第九章发酵设备1.ppt

大型发酵罐搅拌装置 动物细胞反应器 典型的反应器为酒精发酵罐 酵母将糖转化为酒精高转化率条件 (1)满足酵母生长和代谢的必要工艺条件 (2)一定的生化反应时间 (3)及时移走在生化反应过程中将释放的生物热 啤酒发酵设备 三、酒精发酵罐的结构要求 满足工艺要求 从结构上有利于发酵液的排出 有利于设备清洗、维修以及设备制造安装方便等问题。 1、酒精发酵罐筒体结构 为圆柱形，底盖和顶盖均为碟形或锥形。 在酒精发酵过程中，为了回收二氧化碳气体及其所带出的部分酒精，发酵罐宜采用密闭式。 罐身上下部装有取样口和温度计接口，对于大型发酵罐，为了便于维修和清洗，往往在近罐底也装有入孔。 罐顶装有入孔、视镜及二氧化碳回收管、进料管、接种管、压力表和测量仪表接口管等。 罐底装有排料口和排污口。 标准发酵罐的几何尺寸 H/D=1.7~4 d/D=1/2~1/3 W/D=1/8~1/12 B/D=0.8~1.0 (s/d)2=1.5~2.5 (s/d)3=1~2 图中A、B、C和D是用于发酵罐底部的喷嘴；E和F是装在发酵罐上部的喷嘴。这些喷嘴分别具有不同的特点和功能： A是气液两相自喷射喷嘴； B是两相喷嘴，中心喷嘴是液相，气体从周围吸入； 填料函式轴封的优点是结构简单。 主要缺点是： ①死角多，很难彻底灭菌，易渗漏和灭菌 ②轴的磨损较严重 ③填料压紧后摩擦功率消耗大 ④寿命短 第八章 发酵设备 端面式轴封又叫机械轴封 1、优点： ①清洁 ②密封可靠，在较长地使用期中，不会泄漏或很少泄漏 ③无死角，可以防止杂菌污染 第八章 发酵设备 ④使用寿命长，质量好的可用2～5年不需维修。⑤摩擦功率耗损小，一般为填料函式的10～50％。⑥轴或轴套不受磨损。⑦它对轴的精度和光洁度没有填料函那么要求严格，轴的震动敏感性小。 二、自吸式发酵罐 自吸式发酵罐是一种不需要空气压缩机，而在搅拌过程中自吸入空气的发酵罐。 应用： 医药工业、酵母工业、生产葡萄糖酸钙、力复霉素、维生素C、酵母、蛋白酶等。取得了良好的成绩。 第八章 发酵设备 1、自吸式发酵罐优点： ①节约空气净化系统中的空气压缩机、冷却器、油水分离器、空气贮罐、总过滤器设备，减少厂房占地面积。 ②?减少工厂发酵设备投资约30％左右。 第八章 发酵设备 ③设备便于自动化、连续化，降低劳动强度，减少劳动力。 ④设备结构简单，溶氧效率高，操作方便。 2、缺点：由于罐压较低，对某些产品生产容易造成染菌。 3、工作原理： 自吸式发酵罐的构件主要使自吸搅拌器和导轮，又称转子及定子。转子由罐底向上升入的主轴带动，当转子转动时空气则由导气管吸入。在转子启动前，先用液体将转子浸没，然后启动马达使转子转动，由于转子高速旋转，液体或空气在离心力的作用下，被甩向叶轮外缘，在这个过程中，流体便获得能量，若转子的转速愈快，旋转的线速度也愈大，则流体的动能也愈大，流体离开转子时，由动能转变为压力能也愈大，排出的风量也越大。 当转子空膛内的流体从中心被甩向外缘时，在转子中心处形成负压，转子转速愈大，所造成的负压也愈大，由于转子的空膛用管子与大气相通，因此大气的空气不断地被吸入，甩向叶轮的外缘，通过导向叶轮而使气液均匀分布甩出。由于转子的搅拌作用，气液在叶轮周围形成强烈的混合流（湍流），使刚离开叶轮的空气立即在循环的发酵液中分裂成细微的气泡，并在湍流状态下混合，翻腾，扩散到整个罐中，因此自吸式充气装置在搅拌的同时完成了充气作用。 三、带升式发酵罐 1、带升式罐特点： ①结构简单，冷却面积小； ②无搅拌传动设备，节约动了约50％，节约钢材； 操作无噪音；料液可充满达80～90％，而不需加消泡剂； ③维修、操作及清洗简便，减少杂菌感染。 2、缺点： 不能代替好气量较小的发酵罐，对于粘度大的发酵液溶氧系数较低。 第八章 发酵设备 3 、工作原理： 在罐外装设上升管，上升管两端与罐底及罐上部相连接，构成一个循环系统。在上升管的下部装设空气喷咀，空气喷咀以250～300m/s的速度喷入上升管，借喷咀的作用使空气泡分割细碎，与上升管的发酵液密切接触。由于上升管内的发酵液轻，加上压缩空气的喷流动能，使上升管的液体上升，罐内液