固态发酵生物反应器(固态发酵生物反应器原理)

海潮机械 2023-01-04 08:15 编辑:admin 178阅读

1. 固态发酵生物反应器原理

PFR即Plug-Flow Reactor(推流式活性污泥法)。曝气池呈长方形,混合液流态为推流式,污水和回流污泥一起从曝气池首端进入,在曝气和水力条件的推动下,混合液均衡地向后流动,最后从尾端排出。混合液中有机污染物在流动过程中与其中的微生物接触,并发生吸附、生物氧化、生物合成等作用,逐渐转化为稳定的小分子物质,其浓度显著降低,微生物得以增殖。

升流式固体厌氧反应器(USR),是一种结构简单、适用于高悬浮固体有机物原料的反应器。原料从底部进入消化器内,与消化器里的活性污泥接触,使原料得到快速消化。未消化的有机物固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于消化器内,上清液从消化器上部溢出,这样可以得到比水力滞留期高得多的固体滞留期(SRT)和微生物滞留期(MRT),从而提高了固体有机物的分解率和消化器的效率。在当前畜禽养殖行业粪污资源化利用方面,有较多的应用。许多大中型沼气工程,均采用该工艺。

2. 固态发酵生物反应器原理视频

针对这类视频工业污水一般可用絮凝沉降法 。

絮凝是一种广泛使用的水处理技术,在给水、污水处理中均发挥着十分重要的作用。影响絮凝效果的因素有絮凝剂(种类和用量)、操作条件(pH值,温度等)以及反应器设计等。食品添加剂工业污水COD含量很高,絮凝沉淀一般作为整个处理流程的前处理单元,用来除去一部分COD,为后续处理(如膜分离、生物处理)减轻负荷。常用的絮凝剂分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类,无机絮凝剂包括常见的铁盐、铝盐絮凝剂,在味精污水处理过程中,无机絮凝剂很少单独使用,一般均作为助凝剂,与有机絮凝剂配合使用;pH对于有机絮凝剂影响较大,选择絮凝剂时应重点考虑。

3. 固态液态发酵装置特点

一、固态发酵:

优点:

1、水分活度低,基质水不溶性高,微生物易生长,酶活力高,酶系丰富;

2、发酵过程粗放,不需严格无菌条件;

3、设备构造简单、投资少、能耗低、易操作;

4、后处理简便、污染少,基本无废水排放。

缺点:

1、限于耐低水活性的微生物,选择少

2、发酵速率慢,周期长

3、天然原料成分复杂,有时变化,影响产量质量

4、工艺参数难检测和控制

5、产品少,操作消耗劳力多,强度大

二、液态发酵

优点:

1、速度快

2、工艺简单、成本低,进入门槛很低

3、产量高

缺点:由于产生酒精速度快,其他成分很少基本没有,需人为添加香精以补充其他成分。从生产工艺和品质的差异来看,新工艺白酒中的香味物质很少,其量比关系也很简单,致使新工艺白酒的香气、味道、口感,远远达不到传统纯粮固态发酵产品的水平。

4. 固态发酵装置

浸米、蒸饭、冷却

浸米:先在容器中注水50%,再把大米慢慢放入容器,注满水,浸米时间根据气温不同,控制在6~12小时。然后捞出冲洗干净,沥尽浆水。

蒸饭:可用木制的蒸桶,也可用蒸小笼包子的蒸笼蒸,等甑面全部圆气后盖盖蒸5分钟左右后泼适量的滚水再蒸5分钟左右即可。要求熟而不烂,内无白心。

冷却:直接把蒸熟的米饭倒出摊冷至下曲温度25~30度。

2.落缸搭窝

将发酵缸(桶)洗净杀菌(杀菌液可用滚水),然后把冷却的米饭摁碎,用根霉曲(内含活性干酵母)0.5%~0.8%撒入饭中拌匀,稍压一下,以利搭窝, 并在饭缸中央挖一个V字型的窝,再在米饭上面撒些酒曲粉,做好保温工作。

3.加曲、加水、养醅

经过36~48小时后(根据气温)饭粒软化,窝中间有4/5 酒酿水时,就可加曲(麦曲)10%左右,照大米/加水120%~130%。加水后开2~3次耙,3~5天后,可把发酵缸用塑料布密封缸口,或灌坛养醅。养醅时间一般为30~60天(根据季节气温而定)。需要时即可蒸馏,适当延长后发酵时间,有利于呈香物质的形成。

4.蒸馏

将酒醅倒入蒸酒锅中蒸馏,先在锅里放一点清水煮滚,然后先放清液,后放糟液,小火蒸酒头,中火蒸酒身,大火追酒尾。尽可能蒸出残酒,同时蒸出高沸点的呈香物质,酒尾转入下一轮复蒸。并取出酒头后的适量酒另行储存,作勾兑调酒香用。

大米酒蜜香清柔、幽雅纯净、绵甜醇厚、回味怡畅,饮前不辛、不辣、不冲;饮中上口性好,口感、口味绝佳;饮后不上头,不干喉,不伤胃。

5. 固态发酵技术与应用

固态发酵的特点与液体发酵比较

1、固态发酵培养基中没有游离水的流动,适宜于水活度在0.93~0.98的微生物生长,限制了应用范围,同时也限制了某些杂菌的生长.

2、营养物浓度存在梯度,发酵不均匀,菌体的生长、对营养物的吸收和代谢产物的分泌存在不均匀.

3、固态发酵中培养基提供的与气体的接触面积大,供氧充足,同时,空气通过固体层得阻力较小,能量消耗低.

4、使用固体原料,在发酵过程中,糖化和发酵过程同时进行,简化操作工序,节约能耗.

5、高底物浓度可以产生高的产物浓度.

6、由于产物浓度高,提取工艺简单可控,没有大量有机废液产生,但提取物含有底物成分.

7、生产机械化程度较低,缺乏在线传感仪器,过程控制较困难.

6. 静态固态发酵反应器

、发酵生产流程三个阶段:

上游、中游和下游。

(1)先进行高性能生产菌株的选育;

(2)然后在人工或计算机控制的生化反应器中进行大规模培养,生产目的代谢产物;

(3)最后收集目的产物并进行分离纯化,最终获得所需要的产品。

2、现代意义上的发酵工程是一个由多学科交叉、融合而形成的技术性和应用性较强的开放性的学科。发酵工程经历了“农产手工加工——近代发酵工程——现代发酵工程”三个发展阶段。

1、手工加工

发酵工程发源于家庭或作坊式的发酵制作(农产手工加工),后来借鉴于化学工程实现了工业化生产(近代发酵工程),最后返璞归真以微生物生命活动为中心研究、设计和指导工业发酵生产(现代发酵工程),跨入生物工程的行列。

2、近代发酵

原始的手工作坊式的发酵制作凭借祖先传下来的技巧和经验生产发酵产品,体力劳动繁重,生产规模受到限制,难以实现工业化的生产。

于是,发酵界的前人首先求教于化学和化学工程,向农业化学和化学工程学习,对发酵生产工艺进行了规范,用泵和管道等输送方式替代了肩挑手提的人力搬运,以机器生产代替了手工操作,把作坊式的发酵生产成功地推上了工业化生产的水平。发酵生产与化学和化学工程的结合促成了发酵生产的第一次飞跃。

3、现代发酵

通过发酵工业化生产的几十年实践,人们逐步认识到发酵工业过程是一个随着时间变化的(时变的)、非线性的、多变量输入和输出的动态的生物学过程,按照化学工程的模式来处理发酵工业生产(特别是大规模生产)的问题,往往难以收到预期的效果。

从化学工程的角度来看,发酵罐也就是生产原料发酵的反应器,发酵罐中培养的微生物细胞只是一种催化剂,按化学工程的正统思维,微生物当然难以发挥其生命特有的生产潜力。于是,追溯到作坊式的发酵生产技术的生物学内核(微生物),返璞归真而对发酵工程的属性有了新的认识。发酵工程的生物学属性的认定,使发酵工程的发展有了明确的方向,发酵工程进入了生物工程的范畴。

7. 生物发酵罐工作原理

曝气发酵罐的原理:曝气是使空气与水强烈接触的一种手段,其目的在于将空气中的氧溶解于水中,或者将水中不需要的气体和挥发性物质放逐到空气中。

换言之,它是促进气体与液体之间物质交换的一种手段。它还有其他一些重要作用,如混合和搅拌。空气中的氧通过曝气传递到水中,氧由气相向液相进行传质转移。