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时间:2019-11-26
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1、通风发酵罐乂称好气性发酵罐,如谷氨酸、柠檬酸、酶制剂、抗生素、酵母等发酵用的发酵罐。好气性发酵需要将空气不断通入发酵液屮,以供微生物所消耗的氧。常用通风发酵罐有以下几种类型:(1)机械搅拌发酵罐(2)气升式发酵罐(3)自吸式发酵罐(4)伍式发酵罐(5)文氏管发酵罐一、机械搅拌通风发酵罐1,机械搅拌通风发酵罐的基本要求一个性能优良的机械搅拌通风发酵罐必须满足以下基本要求:(1)发酵罐应具有适宜的径高比;发酵罐的高度与直径Z比一般为1.7〜4倍左右,罐身越长,氧的利用率较高(2)发酵罐能承受一定压力;(3)发酵罐的搅拌通风装置能
2、使气液充分混合,保证发酵液必须的溶解氧;(4)发酵罐应具有足够的冷却而积;(5)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;(6)搅拌器的轴封应严密,尽量减少泄漏。2,机械搅拌发酵罐的结构机械搅拌通风发酵罐是一种密封式受压设备,其主耍部件包括:罐身、轴封、消泡器、搅拌器、联轴器、中间轴承、挡板、空气分布管、换热装置和人孔以及管路等(1)罐体发酵罐的罐体由関柱体及椭関形或碟形封头焊接而成,小型发酵罐罐顶和罐身釆用法兰连接,材料一般为不锈钢。为了便于清洗,小型发酵罐顶设有清洗用的手孔。中大型发酵罐则装没有快开入孔
3、及清洗用的快开手孔。罐顶还装有视镜及灯镜。在发酵罐的罐顶上的接管冇:进料管、补料管、排气管、接种管和压力表接管。在罐身上的接管有冷却水进出管、进空气管、取样管、温度计管和测控仪表接口。搅拌通风发酵罐的结构示意图(2)罐体的尺寸比例罐体各部分的尺寸有一定的比例,罐的高度与直径之比一般为1.7〜4左右。(3)搅拌器搅拌器的作用是打碎气泡,使空气与溶液均匀接触,使氧溶解于发酵液中。搅拌器有轴向式(桨叶式、螺旋桨式)和径向式(涡轮式)两种。轴向式搅拌器:桨叶式、螺旋桨式径向式(涡轮式)搅拌器(Discturbine):平直叶、弯叶、
4、箭叶(4)挡板扌半板的作用是改变液流的方向,由径向流改为轴向流,促使液体剧烈翻动,增加溶解氧。通常,挡板宽度取(0.1〜0.2)D,装设6〜4块即可满足全扌当板条件。全扌当板条件:是指在一•定转数卜•再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。(5)消泡器消泡器的作用是将泡沫打破。消泡器常用的形式有锯齿式、梳状式及孔板式。孔板式的孔径约10〜20毫米。消泡器的长度约为罐径的0.65倍。(6)联轴器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。常用的联轴器有鼓形及夹壳形两种。小型的发酵罐可采用法兰将搅拌轴连
5、接,轴的连接应垂直,屮心线对正。(7)轴承为了减少震动,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,底轴承和中间轴承的水平位置应能适当调节。罐内轴承不能加润滑汕,应采用液体润滑的塑料轴瓦(如聚四氟乙烯等),轴瓦与轴之间的间隙常取轴径的0.4〜0.7%。为了防止轴颈磨损,可以在与轴承接触处的轴上增加一个轴套。(8)变速装置试验罐采用无级变速装置。发酵罐常用的变速装置冇三角皮带传动,圆柱或螺旋圆锥齿轮减速装置,其中以三角皮带变速传动较为简便。(9)轴封轴封的作用是使罐顶或罐底与轴Z间的缝隙加以密封,防止泄漏和污染朵
6、菌。常用的轴封有填料函和端面轴封两种。发酵罐的换热装置%1夹套式换热装置这种装置多应用于容积较小的发酵罐、种子罐;夹套的髙度比静止液而高度稍高即可,无须进行冷却面积的设计。这种装置的优点是:结构简单;加工容易,罐内无冷却设备,死角少,容易进行淸洁灭菌工作,有利于发酵。其缺点是:传热歷较厚,冷却水流速低,发酵时降温效果差,%1竖式蛇管换热装置这种装置是竖式的蛇管分组安装于发酵罐内,有四组、六组或八组不等,根据管的直径大小而定,容积5米'以上的发酵罐多用这种换热装置。这种装置的优点是:冷却水在管内的流速大;传热系数高。这种冷却装
7、置适用于冷却用水温度较低的地区,水的用量较少。但是气温高的地区,冷却用水温度较高,则发酵时降温困难,发酵温度经常超过40/C,影响发酵产率,因此应采用冷冻盐水或冷冻水冷却,这样就增加了设备投资及生产成本。此外,弯曲位置比较容易蚀穿。%1竖式列管(排管)换热装置这种装置是以列管形式分组对称装于发酵罐内。其优点是:加工方便,适用于气温较高,水源充足的地区。这种装置的缺点是:传热系数较蛇管低,用水量较大。。2.发酵工程(FermentationEngineering)的定义应用微生物学等相关的自然科学以及工程学原理,利用微生物等生
8、物细胞进行酶促转化,将原料转化成产品或提供社会性服务的一门科学。解决人类面临的资源、能源和环境问1,酿酒工业(啤酒、葡萄酒、白酒等)2,食品工业(酱、酱汕、醋、腐乳、而包、酸乳等)3,有机溶剂发酵工业(酒精、丙酮、丁醇等)4,抗生素发酵工业(青霉素、链霉素、土霉素等)5,有机酸发酵工业(柠
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