《发酵设备》PPT课件

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1、第四章发酵设备1.概述2.实验室发酵设备3.通风发酵罐4.嫌气发酵设备5.固体发酵设备发酵罐：是为一个特定生物化学过程的操作提供良好环境的容器。对于某些工艺来说，发酵罐是个密闭容器，同时附带精密控制系统；而对于另一些简单的工艺来说，发酵罐只是个开口容器。1.概述一个优良的发酵罐装置和组成:（1）应具有严密的结构（2）良好的液体混合特性（3）好的传质相传热速率（4）具有配套而又可靠的检测、控制仪表发酵罐的类型按微生物生长代谢需要分类好气：抗生素、酶制剂、酵母、氨基酸，维生素等产品是在好气发酵罐中进行的；需要强烈的通风搅拌，目的是提高氧在发酵液中的含量；厌气：酒精

2、、啤酒、乳酸等采用厌气发酵罐。不需要通气。按容积分类：一般认为500L以下的是实验室发酵罐；500-5000L是中试发酵罐；5000L以上是生产规模的发酵罐。2.实验室发酵设备1.试管2.三角瓶3.厌氧瓶4.培养箱5.摇床6.小型发酵罐菌种筛选摇瓶试验发酵罐试验3.1机械搅拌发酵罐3.2实验室小型发酵罐3.3自吸式发酵罐3.4气升式发酵罐3.5固体发酵罐3.通风发酵罐3.1机械搅拌发酵罐机械搅拌发酵罐是发酵工厂常用类型之一。它是利用机械搅拌器的作用，使空气和醪液充分混合，促使氧在醪液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖、发酵所需要的氧气。标准发酵罐的几何尺寸比例H

3、/D=1.7~4d/D=1/2~1/3W/D=1/8~1/12B/D=0.8~1.0s/d=33.2发酵罐罐体的比例3.3发酵罐的结构1、罐体2、搅拌器和挡板3、消泡器4、空气分布装置5、发酵专用PH、DO电极6、冷却装置7、变速装置8、轴封、联轴器及轴承由圆柱体及椭圆形封头焊接而成，材料为碳钢或不锈钢，对于大型发酵罐可用衬不锈钢板或复合不锈钢制成，衬里用的不锈钢板厚为2-3毫米。1.罐体装于罐顶的接管有：进料口、补料口、排气口、接种口和压力表等，装于罐身的接管有：冷却水进出口、空气进口、温度和其他测控仪表的接口。搅拌器有平叶式、弯叶式、箭叶式三种其作用是打碎

4、气泡，使氧溶解于醪液中，2.搅拌器、挡板挡板的作用是改变液流的方向，促使液体激烈翻动，增加溶解氧。通常挡板宽度取（0.1-0.12）D，装设4-6块即可挡板的长度自液面起到罐底为止。挡板与罐壁之间的距离为（1/5-1/9）W，避免形成死角，防止物料与菌体堆积。3.消泡装置消泡方式有两种：一是化学消泡，二是机械消泡。机械消泡装置主要有四种一是锯齿式消泡桨．它安装于罐内顶部、高出液面的位置，固定在搅拌轴上，随搅拌轴转动，不断将泡沫打破。二是半封闭式涡轮消泡器，它是由前者发展改进而来，泡沫可直接被涡轮打碎或被涡轮抛出撞击到罐壁而破碎。三是离心式消泡器，它们置于发酵罐

5、的顶部，利用高速旋转产生的离心力将泡沫破碎，液体仍然返回罐内。第四种是刮板式消泡器，它安装于发酵罐的排气口处，泡沫从气液进口进到高速旋转的刮板中，刮板转速为1000—1450rpm，泡沫迅速被打碎，由于离心力作用，液体披甩向壳体壁上，返回罐内，气体则由汽孔排出。空气分布装置的作用是吹入无菌空气，并使空气均匀分布。分布装置的形式有单管及环形管等。常用的为单管式，管口正对罐底中央，装于最低一挡搅拌器下面，管口与罐低的距离约40mm，空气分散效果较好。若距离过大，空气分散效果较差。空气由分布管喷出上升时，被搅拌器打碎成小气泡，并与醪液充分混合，增加了气液传质效果。为

6、了防止吹管吹入的空气直接喷击罐底，加速罐底腐蚀，在空气分布器下部罐底上加焊一块不锈钢补强。可延长罐底寿命。4.空气分布装置5.发酵专用PH、DO电极PH测量范围0-14PH耐压0.4-0.6MPa温度60°C-130°CDO测量范围0-200％耐压0.4-0.6MPa温度60°C-130°C6.冷却装置5M3以下发酵罐一般采用夹套冷却。大型发酵罐采用列管冷却（四至八组）。冷却列管极易腐蚀或磨损穿孔，最好用不锈钢制造。(蛇形管或列管)7.联轴器、轴承及轴封大型发酵罐搅拌轴较长，常分为二至三段，用联轴器使上下搅拌轴成牢固的刚性联接。为了减少震动，中型发酵罐一般在罐

7、内装有底轴承，而大型发酵罐装有中间轴承，罐内轴承不能加润滑油，应采用液体润滑的塑料轴瓦。罐内轴承接触处的轴颈极易磨损，尤其是底轴承处的磨损更为严重，可以在与轴承接触处的轴上增加一个轴套，这样仅磨损轴套而轴不会磨损，检修时只要更换轴套就可以了。轴封：安装在旋转轴与设备之间的部件，使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封，它的作用防止工作介质（液体、气体）泄露和污染杂菌。控制器部件主要测控参数有：温度，搅拌转速、罐压力、PH值、溶解氧、自动消泡、自动补料发酵罐装料容积发酵罐装料容积：在一般情况下，装料高度取罐圆柱部分高度,但须根据具体情况而定。一般占0.7，采用有效的机

8、械消涣装置，可以提高罐的装料量，达到0