头级杂质(醛酯杂质) 中级杂质(酯酒) 乙醛、乙酸乙酯、甲酸乙酯 异丁酸乙酯、异戊酸乙酯等 高级醇、戊醇、异丁醇、甘油、异丙醇等 甲醇 沸点比乙醇低 排醛塔排至大气或冷凝收集做工业酒精 在塔顶滴加NaOH溶液,生成不挥发性盐类或沉淀 在进料板以下(/上)第2~4块气(/液)相取出 沸点与乙醇接近 尾级杂质(杂醇油) 沸点比乙醇高 端级杂质(甲醇) 酒精浓度低时难挥发,酒精浓度高时易挥发 脱甲醇塔,自塔顶排出做工业酒精 2. 两塔蒸馏流程液相过塔和汽相过塔各有哪些优缺点? 气相:粗馏塔顶上升的酒精蒸汽直接进入精馏塔,可以节约加热蒸汽和冷却水 两塔直接联通,互相影响 。
液相:较气相过塔多一次排除头级杂质的机会,所得的成品酒精质量较高 蒸汽消耗量较多。
3. 常用的酒精粗馏塔有哪些类型?各有哪些优缺点?
泡罩塔板 特点:不易堵塞、不漏液、操作弹性较大;结构复杂、成本高,阻力大、气液接触不均匀、塔板效率低。
筛孔塔板 特点:结构简单、造价低,阻力小、气液接触较均匀;易漏液,操作弹性小,气液接触时间短,气体向上直吹易产生雾沫夹带。
S(SD)形塔板 特点:保持泡罩塔板的优点,塔板上气流与液流并行,避免固体沉降,板面液体落差小,气液接触较均匀,塔板压降较大。
浮阀塔板上升气体量发生变化,浮阀升降改变气相流通面积,气流速度变化不大,不漏液,操作弹性大,气液接触时间长,塔板效率较高,浮阀易出故障。
斜孔塔板 特点:气液接触均匀,雾沫夹带较少,塔板效率较高,生产能力大 4. 常用的酒精精馏塔有哪些类型?各有哪些优缺点? 浮阀板、斜孔板、筛孔板。
成本:筛孔板<斜孔板<浮阀板 操作:浮阀板>斜孔板>筛孔板
第十五章 蒸发与结晶设备
1. 发酵工程常用的蒸发设备有哪些类型?在选用蒸发设备时应考虑发酵液的哪些特性?
1、按使用压力分类: 加压、常压、真空 2、按蒸汽利用分类:单效、多效、热泵
3、按设备型式分类:中央循环管式、夹套式、盘管式、刮板式 4、按物料启动情况分类:自然循环、强制循环、薄膜式 热敏性、结晶性、结垢性、起泡性、腐蚀性、黏滞性 2. 升模式蒸发器与降膜式蒸发器的差别有哪些?
升模式蒸发器:形成的液膜与蒸发的汽流的方向相同,由下而上的并流上升。成膜方便,不存在液体分配不匀的问题,但是不适合粘度大的液体浓缩
降膜式蒸发器:形成的液膜与蒸发的汽流的方向相同,由上而下并流向下。成膜均匀度不如升膜式,适合粘度较高的物料浓缩。 3. 简述结晶的基本原理。
晶体是具有一定的几何形状、一定颜色的固体,物质自溶液中成晶体状态析出,或从熔
融状态受冷时成晶体状态凝结的过程称为结晶。 4. 发酵工业起晶方法有哪些?举例说明。
自然起晶:把溶液蒸发浓缩至过饱和区(不稳定区),则有大量晶核自然形成。
刺激起晶:把溶液蒸发至接近过饱和线后把溶液放出,使溶液突然冷却,进入过饱和区形成大量晶核。
晶种起晶:将溶液浓缩到介稳定区的饱和浓度后,加入一定大小和数量的晶种,同时均匀搅拌,使晶体长大。如某味精厂在蒸煮晶体味精时3000L的蒸煮锅投入晶种的粒子直径与质量的关系为:26~36目350kg,40~50目200~250kg。
第十六章 干燥设备
1. 平衡水分、自由水分、结合水分和非结合水分各是什么?
平衡水:物料中所含有的不因和空气接触时间的延长而改变的水分。 自由水:物料中超过平衡水分的那一部分水分。 结合水:水和物料结合力较强的水分。
非结合水:与物料的结合力较弱的、相对易于除去的水分。 2. 喷雾干燥器有哪些优缺点?
(1)采用喷雾干燥,不需要粉碎、分级等操作,直接制成粉末产品,简化了工序,节省了设备。(2)适于处理热敏性物料(3)制品的溶解性和流动性好(4)容易改变操作条件(5)可以满足对产品的各种要求(6)连续作业,处理量大(7)设备较庞大,投资费用、动力和热能消耗均较大。
第十七章 典型固体发酵与设备
1. 与液态发酵相比,固态发酵有哪些优缺点? 序号 1 项 目 固态发酵 培养基没有游离水,水是培养基中较低的组分 微生物从湿的固态基质吸收营养物,营养物浓度存在梯度 接种量比较大,大于10% 液态发酵 培养基中始终有游离水的流动,水是主要组分 微生物从溶解水中吸收营养物,营养物浓度始终不存在梯度 接种量比较小,小于10% 水分 营养物 接种量 产物浓度 产率 营养扩散 散热 过程控制 2 3 4 发酵结束时,培养基是湿物料状态,发酵结束时,培养基是液体状产物浓度高 态,产物浓度低 使用浓缩的培养基和较小的固体发酵生物反应器,产率高 微生物生长受营养扩散的限制 有效去除代谢热困难,易出现过热的问题 缺乏有效的在线测量手段,过程控制比较困难 使用稀释的培养基和较大体积的生物反应器,产率低 不受营养扩散问题的影响 高水含量使发酵温度控制容易,发酵设备庞大 许多在线传感器的成熟,可以实现发酵过程控制 5 6 7 8
9 产物提取 能量消耗 由于产物浓度高,提取工艺简单,没有大量的有机废水 糖化和发酵同时进行,简化操作工序,节能 要去除大量的有机废水,分离设备的体积大,费用高 一般发酵原料需要复杂的加工,消耗能量大 10 11 发酵范围 固体培养基的水活度在0.99以下,适宜于在0.93~0.98的微生物生长,适用于大多数微生物生长 限制了应用范围,同时也限制杂菌生长 代谢热驱除比较困难,主要依靠通气蒸发冷却,易造成局部缺水 模拟自然生长环境,使微生物保持与自然界相似的生长状态;微生物是在接近于自然状态下生长,有可能产生一些通常液体发酵中不产生的酶和其他代谢产物 通过冷却水控制,不存在通气造成水分缺乏 12 热 驱除 13 环境 在人工液体培养基中均匀生长 2. 固态发酵反应器的发展方向是什么?
第十八章 典型液体好氧发酵生产
见课本。