-3）=2.2×106 ＞ 10 4
视为湍流，则搅拌功率准数Np=4.7 ②计算不通气时的搅拌轴功率P 0：
ρ530D N N P P =
式中 N p ——在湍流搅拌状态时其值为常数4.7 N ——搅拌转速，N=95r/min=1.58r/s D ——搅拌器直径，D=1.3m
ρ——醪液密度，ρ=1050kg/m 3
代入数据，得：P 01=72KW ，两挡搅拌：P 0=2 P 01=144KW ③计算通风时的轴功率Pg
()kW Q ND P P g 39
.008.03203
1025.2?
??
? ????=-
式中 P 0——不通风时搅拌轴功率（kW ），
N ——轴转速，N=95r/min
D ——搅拌器直径（cm ），D 3=1.33×106=2.2×106
Q ——通风量（ml/min ），设通风比V/Vm=0.11~0.18，取低限，如通风量变
大，Pg 会变小，为安全。现取0.11；则Q = 79.1×0.11×106=8.7×106
（ml/min ）Q
0.08
= (8.7×106)
0.08
=3.57 ml/min
代入上式，得Pg=116.1Kw 3.3.6发酵罐壁厚的计算
（1）计算法确定发酵罐的壁厚S 1
）（】【cm C P
2PD
S 1+-=
?σ
式中 P ——设计压力，取最高工作压力的1.05倍，现取P=0.4MPa D ——发酵罐内经，D=400 cm
[σ]——A3钢的应用应力，〔σ〕=127MPa φ——焊接缝隙， φ=0.7 C ——壁厚附加量（cm ）
321C C C C ++=
式中 C 1——钢板负偏差，现取C 1=0.8mm C 2——为腐蚀余量，现取C 2=2mm C 3——加工减薄量，现取C 3=0
代入数据，得()()cm mm C 28.08.2028.0==++=
cm 2.128.04
.07.01272400
4.0S 1=+-???=
，选用10mm 厚A 3钢板制作。
（2）封头壁厚计算：标准椭圆封头的厚度计算公式如下
）（】【cm C P
2PD
S 2+-=
?σ
式中 P=0.4MPa D=300cm [σ]=127MPa
C=0.08+0.2+0.1=0.38（cm ） φ=0.7
代入数据，得)cm (28.138.04
.07.01272400
4.02=+-???=
S
3.4 接管的计算
（1）接管的长度h ：各接管的长度h 根据直径大小和有无保温层，一般取100~200mm 。 （2）接管直径的确定：
①按排料管计算：该罐实装醪量77.6m 3
，设2h 之内排空，则物料体积流量
Q=77.6/(3600×2)=0.0108m 3
/s
发酵醪流速取v=1m/s 。则排料管截面积为F 物
F 物=Q/v=0.0108/1 =0.011m 2
2785.0d F =物
管径d=0.118m ，取无缝管φ133×4mm ，125mm 〉118mm ，设计合理。 ②按通风管计算：
压缩空气在0.4MPa 下，支管气速为20~25m/s 。现通风比0.1~0.18vvm ，为常温下20℃，0.1MPa 下的情况，要折算0.4MPa 、30℃ 状态。风量Q 1取大值，Q 1=77.6×0.18=14 m 3 /min=3m 3
/s
利用气态方程式计算工作状态下的风量Q f [8]
Q f =0.13×0.1/0.35×(273+30)/(273+20)=0.068m 3
/s 取风速v=25m/s ，则风管截面积F f 为 F f = Q f /v=0.068/25=0.0027㎡
2785.0气
d F f = 则气管直径d 气=0.06m
因通风管也是排料管，故取两者的大值。取φ133×4mm 无缝管，可满足工艺要求。
（3）排料时间复核：物料流量Q=0.00108m 3
/s ，流速v=1m/s ；
管道截面积：)(123.0125.0785.02
2m S =?=
在相同的流速下，流过物料因管径较原来计算结果大，则相应流速比为 P=Q/Fv=0.0108/(0.123×1)=0.88倍 排料时间：t=2×0.88=1.8h
4.设计结果汇总表
5.设计评述
经过几天的查阅资料和反复核算，最终完成了本次食品发酵工程课程设计的任务。在设计的过程中，我学习到了很多知识，同时巩固并运用了课堂上学到的理论知识。在理论联系实际的过程中，我认识到了活学活用的重要性，很多知识在应用时要考虑的实际情况远比
书本上要复杂得多。
本次设计整体比较合理，每个数据都经过了反复的核算，但若真正投入使用可能还是会出现很多问题，需要就具体问题进行修改。
6.参考资料
[1]何铭新等．建筑制图高等教育出版社，1994。
[2]吴思方．发酵工厂工艺设计概论，中国轻工业出版，1995。
[3]梁世中．生物工程设备，中国轻工业出版社，2002。
[4]黎润钟．发酵工厂设备，中国轻工业出版社，1991。
[5]姚玉英．化工原理，天津大学出版社，1999。
[6]张克旭．氨基酸发酵工艺学，中国轻工业出版社，1992：279-280。
[7]张启先．我国发酵工业发展现伏与对策科技导报，1992（2）：44-45。
[8]高孔荣．发酵设备，中国轻工业出版社，1991：1-5。
[9]王旭禹郑超．味精发酵生产工艺及其主要设备，高等函授学报（自然科
学版），1995（4）：45-48。
7.主要符号说明
H--------罐高 P--------设计压力 D--------发酵罐直径η2--------滚动轴承
η3---------滑动轴承 P----------功率内径
S---------发酵罐壁厚 w---------耗水量
t2---------冷却水终温 t1---------冷却水初温
φ---------焊接缝隙η1---------三角带传动
H封------封头高△tm------平均温差
D-----------直径C------------壁厚附加量（cm）
C1----------钢板负偏差 C2----------为腐蚀余量
C3----------加工减薄量 F f----------风管截面积
t------------排料时间 L-----------冷却管长度
d气---------气管直径 F------------管道截面积
Q------------物料流量H管--------管高
L0-----------每组管长d0-----------管径
n-------------组数ρ-------------醪液密度
Y-------------叶距B------------叶宽
N-----------轴转速P0----------不通风时搅拌轴功率
N p----------在湍流搅拌状态时其值为常数4.7
8.致谢
通过本次课程设计，我对发酵罐原理有了更深刻、更全面的认识，数据的处理以及原理的相关性使得我考虑问题更加全面，文字的处理让我对于排版编辑有了初步的锻炼，计算能力以及利用办公软件应用能力也有所提高。骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。
感谢冮洁老师布置课程任务时的悉心讲解，感谢参考文献中所有作者提供的宝贵资料。
1、为什么说食品原料学是食品科学类专业重要的基础课程之一？ 因为食品原料学是由众多的学科体系所组成的，比如说：生物学、化学、农学、食品商品学、食品贮藏学、营养学、安全学、医学。 另外它与邻近学科在营养学、市场流通、品质评价、食品加工学、生物生产科学这些方面有密切关系。 2、为什么说食品质量的保证首先要求食品原料的规格化和标准化？ 因为无论是食品还是其原料，在市场经济条件下，基本都是作为商品流通的。按照商品的销售对象，大致可分为两类：直接消费品和商务用品。直接消费品的特点是购买者范围广、、人数多、小单位量交易，购买的动机往往受随机情绪、宣传或习惯的影响较大，因此这种商品要求对它的性能有较为详细和易懂的标注。商务商品也称为工业商品、产业商品或工业原料等。它和直接消费品相比有如下特征：购买者范围仅限于特定的企业，交易批量较大，购买动机由一定的规格要求和生产计划而定。我国在过去经济比较落后的时代，大多食品及其原料属于定量分配物资，因此对此只有物量上的要求，即仅注意其基本特征；然而，随着市场经济的发展，食品的商品特点越来越突出。尤其是农业要向产业化、现代化迈进，作为食品原料的农产品就必须符合规格化、标准化和商业化的要求。2.谷类和豆类的种子结构有哪些？主要供食部位是什么？谷类：种皮与果皮愈合—谷皮；种皮下有糊粉层：胚乳表面的多角形细胞组成；胚乳发达（80%）；贮存物质以淀粉为主，其次为蛋白质。主要供食部位：胚乳。豆类：种皮单独存在；无糊粉层；胚乳退化，子叶发达（占96%）；一类是含淀粉较高的种类，如：豌豆、蚕豆等；一类是含蛋白质、油脂较高的种类，如：大豆。主要供食部位：子叶。 3.谷类和豆类的化学成分、营养特点是什么？谷类的化学成分：碳水化合物，尤其是淀粉为主要成分;其次是蛋白质;再其次是油脂。营养特点：谷类原料成分丰富，营养价值高。豆类的化学成分：粗蛋白质、脂肪、碳水化合物、粗纤维、灰分。营养特点：蛋白质和脂肪含量丰富；一般含B族维生素较多；豆类有较多生理活性物质。 5.什么是毛稻、糙米、白米？毛稻：稻谷脱粒后得到的带有不可食的颍壳的籽粒。糙米：稻谷经砻谷处理，将颖壳去除，得到的籽粒。白米：糙米经过碾米加工，除去部分或全部皮层得到的籽粒。 6.稻米的分类方法有哪些？分类方法有：植物学；生长条件；淀粉构成；米粒形状；特征和用途；加工方法和用途；生长期和外观。 7.为什么要加工预蒸煮米（蒸谷）？因为蒸谷经高温杀菌杀虫，贮藏期长，蒸煮可使玉米表面的水溶性营养成分向米粒内部扩散，增加精白米营养；同时，处理还可使脱壳容易，减少碾米时碎米发生率。煮饭时间长，米饭黏性小，硬度大，不易变黏变酸。 8.简述稻米的主要化学成分与品质特点的关系。关系是：两种淀粉含量不同，米质有差异。直链淀粉被认为是影响大米蒸煮，食用品质的最主要因素，含量越高，出饭率越高，米饭的口感越硬，黏性越低；相反，支链淀粉易糊化，含量高的大米饭软黏可口。 9.籼米、粳米、糯米的品质特点是什么？籼米：直链淀粉为主；质地疏松，硬度小，加工易碎，胀性大，糯性小，口感较干而粗糙。粳米：支链淀粉多于直链淀粉；米粒坚实，硬度高，胀性小，粘性大，口感滋润柔软。糯米：支链淀粉为主；胀性最小，粘性最大。难于消化。 13.小麦的分类方法有哪些？分类方法：植物学；商品学。 15.简述小麦粉的化学成分与品质特点之间的关系。 关系是：粗纤维多的面粉加工和口感较差，但能增强面团强度，防止成品老化的功能。蛋白质中的麦胶和麦谷蛋白遇水相互黏聚在一起形成面筋，使面团具有弹性、韧性、延展性。脂质中的卵磷脂使面包柔软。矿物质越少，面粉越白。越是精白面粉，维生素含量越少。17.如何用感官方法判定面粉的品质？品质鉴定：一般可从水分含量，新鲜度，杂质含量等方面加以鉴别。 优质面粉：色白；新鲜度高；面筋质含量高；水分含量低；杂质少。 21.以小麦为例，简述粮食的品质特性与利用的关系。1）小麦中的硬质小麦含蛋白质、面筋较多，质量也较好，主要制面包，高级面条。2）小麦粉蛋白中含有半胱氨酸，它的存在使面团发黏，含植物蛋白，遇水能相互黏聚在一起形成面筋，因此可用小麦粉做面条饺子类，馒头面包类。3）软质小麦适于制饼干、糕点、烧饼，我国中间质小麦最为普通，适于做馒头面条。 2.食用油脂的作用是什么？是食品和烹饪加工中良好的传热介质；赋予食品、菜点独特的质感、风味和色泽； 油脂的加工特性起到丰富食品的种类，改善食品的质感，形成独特的工艺等作用。 3.举例说出常用的植物性油脂、动物性油脂和加工油脂的种类及其加工特性。 植物性油脂：大豆油；菜籽油；花生油的加工特性：低温时固体脂析出；气味芳香；橄榄油的加工特性：稳定性高、抗氧化性强；风味独特。动物性油脂：乳脂的加工特性：较大温度范围内具有可塑性、通过改变温度调整其软硬和延展性、口融性好；猪油的加工特性：熔点较低，在口中易融化；起酥性好；香味独特；融合性差；牛脂的加工特性：熔点高（35~50℃），融和性较好，可塑性差，起酥性不好；鱼油的加工特性：稳定性差，易酸败生成鱼腥味并引起变色。加工性油脂：起酥油、人造奶油。加工特性：起酥性好，可塑性高，稳定性高。 4.食用油脂在食品加工方面有何应用？用于烘焙食品的生产（润滑作用、改变质地、可塑性）、传热介质、形成独特风味、工艺特点。 5.食用油脂在烹饪加工方面有何应用？作为传热媒介；调节菜肴质感；作为调香料使用；作为面点配料；作为烹调润滑剂；保温作用。 1.果蔬有何营养价值？含有大量水分，蛋白质，脂肪含量低，含有一定量的碳水化合物、矿物质，某些维生素含量丰富，含有各种有机酸，芳香物质，色素和膳食纤维。果蔬中常含有各种芳香物质和色素，使食品具有特殊的香味和颜色，可赋予果蔬良好的感官性状，对增进食欲，帮助消化，维持肠道正常功能及丰富的膳食的多样化等方面具有重要意义。 2.果蔬原料的特性是什么？ 1）、具有良好的色、香、味，具有引起人们食欲的良好的感官性状；2）、新鲜果蔬属易腐性商品； 3）、生产季节强，要加强贮藏和加工。 3.果蔬的贮藏流通特点是什么？1）防止萎焉；2）防止变色；3）防止发芽与抽薹；4）防止霉烂；5）防止生理老化。
发酵工程课程设计 设计说明书 45M 3机械搅拌通风发酵罐的设计 起止日期： 2013 年 12 月 30 日 至 2014 年 1 月 5 日 包装与材料工程学院 2013 年12 月 31 日 目 录 学生姓名 金辉 班级 生物技术111班 学号 成 绩 指导教师(签字)
第一章前言 发酵罐，指工业上用来进行微生物发酵的装置。其主体一般为用不锈钢板制成的主式圆筒，其容积在1m3至数百m3。在设计和加工中应注意结构严密，合理。能耐受蒸汽灭菌、有一定操作弹性、内部附件尽量减少（避免死角）、物料与能量传递性能强，并可进行一定调节以便于清洗、减少污染，适合于多种产品的生产以及减少能量消耗。 用于厌气发酵(如生产酒精、溶剂)的发酵罐结构可以较简单。用于好气发酵(如生产抗生素、氨基酸、有机酸、维生素等)的发酵罐因需向罐中连续通入大量无菌空气，并为考虑通入空气的利用率，故在发酵罐结构上较为复杂，常用的有机械搅拌式发酵罐、鼓泡式发酵罐和气升式发酵罐。 乳制品、酒类发酵过程是一个无菌、无污染的过程，发酵罐采用了无菌系统，避免和防止了空气中微生物的污染，大大延长了产品的保质期和产品的纯正，罐体上特别设计安装了无菌呼吸气孔或无菌正压发酵系统。罐体上设有米洛板或迷宫式夹套，可通入加热或冷却介质来进行循环加热或冷却。发酵罐的容量由300-15000L多种不同规格。发酵罐按使用范围可分为实验室小型发酵罐、中试生产发酵罐、大型发酵罐等。 发酵罐广泛应用于乳制品、饮料、生物工程、制药、精细化工等行业，罐体设有夹层、保温层、可加热、冷却、保温。罐体与上下填充头（或雏形）均采用旋压R角加工，罐内壁经镜面抛光处理，无卫生死角，而全封闭设计确保物料始终处一无污染的状态下混合、发酵，设备配备空气呼吸孔，CIP清洗喷头，人孔等装置。发酵罐的分类:按照发
《发酵工程原理与技术》课程复习提纲及部分知识点 [复习提纲] 什么是发酵？发酵工程的发展历程？ 发酵的定义在合适的条件下利用生物细胞内特定的代谢途径转变外界底物生成人类所需目标产物或菌体的过程 自然发酵时期 1.发酵工程的诞生 2.通气搅拌液体深层发酵的建立 3.大规模连续发酵以及代谢调控发酵技术的建立 4.现代发酵工程时期 发酵工业常用的微生物及其特点。 ①细菌：枯草芽孢杆菌、醋酸杆菌、棒状杆菌、短杆菌等②放线菌：链霉菌属、小单胞菌属和诺卡均属③酵母菌：啤酒酵母、假丝酵母、类酵母 4.霉菌 菌种的分离及保藏 一稀释涂布和划线分离法二利用平皿中的生化反应进行分离三组织分离法四通过控制营养和培养条件进行分离 一斜面保藏方法二液体石蜡油保藏法三冷冻干燥保藏法四真空干燥法五液氮超低温保藏法六工程菌的保藏 菌种的退化及复壮 菌种退化是指生产菌种或选育过程中筛选出来的较优良菌株，由于进行转移传代或包藏之后，群体中某些生理特征和形态特征逐渐减退或完全丧失的现象退化的原因主要有基因突变连续传代以及不当的培养和保藏条件 菌种的复壮通过人工选择法从中分离筛选出那些具有优良性状的个体使菌种获得纯化服装的方法一纯种分离二淘汰法三宿主体内复壮法 微生物育种的方法有哪些？ 自然育种、诱变育种 培养基的主要成分。 水、碳源、氮源、无机盐、生长因子、 碳源及氮源的种类。 碳源种类：1、糖类2、醇类3、有机酸类4、脂肪类5、烃类6、气体 氮源种类：1、无机氮源 2、有机氮源 培养基的设计的基本原则？ 一根据生产菌株的营养特性配制培养基二营养成分的配比恰当三渗透压 4ph 值 发酵工业原料的选择原则 一因地制宜就地取材原料产地离工厂要近，便于运输节省费用 二营养物质的组成比较丰富浓度恰当能满足菌种发育和生长繁殖成大量有生理功能菌丝体的需要更重要的是能显示出产物合成的潜力 三原料资源要丰富容易收集
发酵工程的研究进展 【前言】发酵工程是泛指利用微生物制造或生产某些产品的过程。它包括厌氧发酵的生产过程（如酒精、乳酸、丙酮丁醇等）和有氧发酵的生产过程（如氨基酸、柠檬酸、抗生素等）。广义的概念：生物学(微生物学、生物化学)和工程学(化学工程)结合。狭义的发酵概念：微生物培养和代谢过程。 发酵技术是人类最早通过实践掌握的生产技术之一，产品也很多，以传统食品来说，东方有酱、酱油、醋、白酒、黄酒等，西方有啤酒、葡萄酒、奶酪等。这些发酵食品都是数千年来凭借人类的智慧和经验，在没有亲眼看到微生物的情况下，巧妙地利用微生物生产的产品。 【关键词】发酵发展应用 1、发酵工程的内容 1.1 定义 发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的一种技术。 1.2现代发酵工程 人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒、工业酒精，乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶，利用真菌大规模生产青霉素等都是这方面的例子。随着科学技术的进步，发酵技术也有了很大的发展，并且已经进入能够人为控制和改造微生物，使这些微生物为人类生产产品的现代发酵工程阶段。 现代发酵工程作为现代生物技术的一个重要组成部分，具有广阔的应用前景。例如，用基因工程的方法有目的地改造原有的菌种并且提高其产量；利用微生物发酵生产药品，如人的胰岛素、干扰素和生长激素等。已经从过去简单的生产酒精类饮料、生产醋酸和发酵面包发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分支，成为一个包括了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。 现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料，在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶、维生素和单细胞蛋白等。 1.3组成 从广义上讲，发酵工程由三部分组成：是上游工程，中游工程和下游工程。 1.3.1 上游工程：包括优良种株的选育，最适发酵条件（pH、温度、溶氧和营养组成）的确定，营养物的准备等。 1.3.2 中游工程：主要指在最适发酵条件下，发酵罐中大量培养细胞和生产代谢产物的工艺技术。这里要有严格的无菌生长环境，包括发酵开始前采用高温高压对发酵原料和发酵罐以及各种连接管道进行灭菌的技术；在发酵过程中不断向发酵罐中通入干燥无菌空气的空气过滤技术；在发酵过程中根据细胞生长要求控制加料速度的计算机控制技术；还有种子培养和生产培养的不同的工艺技术。
南京理工大学课程考试试卷(学生考试用) 课程名称：发酵工程学分： 4 教学大纲编号： 试卷编号：考试方式：满分分值：考试时间：分钟组卷日期：年月日组卷教师(签字)：审定人(签字)：2.发酵过程中合理的微量使用的促进剂和抑制剂的共同作用是（2'）。 3.为了保证纯种生产，稳定生产和提高产量，通常要把在出现退化现象群体中的少量变异细胞除掉，以保持群体的纯正，这种操作叫做。（2'） 4.若右图为酵母菌从摇瓶对数期接种到发酵罐后测得的生长曲线，请回答： (1)图中曲线AB形成的最可能原因(2')，试举一基 因表达调控的例子(2')。 (2)衰亡期对应图中的(1')段，其主要特点是 (3')。 (3)在生产上，要想扩大培养需选用BC段菌体；如要获得 较多的产物，则应该注意缩短BC段时间，延长CD段时 间，延长方法是进行(1')（填发酵培养方式）培养， 采取的主要措 施。(2') (4)假定测得酵母菌消耗糖中，98．5％形,成了酒精和其他发酵产物，其余1.5％则用于用于 (2')。 三．简答题(25分) 1.比较一般情况下孢子培养基和种子培养基成分及其C/N的区别。（5'） 2.简述连续发酵的优缺点。(10') 3.分批发酵中不同时间，染菌对发酵有什么影响，染菌如何控制？（10'） 四．计算题（35分） 1.在一定培养条件下，培养大肠杆菌，符合Monod方程，测定实验数据如下： S（mg/L）100 120 153 170 220 μ（h-1）0.667 0.706 0.754 0.773 0.815 (1)计算在该培养条件下，大肠杆菌的最大比生长速率μMAX,饱和常数K S (2)比生长速率为μMAX时的倍增时间τd。 (3)说明Ks值的大小与该菌种对培养基营养物质的亲和力的关系。（15'） 2.以葡萄糖为碳源，NH3为氮源进行酵母厌氧培养。培养中分析结果表明，消耗100 mol葡萄糖和12 molNH3生成了57 mol菌体、43 mol甘油、13 mol乙醇、154 molCO2和 3.6mol H20。 （1）求此培养条件下酵母的经验分子式。 （2）求Y X/S。（10'） 3.在理想条件下用CSTR反应器串联进行酶反应S→S1→P。假设当有底物流入反应器便会有产物流出，且进入反应器的底物都会完全反应为产物。底物S的进料浓度随时间变化恒定，料液的体积流速为F，两个反应器的体积均为V，设t为反应时间。 试求：（1）先用示踪剂对反应器进行测试，在dt时间内加入浓度为c0的示踪剂，其他条件同上，试求单个反应器的停留时间分布密度。 （2）当开始进料后F=0.5 m3/min，V=1m3，物料浓度恒定为c0=1mol/L，求第二个反应器终产物的浓度变化函数。（10分） 一．选择题(2×10=20) 1.放线菌作为工业生产常用菌种的最重要价值在于（） A.作为真核表达载体 B.产生抗生素 C.作为食用菌 D.酒精发酵 2.常作为生产菌种和科研材料的细菌群体，应该是代谢旺盛、个体形态和生理特性比较稳定的。 所以应选择在它的( ) A 稳定期 B 衰亡期 C 对数期 D 延滞期 3.农副产品在发酵工业培养基中广泛使用，下列对于农副产品的作用说法错误（） A.提供生长因子 B.作为氮源 C.作为磷源 D.为一般菌种提供微量元素 4.分批发酵的优点不包括（） A.菌种不易变异 B.不易染菌 C.设备成本要求低 D.劳动强度大 5.流加补料是发酵过程中常用的方法，一般情况下，通过补料维持发酵液中高含糖量的目的是（B） A.增加目标代谢产物 B.菌体数目迅速增加 C.抑制杂菌生长 D.有利于溶氧 6.发酵法生产酵母菌时，正确的措施是（） A、密闭隔绝空气 B、用萃取、离子交换获得产品 C、在稳定期获得菌种 D、使菌体生长长期处于稳定期 7.下列物质中，不能为异养生物作碳源的是（） A.蛋白胨B．含碳有机物C．含碳无机物D．石油、花生饼 8.发酵接种量最大的是哪一种菌体（） A.大肠杆菌 B.酿酒酵母 C.产抗生素放线菌 D.黄青霉菌 9.酿酒过程中，要使产量提高，必须要有足量的酵母菌。在扩大培养阶段，相应的条件及酵母菌 所处的生长期是（） A.无氧条件，调整期 B.无氧条件，对数期 C.有氧条件，调整期 D.有氧条件，对数期 10.利用基因工程手段，已成功的培育出生产干扰素的酵母菌。某制药厂引入该菌后进行生产研究。 下表是在一固定容积的发酵罐内培养该酵母菌，并定时取样测定培养基的pH及菌体数量（万个/ 毫升）几次取样结果如下： 样品代号 a b c d e f g h 菌体数量32 56 127 234 762 821 819 824 pH 6.0 4.7 5.9 4.9 5.7 5.3 5.1 5.6 由于取样时技术员的粗心，忘了标记取样的时间。下面对该表的叙述中不正确的是（） A.取样次序：a→c→b→g→f→h→d→e B.g样时次级代谢产物已有相当的积累 C.如果要扩大培养，可在c样时期选取菌种 D.d样时培养基中的养分几乎被耗尽 二．填空题（20分） 1.在工业生产上将淀粉水解为葡萄糖的过程称为淀粉的（1'），其原因是 （2'）。 第 1 页共 1 页 时 间细菌数目对 数 A B C D E
食品原料学课程论文 乳的物理性质和对判断乳的质量和确定题目合适加工工艺的作用 学院食品科学学院 专业食品质量与安全 年级2012级 学号222012324042065 姓名罗沈斌 成绩 2014年 6 月7日
乳的物理性质和对判断乳的质量和确定合适加工工艺的作用 罗沈斌 西南大学食品科学学院，重庆 400715 摘要：近来年研究发现，消费者对于乳制品的亲睐度有了显著性的提高，尤其是对发酵乳制品的使用，更显突出。比如酸乳、开菲尔、发酵乳酪、酸性乳油等等。原料乳一般可用于液体乳制品、发酵乳、浓缩乳制品和干酪等产品的研发。浓缩乳制品包括淡炼乳、甜炼乳等；发酵乳制品主要以酸奶为主；乳粉更多应用于婴幼儿的饮品当中。对于乳制品的质量要求和更加多样的加工工艺的要求就显得特别重要。本研究主要从乳制品的物理特性方面来研究对乳制品的质量判断的影响以及在合适的加工工艺方面的作用。尤其在乳的相对密度、依数性、表面张力、酸碱平衡、流变性质、热学性质等物理因素来探索对乳制品尤其是对发酵乳制品的质量控制的影响。 关键词：乳制品；物理性质；加工工艺；流变性质 The physical properties of milk and the role of judging the quality of milk and determine the appropriate processing technology Luo Shen Bin College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400715, China Abstract:In recent research found that consumers of dairy products for the pro-gaze degrees have significantly improved, especially for the use of fermented dairy products, more prominent. Such as yogurt, kefir, fermented cheese, cream, etc. acidic. Raw milk can generally be used for liquid dairy products, fermented milk, cheese and other dairy products and research and development concentrated products. Concentrated dairy products include evaporated milk, sweetened condensed milk, etc.; fermented dairy products based mainly on yogurt; milk used in infants and young children drink more of them. For quality requirements and more diverse dairy processing requirements is particularly important. In this study, the physical properties of dairy products from areas to study the effects on the quality of dairy products and the role of judgment in terms of the appropriate process. In particular, the relative density of the milk, by number, surface tension, pH balance, rheological properties, thermal properties and other physical factors to explore the effect on the quality of dairy products, especially fermented dairy control. Key words:Dairy products; physical properties; processing technology; rheological properties.
发酵工程的应用及发展前景 发酵工程，是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。发酵工程的内容包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯等方面。 它是一级学科“轻工技术与工程”中的一个重要分支和重点发展的二 级学科，在生物技术产业化过程中起着关键作用。 发酵工程是用来解决按发酵工艺进行工业化生产的工程学问题的学科。发酵工程从工程学的角度把实现发酵工艺的发酵工业过程分为菌种、发酵 和提炼（包括废水处理）等三个阶段，这三个阶段都有各自的工程学问题，一般分别把它们称为发酵工程的上游、中游和下游工程。 （4）微生物是发酵工程的灵魂。 （5）发酵工程最基本的原理是发酵工程的生物学原理。 发酵工程是指采用工程技术手段，利用生物（主要是微生物）和有活 性的离体酶的某些功能，为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参 与控制某些工业生产过程的一种技术。 发酵工程的应用 1、在医药工业上的应用：基于发酵工程技术，开发了种类繁多的药品，如人类生长激素、重组乙肝疫苗、某些种类的单克隆抗体、白细胞介素－ 2、抗血友病因子等。 2、在食品工业上的应用：主要有三大类产品，一是生产传统的发酵产品，如啤酒、果酒、食醋等；二是生产食品添加剂；三是帮助解决粮食问题。 固态发酵应用范围极为广泛 传统上人们利用固态发酵生产面包、麦芽、酒曲、酒精饮料、酱油、豆豉、蘑菇等食品或生产中间原料。 近代研究发现利用固态发酵生产的一些食品中含有生理活性物质，表明了固态发酵在生产这些食品及食品添加剂上有优势。随着能源危机与环境问题的日益严重，固态发酵技术以其特有的优点引起人们极大的兴趣。人们在固态发酵领域的研究及其在资源环境、蛋白质饲料中的应用取得了较大进展，主要表现在生物饲料、生物燃料、生物农药、生物转化、生物解毒及生物修复等方面的成功开发应用，
《工业发酵分析》课程教学大纲 一、课程基本信息 1.课程代码： 2.课程名称：工业发酵分析 3.学时/学分：34学时/2学分 4.开课系（部）、教研室：生命科学系生物工程教研室 5.先修课程：生物化学实验、发酵工程、发酵食品工艺学、氨基酸工艺学 6.面向对象：生物工程专业 二、课程性质与目标 1. 课程性质：专业能力培养课程 2. 课程目标：工业发酵分析为工业发酵专业、生物工程专业的一门专业课。通过本课程的学习，使学生能独立应用物理的和化学的分析方法，对工业发酵中有关的原料、半成品、成品和副产物进行分析测定，同时初步培养科学研究能力。了解新型的、现代化的分析仪器应用到工业发酵中以及工业分析的发展方向。 工业发酵分析是一门实践性较强的课程，实验部分是体现其实践性的重要环节，通过实验培养学生良好的实验习惯和基本的操作技能训练，提高学生的动手能力；通过实验也巩固所学的基本理论知识和基本分析方法。 三、教学基本内容及要求 第一章绪论（2学时） （一）教学的基本要求 通过本章的教学，了解工业发酵分析的应用及发展动向，通过介绍我国发酵工业分析的方法的改进和存在的问题以及解决措施，激发学生的学习兴趣，同时明确本课程的学习目的。 （二）教学具体内容 1. 概述 2. 工业发酵分析的应用及发展动向 3. 我国工业发酵分析方法的改进、存在的问题和解决措施 （三）教学重点和难点 教学重点：我国工业发酵分析方法的改进、存在的问题和解决措施第二章化学分析（6学时）
（一）教学的基本要求 通过本章的教学，使学生掌握化学分析的基本方法和操作要点。熟悉样品的采集与处理，了解相关化学物的作用和测定意义，了解相关试剂的制备，掌握相关化学物测定的原理，熟悉操作步骤掌握计算方法和公式。 （二）教学具体内容 1．样品的采集与处理 2．水分的测定 3．糖类的测定 4．含氮量的测定 5．酸的测定 6．白酒中总酯的测定 7．白酒中总醛的测定 8．原料中粗脂肪的测定 9．原料中粗纤维素的测定 10．啤酒花中单宁的测定 11．酒石酸的测定 12．原料中磷的测定 13．酿造用水的硬度测定 14．废糖蜜中总胶体的测定 15．废糖蜜灰分的测定 （三）教学重点和难点 教学重点：水分,糖类,含N量,酸,醛,酯等含量的测定，通过实验加深理解水分、糖类、含氮量、酸等的测定方法。 （四）思考题 1.水分、糖类测定过程中应注意哪些问题？ 第三章比色分析与分光光度分析（5学时） （一）教学的基本要求 通过本章的教学，使学生掌握比色分析与分光光度分析的基本方法和操作要点。了解比色分析与分光光度分析的影响因素，掌握相关化学物测定的原理，熟悉操作步骤和计算方法。 （二）教学具体内容 1．比色分析与可见光分光光度分析 2．紫外光分光光度分析
标题：黄瓜文献综述 作者单位：食安1403姓名：曾宸学号：2014309200330 摘要：黄瓜食用部分是幼嫩的果实部分，其营养丰富，脆嫩多汁，一年四季都可以生产和供应，是瓜类和蔬菜类中重要的常见品种。现在黄瓜不仅仅作为一种食物风靡全球，而且由其引申而来的美容产品，养生药品也是种类繁多，广受人们喜爱。一般人群均可食用。尤适宜热病患者、肥胖、高血压、高血脂、水肿、癌症、嗜酒者、糖尿病人。熟吃黄瓜最好的方法是直接将黄瓜煮食，虽然在口味上略逊于炒制的，但营养价值可以得到很好的保留，而且能缓解夏季浮肿现象。吃煮黄瓜最合适的时间是在晚饭前，一定要注意，要在吃其他饭菜前食用。因为煮黄瓜具有很强的排毒作用，如果最先进入体内，就能把后来吸收的食物脂肪、盐份等一同排出体外。坚持这种方法，还能起到降体重的作用。此外，用黄瓜煮汤也是不错的选择。 关键词：黄瓜黄瓜的主要价值质量鉴别病虫害防治 引言：黄瓜作为当今社会不可缺少的蔬菜之一，以它独有的魅力为人类提供其营养价值，例如：清热利水，解毒消肿，生津止渴，抗衰老:黄瓜中含有丰富的维生素E，可起到延年益寿，抗衰老的作用；黄瓜中的黄瓜酶，有很强的生物活性，能有效地促进机体的新陈代谢。用黄瓜捣汁涂擦皮肤，有润肤，舒展皱纹功效。减肥强体:黄瓜中所含的丙醇二酸，可抑制糖类物质转变为脂肪。此外，黄瓜中的纤维素对促进人体肠道内腐败物质的排除和降低胆固醇有一定作用，能强身健体。抗肿瘤:黄瓜中含有的葫芦素C具有提高人体免疫功能的作用，达到抗肿瘤目的。[1] 此外，该物质还可治疗慢性肝炎和迁延性肝炎，对原发性肝癌患者有延长生存期作用。健脑安神:黄瓜含有维生素B1，对改善大脑和神经系统功能有利，能安神定志，辅助治疗失眠症.下文就黄瓜的各个方面，从历史源头、种类特点到营养价值、病虫害防治等，参考不同文献，进行了简单地综述。正文： 1.历史回溯 黄瓜原名叫胡瓜，是汉朝张骞出使西域时带回来的。胡瓜更名为黄瓜，始于后赵。后赵王朝的建立者石勒，本是入塞的羯族人。他在襄国（今河北邢台）登基做皇帝后，对自己国家的人称呼羯族人为胡人大为恼火。石勒制定了一条法令：无论说话写文章，一律严禁出现“胡”字，违者问斩不赦。 有一天，石勒在单于庭召见地方官员，当他看到襄国郡守樊坦穿着打了补丁的破衣服来见他时，很不满意。他劈头就问：“樊坦，你为何衣冠不整就来朝见？”樊坦慌乱之中不知如何回答是好，随口答道：“这都怪胡人没道义，把衣物都抢掠去了，害得我只好褴褛来朝。”他刚说完，就意识到自己犯了禁，急忙叩头请罪；石勒见他知罪，也就不再指责。等到召见后例行“御赐午膳”时，石勒又指着一盘胡瓜问樊坦：“卿知此物何名？”樊坦看出这是石勒故意在考问他，便恭恭敬敬地回答道：“紫案佳肴，银杯绿茶，金樽甘露，玉盘黄瓜。”石勒听后，满意地笑了。 自此以后，胡瓜就被称做黄瓜，在朝野之中传开了。到了唐朝时，黄瓜已成为南北常见的蔬菜。 ——《晋书》卷一百五
《药学概论》教学大纲 课程编码：药-0801-X 适用对象：全校各专业的必修课 一、前言 《药学概论》是概要地介绍药学各学科的历史沿革、学科范畴、基本概念、研究领域、研究方法、主要成就，以及药学领域未来发展前沿的一门课程，主要内容包括1.绪论；2.药物化学；3. 中药、生药与天然药物化学；4.药理学；5.药物分析学；6.药剂学；7.生物技术、生物工程与生物制药；8.药事管理学等药学各分支学科的基本应用领域及其学科关联。 本课程要求学生掌握药学学科的基本概念和研究范畴。了解药学领域的基本概况，对所属各学科的地位、研究内容及其未来的发展有一个初步的认识，开阔眼界，明确专业方向，为深入进行本专业的学习奠定基础。 总学时为32。学分2.0。 教材选用吴春福主编《药学概论》（第四版），中国医药科技出版社2015年出版。 本课程是全校各专业的必修课。 二、课程内容与要求 第一章绪论（2学时） [基本内容] 药和药学的概念与范畴。药学的主要研究任务和国内外药学发展的现状。药学的发展简史、药学二级学科之间的联系，以及药学在自然科学和国民经济中的地位。 [基本要求] 掌握：药和药学的概念；药学的主要任务。 熟悉：药学的发展简史以及各二级学科之间的联系。 了解：国内外药学发展的现状，药学在自然科学中和国民经济中的地位。 第二章药物化学（4学时） [基本内容] 药物化学的定义和研究内容。药物化学和药学其他学科的联系。药物化学课程的基础。药物化学在药学研究中的地位和作用。药物化学研究的国内外状况。 [基本要求] 掌握：药物化学的定义；药物化学的研究内容。 熟悉：药物化学和药学其他学科的联系；药物化学课程的基础。 了解：药物化学在药学研究中的地位和作用；药物化学研究的国内外状况。
名词解释 食品原料学是研究食品原料的种类、生产流通、理化性状、营养卫生、品质检验、贮保鲜及加工应用规律的一门学科。 粮油食品原料:主要是指田间栽培的各种粮食作物所产生的果实和种子。 千粒重是指1000粒稻谷的重量，其大小可直接反映出稻谷饱满的程度和质量的好坏。比重是稻谷重量与其体积的比值，比重的大小与籽粒所含的化学成分有关。稻谷的比重一般在1.18～1.22之间。 容重是指单位体积内稻谷的重量，用kg/m3表示。容重是粮食质量的综合指标，与稻谷的品种类型、成熟度、水分含量及外界因素有关，质量好的稻谷容重在560kg/m3左右。腹白是指米粒上乳白色不透明的部分，其大小程度叫腹白度 谷壳率是指稻谷的谷壳占稻谷重量的百分比。 强度：也称硬度，是指谷粒抵抗外力破坏的最大能力 冷却肉：指屠宰后的胴体迅速进行冷却，是胴体温度在24h内将为0—4℃，并在后续的加工、流通和零售过程中始终保持在0--4℃范围内的鲜肉。 胴体：指畜禽屠宰后除去毛、头、蹄、内脏、去皮或不去皮后的部分，因带骨又称为带骨肉 或白条肉。原料肉是指胴体中可食部分，即去骨的胴体。肉（胴体）由肌肉组织、脂肪组织、结缔组织、骨组织四大部分构成。
肌肉组织：构成肉的主要组成部分，可分为横纹肌、心肌、平滑肌三种。 脂肪组织：疏松状结缔组织的变形， 结缔组织：构成肌腱、筋膜、韧带及肌肉内外膜、血管、淋巴结的主要成分。结缔组织由细胞、纤维和无定性基质组成，结缔组织的主要纤维有胶原纤维、弹性纤维、网状纤维3种。骨：由骨膜、骨质及骨髓构成。骨髓分红骨髓和黄骨髓。 豆类：豆类作物包括一些双子叶植物，其特点是种子无胚乳，却有两片发达的子叶，子叶中含有丰富的蛋白质（20%-40%）和脂肪。 油料：油料作物包括多种不同科属的植物，其共同特点是种子的胚部与子叶中含有丰富的脂肪（25%-50%），其次是蛋白质（20%-40%），可以作为提取食用植物油的原料，提取后的油饼中含有较多的蛋白质，可作为饲料或经加工制成蛋白质食品。 薯类：也称根茎类作物，由不同科属的双子叶植物组成，其特点是在块根或块茎中含有大量的淀粉。 单糖：根据单糖分子中碳原子数目的不同，可以分为丙糖、丁糖、戊糖和己糖。粮油食品原料中最重要的是己糖，其次是戊糖。 低聚糖：亦称寡糖，是由2-10个单糖通过糖苷键连接而成的直链或支链得低度聚合糖。根据低聚糖水解后所生成的单糖分子数目，粮油原料中低聚糖分为二糖、三糖和四糖等，其中最常见的是双糖。 淀粉的糊化：淀粉颗粒不溶于冷水，将其放入冷水中，经搅拌可形成悬浮液。如停止搅拌，淀粉粒因比水重则会慢慢下沉。如将淀粉乳浆
《发酵工程与设备实验》实验课程教学大纲 实验名称：发酵工程与设备实验 学时：32学时 学分：2学分 适用专业：生物技术、生物工程 执笔人：程爱芳 审定人：黄芳一 一、实验的性质与任务 实验课程作为发酵工程教学的重要部分，一直是课程建设的重点，建立一整套的实验管理体系，形成了我们学校实验教学的特色。另外通过本课程的学习旨在培养学生的基本实验技能，掌握基本实验方法且能将理论运用于实践。 二、教学目标与基本要求 使学生实验基本操作掌握扎实，熟悉发酵工程实验技术方法，了解发酵工艺生产基本流程，培养学生的综合实验技能。 四、实验教学内容及学时分配 实验一实验准备知识和基本操作训练(4学时) 目的要求 了解发酵工程实验室技术的基本内容，掌握发酵工程实验室技术的基本操作。 主要实验仪器及材料 试管、移液管、平皿、接种环、烧瓶、涂棒、棉花 掌握要点 几种棉塞的制作和基本的发酵工程实验室技术操作。 实验内容
1、观看30分钟实验基本操作教学录像。 2、几种棉塞的制作 （1）试管棉塞的制作 （2）锥形瓶棉塞的制作 （3）发酵瓶棉塞的制作 3、几种器皿和用具的包扎 （1）培养皿的包扎 （2）移液管的包扎 （3）其它用品的包扎：试管口、锥形瓶口、发酵瓶口 4、发酵工程实验技术基本操作 （1）平板操作：到平板、划线、涂布 （2）斜面操作：斜面制作、划线、接块、穿刺 （3）摇瓶操作：接块、接菌苔、接斜面孢子、移液等 5、几种接种用具的制作 （1）接种环的制作 （2）涂棒的制作 （3）接种铲的制作 （4）接种针的制作 （5）酒精灯的制作 6、实验室10L小型发酵罐的系统组成及其使用讲解。 实验二产植酸酶黑曲霉的分离(4学时) 目的要求 1、掌握从自然界分离目的菌种的基本方法。 2、从土壤中取样分离产植酸酶黑曲霉菌株。 方法原理 植酸即肌醇六磷酸酯。植酸及其盐类是植物中磷的主要贮存形式，其贮存着植物总磷的60%～90%。在营养研究中，发现植酸具有比较明显的抗营养作用，且不被人和单胃动物所利用，最终绝大部分从粪尿中排出体外，造成环境的磷污染。 植酸酶是催化植酸及其盐类水解成肌醇与磷酸的一类水解酶的总称。植酸酶可将饲料或食品中的植酸及其盐分解成肌醇和磷酸，增加可利用磷的含量，抑制植酸对矿物质和蛋白质的亲和力，解除植酸的抗营养作用。 植酸酶广泛存在于小麦、大麦、玉米等植物的种子中，但含量较低。细菌、酵母和丝状真菌等也是植酸酶的重要来源。 本实验利用选择培养基（透明圈法），从土样中筛选分离植酸酶的黑曲霉菌种。 主要实验仪器及材料 1、土壤样品 采集自稻米加工厂堆积米糠或谷壳处的土壤，或将少量谷壳和麸皮埋入土壤中2个月后取土样。 2、培养基 （1）1%脱氧胆酸钠溶液。 （2）氯霉素注射液或氯霉素眼药水。 （3）筛选培养基0.2%植酸钙（没有植酸钙，可用0.14%植酸代替，用氢氧化钙溶液调pH5.5即可）、3%葡萄糖、0.5%NH4NO3、0.05%KCl、0.05%MgSO4·7H2O、0.003%MnSO4·4H2O、
《发酵工程课程设计》 实习指导书 主编：邵威平 甘肃农业大学 食品科学与工程学院 二OO七年八月
前言 《发酵工程课程设计》是生物工程专业的一门实用性和技术性很强的专业课程，属于专业实践教学环节。通过这个实习环节的学习和锻炼，使学生在掌握了生物工程专业基础理论、专业理论和专业知识的基础上，初步掌握发酵工程工厂设计的基本原则、发酵工艺参数的设计及检测方法的建立，培养学生具备发酵工厂工艺、工程设计的能力，使学生得到生物工程专业技术人员的综合性基本训练。 本指导书主要叙述了课程设计的目的与要求、课程设计的任务、课程设计的内容、课程设计报告的要求、考核方法与评分办法等内容，其中课程设计的内容为本书重点，阐明了啤酒、酒精、味精和酶制剂工厂设计要求等指导性内容。 编写本指导书的目的，旨在指导学生掌握微生物发酵工厂设计工作的原理、步骤和方法，培养正确的辨证的工程设计观点，提高综合运用专业理论与基础理论知识及技能，分析解决发酵工程实际问题的能力。 尽管作者力图在编写过程中注重系统性、实践性和指导性，但限于作者能力和水平，书中难免存在纰漏和不足，望读者批评指正。
目录 一、课程设计的目的与要求 (3) 二、课程设计的任务 (4) （一）课程设计的基本环节 (4) （二）课程设计具体任务 (4) 三、课程设计的内容 (6) （一）啤酒发酵车间（工厂）设计 (6) （二）酒精发酵车间（工厂）设计 (8) （三）味精发酵车间（工厂）设计 (10) （四）糖化酶发酵车间（工厂）设计 (14) （五）其他参考选题 (15) 四、课程设计报告要求 (16) 五、考核方法与评分办法 (18) 六、参考资料 (19) 附一：课程设计报告撰写指南 (20) 附二：课程设计报告样式与格式规范要求 (23)
第一章发酵工程概述 一、发酵工程：是利用微生物特定的形状和功能，通过现代化工程技术生产有用物质或直接应用与工业化生产的技术体系，是将传统发酵与现代的DNA重组、细胞融合、分子修饰和改造等新技术结合并发展起来的发酵技术。 二、发酵工程简史： 1590 荷兰人詹生制作了显微镜 1665 英国人胡克制作的显微镜观察到了霉菌近代发酵工程建立初期 1864 巴斯德灭菌法 1856 psateur 酵母导致酒精发酵 19世纪末 Koch 纯种分离和培养技术 三、发酵工程技术的特点 （1）主体微生物的特点 ①微生物种类繁多，繁殖速度快、代谢能力强，容易通过人工诱变获得有益的突变株； ②微生物酶的种类很多，能催化各种生化反应 ③微生物能够利用有机物、无机物等各种营养源 ④可以用简易的设备来生产多种多样的产品 ⑤不受气候、季节等自然条件的限制等优点 （2）发酵工程技术的特点 ①发酵工程以生命体的自动调节方式进行，数十个反应能够在发酵设备中一次完成 ②反应通常在常温下进行，条件温和，耗能少，设备简单
③原料通常以糖蜜，淀粉等碳水化合物为主 ④容易生产复杂的高分子化合物 ⑤发酵过程中需要防止杂菌污染 (3)发酵工程反应过程的特点 ①在温和条件下进行的 ②原料来源广泛，通常以糖、淀粉等碳水化合物为主 ③反映以生命体的自动调节形式进行（同（2）①） ④发酵分子通常为小分子产品，但也很容易生产出复杂的高分子化合物 四、发酵工程的一般特征 ①与化学工程相比，发酵工程中微生物反应具有以下特点： 作为生物化学反应，通常在常温常压下进行，没有爆炸之类的危险，不必考虑防爆问题，还有可能使一种设备具有多种用途 ②原料通常以糖蜜、淀粉等碳水化合物为主，加入少量的各种有机或无机氮源，只要不含毒，一般无精制的必要，微生物本身就有选择的摄取所需物质 ③反应以生命体的自动调节方式进行因此数十个反应过程能够像单一反应一样，在称为发酵罐的设备内很容易进行 ④能够容易的生产复杂的高分子化合物，是发酵工业最有特色的领域 ⑤由于生命体特有的反应机制，能高度选择性的进行复杂化合物在特定部位的氧化还原官能团导入等反应 ⑥生产发酵产物的生物物质菌体本身也是发酵产物，富含维生素、蛋白质、酶等有用物质，因此除特殊情况外，发酵液等一般对生物体无害。 ⑦发酵生产在操作上最需要注意的是防止杂菌污染。进行设备的冲洗、灭菌，空气过滤
《生物工程概论》教学大纲 课程名称：生物工程概论 英文名称：Introduction to Bioengineering 课程编码： 学分：2 总学时：36 理论学时：36 学时 实验学时：0 学时 适用专业：非生物类本科专业 执笔人： 审核人: 一、课程的性质、地位与任务生物工程概论是生物类院校一些非生物学专业的必修课程之一。 20 世纪以来生命科学的研究迅速发展，从而推动了农业、林业、工业、医药卫生等多个领域的发展。本课程介绍各项生物工程技术的基本原理和基本知识，使非生物专业的学生能够了解生物工程的基本知识框架，促进其他学科的学生对生命科学的关注，为他们了解生物工程相关的基础知识提供平台，对促进学科交叉、拓宽学生知识面，提高学生的高科技意识和创新思维方式，增强学生适应社会能力及择业机遇，都有着重要的现实意义。 二、教学目的与要求本课程为全校非生物专业学生的必修课。通过本课程的学习，了解生物技术和生物工程的概念、研究对象、研究内容及与日常生产、生活的关系。掌握五大生物工程技术的原理与方法， 并对生物工程的学科发展情况有初步的认识。 三、教学学时分配表
第一章 绪论 本章教学目的和要求： 通过本章的教学，让学生了解生物工程的概念、学科发展情况的基本内容，激发学生的学 习兴趣，了解本学科学习的大致内容。 重点： 1. 生物技术的概念； 2. 生物技术的种类及其相互关系； 3. 传统生物技术与现代生 物技术的区别。 难点：生物技术的概念及其包含的内容 教学目的和要求： 学习基因工程的概念、主要步骤和相关的分子生物学基础知识（基因工程诞生的三大理论 和三大技术） 。了解常用工具酶的催化反应机制及主要用途，三种常用基因克隆载体（质粒、λ 噬菌体和粘粒）的一般生物学特性、结构及其应用，目的基因的制备方法，重组体的构建及导 入受体细胞的方法，重组子的筛选与鉴定方法。通过学习为进一步掌握生物技术相关知识和从 事基因工程工作打下基础，并对基因工程的发展动态有初步的了解。 重点：基因工程的主要操作步骤，主要工具酶的催化机理和用途，三类常用载体的特点和 主要用途，目的基因克隆的主要方法，重组 DNA 的导入受体细胞的途径，重组克隆的筛选与鉴 定方法。 难点：目的基因的克隆策略，基因表达载体构建的策略和方法，重组克隆筛选鉴定方法。 教学内容： 、 DNA 的化学组成和分子结构 2 学时） 教学内容： 第一节 生物工程与生物技术的含义 第二节 生物技术的产生 一、传统生物技术 二、近代生物技术 三、现代生物技术 第三节 生物工程的基本内容 一、基因工程 二、细胞工程 三、酶工程 四、发酵工程 五、蛋白质工程 六、五大生物工程技术之间的联系 第 四节 生物技术涉及的学科及其技术 第 五节 现代生物技术的应用与产业化 一、 生物技术在各个领域的应用 二、应用生物技术的产业化及其基本特 征 第六节 现代生物技术的发展现状 0.25 学时 0.25 学时 0.5 学时 0.25 学时 0.25 学时 0.25 学时 第七节 现代生物技术对于人类生活、社会生存的重要影响 第二章 基因工程 第一节 基因工程的概念 第二节 DNA 的结构与功0.5 0.5 学时 学时 0.25 学时 4 学