发酵设备连载 1.ppt

序 言 什么是发酵设备？ 包括那些设备？ 在发酵过程中具有什么用途和意义？ 生物反应过程示意图 发酵设备包括那些? 种子制备设备(生物催化剂) 主发酵设备(生物反应器) 辅助设备（无菌空气和制冷） 基质或培养基处理设备(粉碎、液化与灭菌) 产品提取与精致设备(产品分离) 废物回收处理设备(环保设备) 核心部分是什么（生物反应器）？ 生物反应器种类？ 厌氧生物反应器 通气生物反应器 光照生物反应器 膜生物反应器 酶反应器 生物反应器特点？ 生物（酶除外）反应都以“自催化”方式进行。 生物反应速率慢 反应器体积大 动力消耗大等 产物浓度低 反应条件温和 学习发酵设备课程的目的 几点要求 第一章 通风发酵设备 授课时间　　　　　　6学时 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 鼓泡式和自吸式 以机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 （通用罐） 机械搅拌发酵罐定义 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。 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。 发酵罐图4 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0.25MPa 2、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 将大气抱击碎成细小气抱，增加接触界面； 产生旋涡．使气袍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:可做成两半型，用螺栓联成整体。 搅拌器在罐内的安装位置： 下组离底 C = Di Di---搅拌器直径两组间距 S=2.5-3 Di 上面离液面0.5-2 Di 搅拌器直径 Di=0.275-0.333D Di大，转速小； Di小，转速大较好功率 P∝Di5 n3 n----转速 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。 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。挡板与罐壁之间的距离为（1/5-1/9）W，避免形成死角，防止物料与菌体堆积。 式中 ? D—罐的直径（mm） Z—挡板数 W—挡板宽度（mm） 3、轴封 轴封的作用：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。 什么叫轴封安装在旋转轴与设备之间的部件，它的作用是阻止工作介质（液体、气体）沿转动轴伸出设备之处泄漏 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