第二章 发酵罐的设计.ppt

第二章 发酵罐;1 概 述;1 .1 生化反应器的类型;1.2 发酵罐必须满足的条件;2 通风发酵罐;2.1 通风机械搅拌发酵罐;2.1.2 罐的结构;图6-2；大型发酵罐结构图 1.轴封；2.人孔；3.梯子；4.联轴节； 5.中间轴承；6.热电偶接口；7.搅拌器；8.通风管；9.放料口；10.底轴承；11.温度计；12.冷却管；13.轴； 14.取样； 15.轴承柱；16.三角皮带传动；17.电动机；18.压力表；19.取样口；20.人孔；21.进料口；22.补料口；23.排气口；24.回流口；25.窥镜;罐体;搅拌器和挡板;流型;流型;流型; ;螺 旋 桨 搅 拌 器;径向流搅拌器的型式与特点;圆盘平直叶涡轮搅拌器：是径向流的代表，在圆盘上焊有六片平直叶，圆盘可阻止气体沿搅拌轴上升，轴向流差，不利于混合，剪切作用强，有利于打碎气泡，溶氧效果好，功率消耗大。 圆盘弯叶涡轮搅拌器：径向流较差，轴向流较强，混合效果较好，剪切作用不如平直叶，溶氧效果不如平直叶，功率消耗小。 圆盘箭叶涡轮搅拌器：轴向流强，径向流差，剪切作用小，混合效果最好，溶氧效果差，功率消耗最小。;+; 轴流式搅拌器对发酵罐的液面控制不利。使用传统搅拌浆组合液面可以做到“风平浪静”；但使用轴流式搅拌浆组合（尤其是最上层的轴流式搅拌浆）通常会造成液面的“波澜壮阔”，从而影响放罐体积。以直径为3800 mm的发酵罐为例，“波浪”每高出100mm，就会造成一吨多的发酵液的损失，严重降低发酵罐的有效体积。 ;;2 挡板;型式：没有冷却列管或竖式蛇管的小罐，需设挡板；有冷却列管或竖式蛇管的大罐，可不再另装档板，但不能完全替代挡板的，还需另设挡板。位置由液面至罐底。 数量： 全挡板条件：在一定的转数下，再增加罐内附件，而轴功率保持不变，即能达到消除液面漩涡的条件。 要求（W/D）Z=0.5 因W=0.1-0.12D 所以Z=4-6块。;3 消泡器;4 空气分布管;5 传动装置;（2）搅拌轴：;6 轴封;双端面轴封;填料函式轴封;7 换热装置;竖式蛇管;;d;;（3）发酵热的计算;通过冷却水带走的热量进行计算;通过发酵液的温度升高进行计算;罐体尺寸比例;圆筒容积：V1=(π/4 )D2H0 椭圆封头容积：V2= (π/4) D2hb+ (π/6) D2ha = (π/4) D2(hb+1/6D) 式中ha=1/4D 公称容积：V3=V1+V2（取整数） 全容积：V=V1+2V2 装料容积：V4=ηV1+V2 （η是装料系数）;　2.1.4 通用式发酵罐的优缺点;2.2 自吸式发酵罐;;2.2.2 定子与转子的结构与类型;;;;2.2.3 自吸式发酵罐的优缺点;2.3 伍式发酵罐;2.4 气升式发酵罐;;;图6-12 带升式发酵罐 1.人孔；2.视镜；3.空气管；4.上升管；5.冷却夹套； 6.单向阀门； 7.空气喷嘴；8.带升管；9.罐体;图6-14 塔式发酵罐。 1-导流筒；2-筛板；3-分配器；4，5-人孔;气升环流式生物反应器;;;;优点: 结构简单，附件少，容易制造，维修和清洗。 取消了搅拌转动，减少了投资，节省动力约 50%，对菌体无损伤。密封性能好，不易染菌。 能自消泡，不须加消泡剂。装料系数高，可达 80%-90%。缺点: 耗气量非常大。混合与通气相耦合问题，很难在不改变通气的条件下改变混合状况。循环周期长，2.5分钟以上，对于好氧菌,不能满足溶氧需要。对于粘度大的醪液，相间混和接触较差。无菌空气压力高，罐压低，罐底易出现沉淀。降温也比较困难。;