【正文】 粘度大，不利于通風(fēng)散熱，且親水性差，導(dǎo)致有的產(chǎn)品濕潤(rùn)時(shí)間高達(dá)十幾分鐘，達(dá)不到三分鐘以下的部頒標(biāo)準(zhǔn). 需要尋找新的、廉價(jià)的、營(yíng)養(yǎng)源豐富、通氣好、濕潤(rùn)性能強(qiáng)的原料和載體，或選擇合適的表面活性劑處理產(chǎn)品，以使在不影響發(fā)酵水平和毒力效價(jià)的情況下縮短濕潤(rùn)時(shí)間. 蘇云金桿菌固態(tài)發(fā)酵的發(fā)酵工藝和設(shè)備目前普遍的狀況是生產(chǎn)規(guī)模小、設(shè)備簡(jiǎn)陋、勞動(dòng)強(qiáng)度大，由于人工操作造成產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，發(fā)酵過程產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)排出而影響了菌體生長(zhǎng)和伴孢晶體的形成. 固態(tài)發(fā)酵正在逐步從淺盤發(fā)酵向深層發(fā)酵發(fā)展，從淺盤式半開放式發(fā)酵逐步發(fā)展成為全封閉、全自動(dòng)固態(tài)發(fā)酵，生產(chǎn)過程逐漸實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)在線控制，有效地解決了固態(tài)發(fā)酵過程中的供氧、散熱、濕度調(diào)節(jié)、防止污染等問題. 在物料準(zhǔn)備、蒸料、接種、發(fā)酵及干燥等方面，采用連續(xù)蒸料、接種，使用潔凈封閉式固態(tài)發(fā)酵設(shè)備，發(fā)酵、烘干過程在同一設(shè)備中順序完成，形成完整的自動(dòng)化生產(chǎn)流水線，可以大改善生產(chǎn)環(huán)境，消除人為因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響，云金芽孢桿菌液態(tài)發(fā)酵與固態(tài)發(fā)酵各有優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)因地制宜地選擇生產(chǎn)方式. 預(yù)計(jì)在今后一定時(shí)期內(nèi)，蘇云金桿菌的液態(tài)發(fā)酵與固態(tài)發(fā)酵將共存.年產(chǎn) 1000 噸蘇云金芽孢桿菌的發(fā)酵車間工藝設(shè)計(jì)29參考文獻(xiàn)[1] 喻子牛. 蘇云金芽孢桿菌制劑的生產(chǎn)與應(yīng)用[M]. 北京：農(nóng)業(yè)出版社, 1993.YU Ziniu. Production and application of Bacillus thuringiensis preparations[M]. Agricultural Publishing House, Beijing, 1993.[2] 魯松清, 孫明, 喻子牛, 等. 蘇云金芽孢桿菌殺重晶體蛋白基因的分類 [J]. 生物工程進(jìn)展, 1998, 18(5): 5762.LU Songqing, SUN Ming, YU Ziniu, et al. Nomenclature of Bacillus thuringiensis Insecticide Crystal Protein Genes[J]. Chinese Progress of Biotechnology, 1998, 18(5): 5762.[3] CHATTOPADHYAY A, BHATNAGAR N B, BHATNAGAR R. Bacterial Insecticidal Toxi。Kg01. )(9=℃W???則即：所需的水蒸汽消耗量為 。r，其公式為????molkJvq/fr式中 v—反應(yīng)方程中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)，反應(yīng)物為負(fù)、生成物為正； ℃J/l f??（2）用標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱求 q176。 (3)固體的比熱容的計(jì)算固體的比熱容可應(yīng)用科普定律來計(jì)算： ）（ ℃kJ/gMCan???式中 Ca—元素的原子比熱容 kJ/kg對(duì)于不同物料的比熱容可查《化學(xué)工程手冊(cè)》 （第 1 冊(cè)）或《化學(xué)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 （下） ，若查不到，各種估算方法求出相應(yīng)溫度下的比熱容值。陳洪章等人首先提出了壓力脈動(dòng)固態(tài)發(fā)酵技術(shù)，利用壓力脈動(dòng)周期刺激強(qiáng)化生物反應(yīng)和細(xì)胞膜傳質(zhì)速率。綜合兩者的優(yōu)點(diǎn)，補(bǔ)料分批發(fā)酵被認(rèn)為有較好的發(fā)展前景，即逐漸補(bǔ)料，一次出料。(2)原、輔材料庫:存放生產(chǎn)用的輔料及包裝材料。生產(chǎn)工藝主要牽涉到菌種，培養(yǎng)基和培養(yǎng)條件 ,后處理工藝、防止噬菌體污染等幾方面。一是有些菌株含 β 有 外毒素 ,它對(duì)哺乳動(dòng)物等有毒 ,歐美國(guó)家禁 β 止使用。Bt 傳統(tǒng)分類與其他芽孢桿菌一樣也是根據(jù)細(xì)胞學(xué)、培養(yǎng)特性、生化反應(yīng)以及遺傳學(xué)特性。本來以為它是一種昆蟲病 ,但實(shí)踐證明 ,Bt 實(shí)際上是多種土壤中的正常組份。它們都有其優(yōu)缺點(diǎn)，但是經(jīng)過對(duì)比論證，最終我選擇了液體深層發(fā)酵。 蘇云金芽孢桿菌資源全世界被保藏的 Bt 估計(jì)有 60 000 株 ,它廣泛分布于世界各地 ,從熱帶雨林到北極凍土帶。Mizuki 等 從日本 35 種木本和草本植物分離出 120 株 Bt 菌株。有些植物化學(xué)物質(zhì)能鈍化 Bt,Luthy 證明棉花葉片的提取液會(huì)使 ICP 失效。國(guó)際化學(xué)聯(lián)合會(huì) IUPAC 頒布了 Bt 發(fā)酵產(chǎn)品的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) Quinlan, 1990 。根據(jù)加工品的市場(chǎng)需求，酸乳廠生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，原料特性及加工設(shè)備的生產(chǎn)能力和運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，一般淡季一班，中季二班，旺季三班。液體發(fā)酵主要有分批發(fā)酵、補(bǔ)料分批發(fā)酵和連續(xù)發(fā)酵三種方式。g1，在 2022 倍稀釋度條件下對(duì)菜青蟲的致死率為 100%。設(shè)備的熱量平衡方程式對(duì)于有傳熱要求的設(shè)備，其熱量平衡方程式為：Q1＋Q 2＋Q 3=Q4＋Q 5＋Q 6式中 Q1—物料帶入到設(shè)備的熱量 kJ；Q2—加熱劑或冷卻劑傳給設(shè)備和所處理物料的熱量 kJ；Q3—過程熱效應(yīng) kJ；Q4—物料離開設(shè)備所帶走的熱量 kJ；Q5—加熱或冷卻設(shè)備所消耗的熱量 kJ；Q6—設(shè)備向環(huán)境散失的熱量 kJ。（2n＋3）/M kJ/（kg這與在熱量衡年產(chǎn) 1000 噸蘇云金芽孢桿菌的發(fā)酵車間工藝設(shè)計(jì)15算中所規(guī)定的符號(hào)正好相反，為避免出錯(cuò)，現(xiàn)用符號(hào) q176。年產(chǎn) 1000 噸蘇云金芽孢桿菌的發(fā)酵車間工藝設(shè)計(jì)20 產(chǎn)品干燥崗位的熱量衡算（1）濾餅：（）: a ：95%=5467Kgb 雜質(zhì)：：（2）水蒸汽：（3）粗品()： a ：b 雜質(zhì)：c 水：表 4物質(zhì)溫度ABTB水C水蒸汽D雜質(zhì)150℃ 物質(zhì)的 Cp 值一覽表 )。 種子罐軸功率計(jì)算種子罐單位體積軸功率 P’=7~8kW/ m3 取 P’=8kW/ m3?P 種子 = kW??? 發(fā)酵液的貯罐計(jì)算V=30/3=10 m3取 =?=10/=./?查化工手冊(cè)取三個(gè) 14 m3的貯罐公稱直徑 DN=1800mm， L1=3400mm 過濾器的選擇 AVruvpdte/)(???______瞬時(shí)的過濾速度， 濾液/s；t 3m______濾液通過濾餅層及過濾介子的總壓力，Pa；p?V______生成厚度為 L 的濾餅所獲得濾液體積， ；3m______過濾介子的當(dāng)量濾液體積， ；ev 3年產(chǎn) 1000 噸蘇云金芽孢桿菌的發(fā)酵車間工藝設(shè)計(jì)25r______濾餅的比阻，l/ ；2mu______濾液的粘度，Pa。 D 為內(nèi)徑，m； W 為擋板寬b度，m； d 為攪拌器直徑，m； S 為兩攪拌器間距； B 為下攪拌器距底間距； S1為上攪拌器至液面間距?！鍮 酒糟估算；C 豆粕估算； D 水的 Cp 可查閱《化學(xué)數(shù)據(jù)速查手冊(cè)》上冊(cè)第 70 頁；E 雜質(zhì)的 Cp 用以上物質(zhì)的平均值估算表 3物質(zhì)溫度ABTB酒糟C豆粕D水E雜質(zhì)60℃ 物質(zhì)的 Cp 值一覽表由以上計(jì)算可知：Q4A =60=Q4B =330060=Q4C =13060=Q4D =330060=Q4E =6060=所以：Q4=Q4A+ Q4B+Q4C+Q4D+Q4E =(3)Q3的計(jì)算：BT 生物反應(yīng)熱查看有關(guān)資料得出為 年產(chǎn) 1000 噸蘇云金芽孢桿菌的發(fā)酵車間工藝設(shè)計(jì)18 （4）Q5＋Q6 的計(jì)算據(jù)工藝要求，可以有：Q5＋Q6=5%～10%（Q5＋Q6＋Q4）故取 Q5＋Q6=8%（Q5＋Q6＋Q4）= （5）Q 2的計(jì)算∵Q 1＋Q 2＋Q 3 = Q4＋Q 5＋Q 6∴Q 2 =Q4＋Q 5＋Q 6－Q 1－Q 3=+=（6）冷卻劑的消耗量： )TC(=hk2WTh：冷卻劑的初溫為5℃；Tk：放出的冷卻劑的末溫為 15℃；C：冷卻劑的比熱容（5℃與 15℃之間的平均比熱容） ，可查閱《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》第 647 頁可得：液體在沸點(diǎn)下的汽化熱可按下式計(jì)算： kgJMTqbbbv //)(???式中 Tb—液體的沸點(diǎn) K；M—液體的分子量。 熱量衡算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的計(jì)算和查取在熱量衡算中，大部分物料的物性常數(shù)可通過相關(guān)的物性常數(shù)手冊(cè)查取，如《化學(xué)工程師技術(shù)全書》 （上、下冊(cè)） ， 《化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 （第三版） ， 《純物質(zhì)的熱化學(xué)數(shù)據(jù)手冊(cè)》 （上、下冊(cè)） 。年操作日 300 天，每升發(fā)酵液可以純化得到 Bt 產(chǎn)品 ，共需生產(chǎn) 150 個(gè)周期。傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵按設(shè)計(jì)規(guī)?？煞譃榫W(wǎng)盤薄層法、皿箱式、大池通風(fēng)法以及地坪式等發(fā)酵方式，如圖 2 所示。(9)鍋爐房:提供生產(chǎn)所需要的蒸汽。 設(shè)計(jì)方案 產(chǎn)品方案產(chǎn)量的確定產(chǎn)量的大小直接影響到設(shè)備的配套、車間的布置和面積、公用設(shè)施和輔助設(shè)施的大小，以及勞動(dòng)力的定員等。含淀粉及熟食類樣品最多 ,新鮮黃瓜和番茄亦有發(fā)現(xiàn)。1992 年 Brousseau 等用隨機(jī)擴(kuò)增指紋技術(shù)區(qū)別 Bt 和 Bc, 1997 年 Giffel 等只發(fā)現(xiàn)少量 Bt 和 Bc 的 16SrDNA 序列有差異 ,1998 年 Beat2tie 等采用傅里葉變換紅外光譜技術(shù)區(qū)分 Bc 種類 ,總之 ,Bt和 Bc 是很難區(qū)分的 。1991 年 Smith 和 Couche 從不同針葉樹和落葉樹葉片分離到 Bt菌株 ,人們發(fā)現(xiàn) Bt 實(shí)際上也廣泛存在于植物葉片 , 1996 年 Ohba 從 25 棵桑樹 1 004 片桑葉中分離出 186 個(gè) Bt 菌落 ,其中棵桑樹 96% , 112 片桑葉 11. 2% 均分離到 Bt 。我國(guó)在 1995 年國(guó)家高技術(shù)發(fā)展計(jì)劃中，把構(gòu)建一批殺蟲 Bt 的工程菌列入了農(nóng)業(yè)重組微生物重點(diǎn)項(xiàng)目，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)以及中山大學(xué)等均進(jìn)行了構(gòu)建 Bt 工程菌的嘗試，并取得了顯著的成果。 process routes。歐洲占 83. 9%,新西蘭占 55. 6%,東亞占 94. 3%,日本占 36. 8%, 韓國(guó)占 51%, 越南占64. 3%。近來，B. pseudomycoides 和 B. weihens2tephanensis 也收入其中。二者都含有腸毒素基因 ,只不過根據(jù)研究 ,Bt 的基因表達(dá)量很低而已。我國(guó) 20 世紀(jì) 50—80 年代所采用的“板框壓濾 ”技術(shù) ,只能生產(chǎn)出低效價(jià)的產(chǎn)品 ,后來采用“連續(xù)離心 ”,改變了工藝 ,提高了效價(jià) ,當(dāng)今借鑒醫(yī)藥生產(chǎn)所使用的“超濾濃縮”和噴霧干燥 ,使得 Bt 產(chǎn)品得到突飛猛進(jìn)的效果。(6)空壓機(jī)房:提供某些設(shè)備自動(dòng)化控制所需的壓縮空氣及生產(chǎn)過程中的需求。在相對(duì)小的空間內(nèi)，這些顆粒載體可提供相當(dāng)大的氣液界面，從而滿足好氣微生物增殖所需要的水份、氧氣和營(yíng)養(yǎng)。綜上所訴，結(jié)合近年來工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，我采用液體深層發(fā)酵。年產(chǎn) 1000 噸蘇云金芽孢桿菌的發(fā)酵車間工藝設(shè)計(jì)13（3）Q5 與 Q6 的確定根據(jù)工藝操作經(jīng)驗(yàn)， （Q 5＋Q 6）一般為（Q 4＋Q 5＋Q 6）的 5%～10%，只要計(jì)算出 Q4，就可以確定（Q 5＋Q 6） ，從而計(jì)算出 Q2。年產(chǎn) 1000 噸蘇云金芽孢桿菌的發(fā)酵車間工藝設(shè)計(jì)14 狀態(tài)熱的計(jì)算狀態(tài)熱一般也稱為潛熱。） ， 其 數(shù) 值 見 表（元 素 的 標(biāo) 準(zhǔn) 燃 燒 熱 熱 2atomgkJ/ ce ???的 計(jì) 算不 同 溫 度 下 反 應(yīng) 熱 tr)5(q因反應(yīng)恒定在 t℃溫度下進(jìn)行，而且反應(yīng)物及生成物在（25～t）℃范圍內(nèi)均無相變化，則 qtr 計(jì)算公式為年產(chǎn) 1000 噸蘇云金芽孢桿菌的發(fā)酵車間工藝設(shè)計(jì)16??molkJvCqprt /25t ???? ；標(biāo) 準(zhǔn) 反 應(yīng) 熱—式 中 ?r 正 ；負(fù) ， ℃℃℃vCp—反應(yīng)物或生成物在（25～t）℃范圍內(nèi)的平均比熱容 kJ/kg??????bV發(fā)酵液的圓柱體積 V 柱 =－= m 3發(fā)酵液的柱體高 h= D.)2(.7?假設(shè)用兩層攪拌器，所以 Sl=－=檢驗(yàn)： Sl/d=~2 范圍內(nèi)。物料干燥后水量由 60%減到 4%。129(,/,: 頁書 》 第查 《 化 學(xué) 工 程 師 技 術(shù) 全水 蒸 氣 的 定 壓 比 熱 kgJCP T：冷凝水溫度，為 80℃；η：加熱效率。標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱的數(shù)據(jù)可以在《化學(xué)工程手冊(cè)》 （第一冊(cè)）或《化學(xué)工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)》 （下）中查到；當(dāng)缺乏數(shù)據(jù)時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)生成熱或標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱求得。先根據(jù)化合物的分子結(jié)構(gòu)，將各種基團(tuán)結(jié)構(gòu)的摩爾熱容數(shù)值加和，求出摩爾熱容，再由化合物的分子量換算成比熱容。該式的計(jì)算基準(zhǔn)是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，即 0℃及 105Pa 為計(jì)算基準(zhǔn)。Capalbo 等人將潮濕的稻谷裝入聚丙烯袋接種 Bt subsp. tolworthi 進(jìn)行了固態(tài)發(fā)酵實(shí)驗(yàn)室研究，濕度控制在 50%~60%，產(chǎn)物田間毒效良好，48 h 死亡率可達(dá) 100%。采用外環(huán)流氣升式反應(yīng)器，通過氣體噴射推動(dòng)液體循環(huán)流動(dòng)以取代傳統(tǒng)的機(jī)械攪拌方式，由于能耗低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳質(zhì)效果好、換熱面積大、剪切力低等優(yōu)點(diǎn)，對(duì) Bt 毒效的提高有很大幫助，但目前還缺乏大型生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，尚處于研究階段；提高攪拌速度或增大通風(fēng)量以改善供氧環(huán)境，有助于毒效的提高，但勢(shì)必以增加能耗為代價(jià)。 2 月、3 月、4 月為生產(chǎn)的淡季，工作日為 78d（ ） ，中季生t旺 t淡產(chǎn)為 140d（ ） ，余下 77d 為節(jié)假日和設(shè)備檢修日，則全年生產(chǎn)天數(shù)為：中(d)t?t?旺 淡中 8214073??計(jì)算班產(chǎn)量：2+6+40=48(h)= 天 tn = x300=150(班）總 每 天年產(chǎn) 1000 噸蘇云金芽孢桿菌的發(fā)酵車間工藝設(shè)計(jì)4q= = =9（t/班）______一周期生產(chǎn)時(shí)間 ______設(shè)備準(zhǔn)備時(shí)間總t 準(zhǔn) 備t______清洗設(shè)備時(shí)間 _____