《第一章通风发酵设备》-精选·课件.ppt

生物工程设备 第一篇 生物反应器 第一篇 生物反应器 第一章 生物反应器设计基础 第二章 通风发酵设备 第三章 嫌气发酵设备 第四章 植物细胞和动物细胞培养反应器 第五章 生物反应器的检测及控制 第六章 生物反应器的比拟放大 第二章 通风发酵设备 四十年代中期，青霉素的工业化生产，或深层通风培养技术的出现，标志近代通风发酵工业的开始。在深层通风培养技术中，发酵罐是关键设备。在发酵罐中，微生物在适当的环境中进行生长、新陈代谢和形成发酵产物。 通风发酵设备的特点 1、传质和传热性能好 2、结构密封、防杂菌污染 3、设备简单、维修方便 4、生产能力高 5、能耗低 6、检测控制系统完善 7、易放大 8、生产安全 通风发酵设备的应用 生产酵母、单细胞蛋白、氨基酸、有机酸、酶制剂、抗生素、维生素等 对通风发酵设备的要求 （1）结构严密，经得起蒸汽的反复灭菌，内壁光滑，耐腐蚀性能好，内部附件尽量减少，以利于灭菌彻底和减少金属离子对发酵的影响。 （2）有良好的气液接触和液固混合性能，使物质传递、气体交换能有效地进行。 （3）在保证发酵要求的前提下，尽量减少搅拌和通气时所消耗的动力， 对通风发酵设备的要求 （4）有良好的热量交换性能，以适应灭菌操作和使发酵在最适温度下进行； （5）尽量减少泡沫的产生或附设有效的消沫装置，以提高装料系数； （6）附有必要的可靠检测及控制仪表。 常用通风发酵罐类型 机械搅拌发酵罐 气升环流发酵罐 自吸式发酵罐 通风固相发酵设备 第一节 机械搅拌发酵罐（TRC） 一、工作原理 二、结构及几何尺寸 一、工作原理 利用机械搅拌器的作用，使空气和发酵液充分混合，促使氧在发酵液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖、发酵所需要的氧气。 基本要求 1.结构上具有适宜的径高比。发酵罐的高度与径高比一般为1.7~4，罐身越长，氧气的利用率越高。 2.有一定的刚度与强度，由于发酵罐在灭菌过程和工作时，罐内有一定的压力和温度。因此需要一定的强度。 基本要求 3.搅拌通风装置使之气液充分混合，保证发酵液一定的溶解氧。 4.足够的冷却面积。 5.尽量减少死角。 6.轴封严密。 7.维修操作检测方便 二、结构及几何尺寸 1－轴封 2、20－人孔 3－梯 4－联轴 5－中间轴承 6－温度计接口 7－搅拌叶轮 8－进风管 9－放料口 10－底轴承 11－热电偶接口 12－冷却管 13－搅拌轴 14－取样管 15－轴承座 16－传动皮带 17－电机 18－压力表 19－取样口 21－进料口 22－补料口 23－排气口 24－回流口 25－视镜 1.罐体 结构：圆柱体和椭圆封头或碟形封头焊接而成， 材料为碳钢或不锈钢。大型发酵罐可用衬不锈钢或复合不锈钢制成。 刚度和强度：受压容器，空消或实消，通常灭菌的压力为2.5Kg/m3。 小型发酵罐罐顶和罐身采用法兰连接。顶部设有清洗用的手孔。 接管 罐顶：进料管，补料管，排气管，接种管和压力表管。 罐身：冷却水进出管，进空气管，温度计管和测控仪表接口。排气管应尽量靠近封头的轴封位置。 2.搅拌装置 目的：有利于液体本身的混合及气液、气固之间的混合，质量和热量的传递，特别是对氧的溶解具有重要的意义，加强气液之间的湍动，增加气液接触面积及延长气液接触时间。 补充内容：液体搅拌器 液体搅拌目的 带有搅拌器的设备 （一）基本结构 （二）搅拌器 带有搅拌器的设备 工业中典型的带搅拌器的设备有：发酵罐、酶解罐、冷热缸、溶糖锅、沉淀罐等。这些设备虽然名称不同，但基本构造均属于液体搅拌机。 液体搅拌目的 液体搅拌机主要用于以下方面： 促进物料的传热，使物料温度均匀化； 促进物料中各成分混合均匀； 促进溶解、结晶、浸出、凝聚、吸附等过程进行； 促进酶反应等生化反应和化学反应过程的进行。 （一）基本结构 搅拌机械的种类较多，但其基本结构是一致的。其结构如图所示，主要由搅拌装置、轴封和搅拌容器三大部分组成，即： 搅拌器 搅拌器（或称搅拌桨）及搅拌轴的主要作用是通过自身的运动使搅拌容器中的物料按某种特定的方式流动，从而达到某种工艺要求。所谓特定方式的流动（流型）是衡量搅拌装置性能最直观的重要指标。 搅拌容器 搅拌容器也称搅拌槽或搅拌罐。 其作用是容纳搅拌器与物料在其内进行操作。 对于食品搅拌容器，除保证具体的工