发酵罐设计课件.pptx

第九章 发酵罐放大与设计 2 √ √ √ √ √ √ √ 发酵罐 3 发酵罐放大与设计 发酵罐设计与放大 发酵罐类型与结构 发酵罐的类型 发酵罐的结构 发酵罐的设计 发酵罐的放大 2017-5-27 4 了解发酵罐的类型 掌握通用式发酵罐的基本结构 了解发酵罐设计的基本原则和要求 了解发酵罐放大设计的方法 2017-5-27 5 发酵罐的基本概念 发酵设备中最重要、应用最广的设备，是发酵工业的心脏，是连接原料和产物的桥梁。 广义的发酵罐是指为一个特定生物化学过程的操作提供良好而满意的环境的容器。工业发酵中一般指进行微生物深层培养的设备。 2017-5-27 6 一、发酵罐的类型 好氧发酵罐 (通风发酵罐) 抗生素、酶制剂、酵母、氨基酸，维生素等 需要强烈的通风搅拌→提高氧传质系数KLa 厌氧发酵罐 (嫌气发酵罐) 丙酮丁醇、酒精、啤酒、乳酸等 不需要通气 1、按微生物代谢类型分类 2017-5-27 7 一、发酵罐的类型 2、按供氧方式分类 机械搅拌 非机械搅拌 （通用式发酵罐） 机械搅拌自吸式发酵罐 气升式发酵罐 塔式发酵罐 喷射自吸式发酵罐 伍式发酵罐 通风 发酵罐 机械搅拌通风发酵罐 2017-5-27 8 一、发酵罐的类型 3、新型发酵罐 膜生物反应器 近年来生物工程领域的研究热点 反应 和 分离的耦合 使产物及时移去，降低产物的反馈抑制作用 2017-5-27 9 9 室验室用发酵罐 1 L--50L 中试用发酵罐 50L--5000L 发酵罐大小的大致概念 2017-5-27 10 抗生素发酵罐的容积以80～200 米3 为主 氨基酸、柠檬酸的发酵罐较普遍使用150～300 米3 珠海益力味精集团有限公司630 米3机械搅拌发酵罐，是世界上最大的通用式发酵罐之一。 越来越多的啤酒生产厂家采用 400m3 和600m3 大罐,甚至 800m3 大罐。 新建的酒精生产企业，其发酵罐单罐容积一般在1000-2000米3之间 生产用发酵罐： 5000 L 11 发酵罐放大与设计 发酵罐设计与放大 发酵罐类型与结构 发酵罐的类型 发酵罐的结构 发酵罐的设计 发酵罐的放大 2017-5-27 12 二、发酵罐的结构 1. 通用式发酵罐 利用机械搅拌器的作用，使无菌空气和发酵液充分混合，促进氧溶解，以保证微生物的生长繁殖所需要的氧气。 约占发酵罐总数的70~80%，所以也称标准式或通用式发酵罐。 机械搅拌通风发酵罐 2017-5-27 13 通用式发酵罐的结构 罐体 轴封 消泡器 搅拌器 联轴器 轴承 挡板 空气分布管 换热装置 人孔、管路、测量仪表等 2017-5-27 14 通用式发酵罐的主要部件 (1) 罐体 (2) 搅拌器 (3) 挡板 (4) 轴封  (5) 消泡器 (6) 空气分布管 (7)联轴器 (8)轴承   (9)变速装置 (10)换热装置 (11)人孔 (12)管路 (13)测量仪表 二、发酵罐的结构 1. 通用式发酵罐 2017-5-27 15 (1)罐体 罐体由圆柱体及椭圆形或碟形封头焊接而成。 小型发酵罐罐顶和罐身采用法兰连接 材料一般为不锈钢。 2017-5-27 16 椭圆封头 筒体 冷却蛇管 2017-5-27 17 2017-5-27 18 （1）罐体 为了便于清洗，小型发酵罐顶设有清洗用的手孔。中大型发酵罐则装设有维修或清洗的人孔。 罐顶还装有视镜。 在罐顶上的接管有：进料管、补料管、排气管、接种管和压力表接管。 2017-5-27 19 结构 2017-5-27 20 发酵罐结构图 2017-5-27 21 （1）罐体 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。 2017-5-27 22 (1) 罐体的尺寸比例 H：筒身高度 HL：液位高度 D：罐径 d: 搅拌器直径 s: 两搅拌器间距 B：下搅拌器距底部间距 2017-5-27 23 (1) 罐体的尺寸比例 H/D=1.7－3 HL/D=2－2.5 d/D=1/3－1/2 W/D=1/12－1/8 B/D=0.8－1.0 (s/d)2=1.5－2.5 (s/d)3=1－2 以罐体直径D、搅拌器直径d为基准 2017-5-27 24 (2) 搅拌器 搅拌器的作用 使通入的空气分散成小气泡，增加气液接触，促进氧溶解于发酵液中。 2017-5-27 25 (2) 搅拌器 搅拌器的类型 径向式（涡轮式） 轴向式 平叶式、弯叶式和箭叶式 螺旋桨式、浆叶式 类型 轴向 径向 2017-5-27 26 轴向式搅拌器 螺旋桨式 桨叶式 2017-5-27 27 六平叶搅拌器 六箭叶搅拌器 六弯叶搅拌器 径向式(涡轮式)搅拌器