发酵设备设计制造安装中的问题及节能与规范设计.pdf

发酵设备设计、制造、安装中 的问题及节能与规范化设计 河北科技大学生物科学与工程学院河北科技大学生物科学与工程学院 徐亲民 q_xu@hebust.edu.cn 2014年8月·成都 目录  现有发酵设备普遍存在的问题  发酵罐的节能与规范化总体设计  发酵管道的设计与安装  发酵罐阀门的选型与安装  发酵罐配件的设计  超节能超高温连续灭菌系统的设计  发酵物料分配站的设计  机械消沫器的设计  简便节能发酵罐设计  发酵车间平面布局设计举例 2 §1 发酵设备的现存问题 现有发酵设备普遍存在的问题  发酵罐设计五花八门，几何尺寸不规范。  发酵罐内部结构不合理，存在存料死角。  管道阀门设计结构过于复杂，安装不合理，存在 存料死角。  滥用带有小排气管的阀门。  发酵罐滥用搅拌变频调速技术发酵罐滥用搅拌变频调速技术。。  连续灭菌设备设计选型不合理。  空压机选型不合理，安装不规范。  通气/搅拌功率配置不匹配。  发酵罐内空气分布管设计安装不合理。  分配站设计不合理。  泡沫罐外分离回流设计存在很大的染菌隐患。 3 §1 发酵设备的现存问题 现存问题对生产过程的影响（一）  几何尺寸不规范造成工艺放大和技术转移的困难。  复杂的发酵罐内部结构降低用功效率，影响混合效 果，形成存料和灭菌死角，成为染菌隐患。  阀门过多且带排气小辫子，既增加了操作的繁杂性， 又浪费灭菌蒸汽又浪费灭菌蒸汽，，恶化操作环境恶化操作环境。。  滥用搅拌变频调速技术，对工艺过程没任何好处， 虽能节省一点电量，但牺牲了发酵混合效果，加大 了投资额度。  管道阀门设计安装不合理是造成染菌的重要原因， 也影响工艺参数的控制。 4 §1 发酵设备的现存问题 现存问题对生产过程的影响（二）  不适当的连续灭菌设备能耗大、噪声大、好存料、 好堵塞、清洗困难、易染菌。  空压机选型、安装不合理造成能源巨大浪费。  不适当的通气/搅拌功率配置降低氧的溶解效率。  不合理的空气分布管造成空气分散不良，或致固 形物在发酵罐底沉积。  不适当的分配站设计操作不方便，灭菌能耗大， 还可能成为染菌隐患。  发酵罐布置不合理，造成管道过长，弯头过多。  泡沫罐外分离再回流至罐内是染菌的重大隐患。 5 §2 发酵罐的总体设计与安装 通用发酵罐设计的一般原则  几何相似——不同大小的发酵罐之间高径比、罐 内部件尺寸与罐内径比相同。  比换热面积相同——不同大小发酵罐之间换热面 积与罐体积比一致。  比功率相等——不同大小机械搅拌发酵罐单位体 积输入搅拌功率相等积输入搅拌功率相