第五章通风发酵.ppt

第一节 概述 通风发酵产品及生产现状 通风发酵设备核心内容 第二节通风发酵罐的类型及结构 机械搅拌通风发酵罐结构 主要部件： 罐体、搅拌装置、挡板、轴封、消泡器、传动装置、冷却装置、通气装置、人孔、视镜、进料口、出料口、取样口、补料口、消泡剂流加口，压力表、安全阀、温度计等。 罐体 罐体有圆筒体和椭圆封头封底组成。 筒体高径比（H/D）=1.7~2.5 标准机械搅拌通风发酵罐H/D=2； 发酵罐的高径比是设计的重参数，它关系到溶氧 效率。 筒体壁厚决定于压力、材料的许用应力、发酵罐的直径、焊接程度等。 壁厚的计算公式（内压容器）： 标准椭圆封头壁厚计算同圆筒体壁厚计算，标准椭圆封头的高等于筒体直径的1/4。 发酵罐的体积 公称容积： 发酵罐大小体积通常用“公称容积”标示，所谓“公称容积”是指圆柱体体积与底封头体积之和。全容积是圆柱体体积与上下封头体积之和 发酵罐的封头一用椭圆封头，封头体积计算公式如下： 搅拌装置 搅拌装置包括：搅拌器、联轴节、搅拌轴、轴承。 搅拌器是最为关键的部件，它的作用使液体充分混合和氧的溶解。 常用的搅拌器是圆盘涡轮搅拌器，根据浆叶结构不同又分为三类： 六直叶圆盘涡轮搅拌器 六弯叶圆盘涡轮搅拌器 六箭叶圆盘涡轮搅拌器 六弯叶圆盘涡轮搅拌器 本设计改进的六弯叶圆盘涡轮搅拌器 六弯叶圆盘涡轮搅拌器 六折叶圆盘涡轮搅拌器 六直叶涡轮搅拌器 标准圆盘涡轮搅拌器尺寸 搅拌器间距 一般发酵罐设2挡或3挡搅拌器，两挡搅拌器间距S=（1.5~2.5）Di 上边的挡板距发酵罐液面间距S1=(1~2)Di 下边的挡板距罐底间距C=(0.8~1)Di 挡板 作用 全挡板条件 轴封 起密封作用，防止杂菌污染。常用是机械端面密封，有固定罐体上的静环和固定在轴上的动环形成一个端面，有弹簧压紧。 进风分布器 压缩的无菌空气进入发酵罐的底部，一般采用单口进入，也有的在环形管上开有许多小孔，均匀分布进入。 冷却装置 冷却结构类型 1）夹套 2）外冷却带 3）立式蛇管 4）立式列管 气升式发酵罐 自吸式发酵罐 第三节机械搅拌通风发酵罐搅拌功率计算 单只涡轮搅拌器不通风时的搅拌功率计算 Po---不通风时搅拌器输入的功率（瓦） n----涡轮转数（转/秒） Di--搅拌器直径（米） P ----醪液密度（公斤/米3） NP-----功率准数 NP是搅拌雷诺数的函数，雷诺数不同其值不同，当Rem≥104时，再增大雷诺数，功率准数不变。另外，功率准数还与搅拌器结构、附件等有关，在Rem≥104时，（Rem= ） 直叶圆盘涡轮搅拌器NP =6； 弯叶圆盘涡轮搅拌器NP =4.7； 箭叶圆盘涡轮搅拌器NP =3.7； 若Po单位为千瓦；n单位为转/分。 则： 若是多档搅拌器，两档间距S，非牛顿流体 S取2D，牛顿流体S取2.5~3D；静液面至上档间距取0.5~2D, 下档搅拌器至罐底距离C取0.5~1D。符合以上条件，两档搅拌器输出的功率就是单只涡轮搅拌器的2倍，即： 2、通风时搅拌功率Pg 福田秀雄在迈凯尔等人研究的基础上，利用Pg与 对 在双对 数 坐标作图， 得到斜率为0.39，截距为0.24×10-3，得到公式为： 式中：Pg 、Po----通风与不同风时的搅拌功率，单位为马力。 n-----搅拌转速（转/分） D-----搅拌器直径（厘米） Q-----通风量（毫升/分） 若： Pg 、Po通风与不同风时的搅拌功率，单位为千瓦。 n-----搅拌转速（转/分） D-----搅拌器直径（米） Q-----通风量（m3/分） 通风时搅拌功率则为： 通风时搅拌功率： =71（Kw） 第四节 体积溶氧速率与体积溶氧系数 体积溶氧速率方程： Nv=KLa（C*－C） Nv —体积溶氧速率，KmolO2/h.m3； KLa —体积溶氧系数，h-1； C* —饱和溶氧浓度， KmolO2/m3； C—发酵液实际溶氧浓度， KmolO2/m3； N=kg（p－ pi