《通风发酵设备》PPT课件

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1、第四章通风发酵设备单元目标与要求掌握机械通风发酵罐、气升式发酵罐、自吸式发酵罐的特点及原理、构造与计算，发酵液的流变学特性及提高溶氧系数的方法.授课内容机械通风发酵罐，气升式发酵罐，自吸式发酵罐，通风固相发酵设备，其他类型的通风发酵反应器的特点及原理和构造与计算；发酵液的流变学特性及提高溶氧系数的方法。重点和难点机械通风发酵罐，气升式发酵罐，自吸式发酵罐的特点及原理和构造与计算，提高溶氧系数的方法。常用的通风发酵设备机械搅拌式气升环流式自吸式以机械搅拌通风发酵罐占主导地位，约为总发酵罐的７０－８０％。发酵罐研究过

2、程流体力学过程——液体搅拌生物反应有三传：传热过程：加热与冷却过程；传质过程：气体吸收传动过程：动能传递。第一节机械搅拌通风发酵罐机械搅拌发酵罐: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。机械搅拌发酵罐定义发酵罐应具有适宜的径高比。罐身越高，氧的利用率较高。发酵罐能承受一定的压力。要保证发酵液必须的溶解氧。发酵罐应具有足够的冷却面积。发酵罐内应尽量减少死角，避免藏垢积污，灭菌能彻底，避免染菌。搅拌器的轴封应严密，防染菌和减少泄漏。一.机械搅拌通风发

3、酵罐的基本条件二、发酵罐的结构1、罐体2、搅拌器和挡板3、消泡器4、联轴器及轴承5、变速装置6、空气分布装置7、轴封8、冷却装置1、罐体圆柱体及椭圆形或碟形封头焊接而成材料为碳钢或不锈钢罐为一个受压容器，通常灭菌的压力为0.25MPa2、搅拌器和挡板搅拌器:平叶式、弯叶式、箭叶式作用:是打碎气泡，使氧溶解于醪液中将大气泡击碎成细小气泡，增加接触界面；产生旋涡．使气泡停滞在液体中难于逃散，延长气液接触时间，使料液成为湍流，有利于传质传热。搅拌程度:平叶涡轮最激烈，功率消耗最大，弯叶次之，箭叶最小。大型搅拌器:可做成

4、两半型，用螺栓联成整体。挡板的作用:是改变液流的方向，由径向流改为轴向流，促使液体激烈翻动，增加溶解氧。挡板宽度取（0.1-0.12）D，装设4~6块即可满足全挡板条件。全挡板条件:指在一定转速下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。WZ/D=0.5即：(0.1-0.12)Z=0.5挡板：竖立的列管，排管，也可以起挡板作用，故一般具有冷却列管或排管的发酵罐内不另设挡板。挡板的长度自液面起到罐底为止。式中D—罐的直径（mm）Z—挡板数W—挡板宽度（mm）全档扳：防止液面形成凹陷的旋涡流动,l增强湍动和溶氧传质3、轴封轴

5、封的作用：使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封，防止泄露和污染杂菌。什么叫轴封是搅拌设备的重要组成部分。轴封属于动密封,其作用是保证搅拌设备内处于一定的正压或真空状态，防止被搅拌的物料逸出和杂质的渗入.常用的轴封:填料函轴封、端面轴封端面轴封密封原理:是靠弹性元件（弹簧、波纹等）的压力使垂直轴线的动环和静环光滑表面紧密地相互帖合，端面间维持一层极薄的液体膜,并作相对转动而达到密封。动环：用碳化钨钢；静环：用聚四氟乙烯4、联轴器及轴承(1)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。(

6、2)中型发酵罐一般在罐内装有底轴承，而大型发酵罐装有中间轴承。(3)可以在与轴承接触处的轴上增加一个轴套,防轴磨损。5、变速装置试验罐：用无级变速装置发酵罐：用三角皮带动、圆柱或螺旋圆锥齿轮减速装置6、空气分布器作用：吹入无菌空气，使空气均匀分布形式：单管、环形管用单管进气口在管正中心，距底边40mm，气速20m/s；盘管直径为搅拌器直径的0.8倍，喷孔直径取2-5mm，分布管内气速为20m/s。7、消泡器消泡器：安装在发酵罐内转动轴的上部或安装在发酵罐排气系统上，可将泡沫打破或将泡沫破碎分离成液态和气态两相的装

7、置。耙式消泡器离心消泡器刮板消泡器碟片消泡器安装在上搅拌轴的轴上，耙齿底部比发酵液液面高.离心式消泡器离心式消泡器是一种离心式气液分离装置。离心式消泡器装于排气口上，夹带液沫的气流以切线方向进入分离器中，由于离心力的作用，液滴被甩向器壁，经回流管返回发酵罐，气体则自中间管排出。刮板式消泡器：有卧式偏心刮板消泡器，立式刮板式消泡器，前者已获得广泛使用。刮板由刮板、轴承、外壳、气液进口、回流口、气体出口组成。刮板的中心与壳体的中心有一个偏心距。工作原理:刮板旋转时使泡沫产生离心力被甩向壳体四周，受机械冲击而达到消泡作

8、用。消泡后的液体及部分泡沫集中于壳体的下端，经回流管返回发酵罐，而被分离后的气体则通过气体出口排出。8、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9、发酵罐的管路(1)尽量减少管路(2)消灭死角(3)消灭渗漏冷却管检查方法：在管内通有一定压力的水观察管外渗漏与否。在管内通稀碱水，用pH试纸为检查发酵罐底防漏：在发酵罐底蒸汽、空气进口处装一垫板。大型发