發(fā).酵罐是生物生產(chǎn)中主要的設(shè)備,其特點(diǎn)是容積大,功率大,無(wú)菌要求高。發(fā).酵罐是在原有的發(fā).酵罐基礎(chǔ)上進(jìn)行了調(diào)整,容積規(guī)格從30~200等,罐的高度與直徑之比基本控制約為2-2.5.功率的選用與發(fā).酵罐性能有關(guān)系。
2022-10-02 admin
該罐的設(shè)備設(shè)計(jì),采用外盤管作為傳熱面,取消了50m3罐的內(nèi)蛇管,使罐內(nèi)變得空暢,增加約為1.5體積,且方便清洗,對(duì)減少罐內(nèi)染菌起到有益的幫助,外盤管不僅獲得了良好傳熱效果,且也可以作為罐體的加強(qiáng)圈,大大減少直筒體的壁厚,降低成本,攪拌軸上增設(shè)穩(wěn)定器,可減少軸的晃動(dòng),罐中的底軸承,采用三分式的聯(lián)軸器,方便攪拌軸的檢修。
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通氣和攪拌兩者介質(zhì)和起來(lái)的主要任務(wù)為提供微生物發(fā).酵足夠溶氧,采用性能良好的攪拌葉輪可使空氣氣泡充分破碎,提高氣液兩相的傳質(zhì)面積和整個(gè)罐體的宏觀混合,減少罐內(nèi)的傳質(zhì)死區(qū),提高整罐的供氧能力。攪拌葉輪合理選擇。生物發(fā).酵罐普遍采用圓盤的直葉,彎葉或V型葉輪。這些葉輪也具有較好的剪切效果,從而達(dá)到良好氣體粉碎效果。
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由于發(fā).酵過(guò)程中,微生物的培養(yǎng)要求是不同的、往往在發(fā).酵期中,微生物處于旺盛生長(zhǎng)時(shí)間對(duì)氧的需要量較高,而在發(fā).酵初期和發(fā).酵后期微生物的需氧量較低,特別是發(fā).酵后期,菌絲體已處于老化階段,培養(yǎng)基的粘度也較高,劇烈的攪拌會(huì)加速菌絲體自溶,影響發(fā).酵水平的提高,如果能設(shè)計(jì)一個(gè)變速攪拌按照微生物需氧量來(lái)調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速,折葉不但能創(chuàng)造培養(yǎng)條件,也能節(jié)約發(fā).酵過(guò)程的能.量消耗,因而不少生物工程設(shè)備設(shè)計(jì)人員對(duì)大型發(fā).酵罐采用變速攪拌。
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微生物的生化反應(yīng)伴隨著大量熱量的產(chǎn)生,這些熱量須及時(shí)被帶出罐體,否則培養(yǎng)基溫度升高就會(huì)影響發(fā).酵的培養(yǎng)條件,引起微生物發(fā).酵的中斷。一般在發(fā).酵過(guò)程中,每立方米發(fā).酵液每小時(shí)約產(chǎn)生12-30的熱量,另外培養(yǎng)基經(jīng)實(shí)銷和連消后溫度較高,需要將其冷.卻至培養(yǎng)溫度,這就需要發(fā).酵罐具有足夠的傳熱面積和合適的冷.卻介質(zhì),將熱量及時(shí)地帶出罐體。冷.卻介質(zhì)一般為低溫水和循環(huán)水,某些北方的工廠采用深井水作為冷.卻劑,其原因是深井水不需要費(fèi)用。發(fā).酵罐的冷.卻,主要是考慮微生物發(fā).酵過(guò)程的發(fā).酵熱和機(jī)械攪拌消耗的功率移送給培養(yǎng)基的熱量。還要考慮發(fā).酵培養(yǎng)基實(shí)消后冷.卻。一般發(fā).酵罐的冷.卻傳熱面的型式,小型罐為夾套,夾套具有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn),但由于其傳熱系數(shù)較低,設(shè)備質(zhì)量大的缺點(diǎn)限.制了它的使用。一般發(fā).酵罐的傳動(dòng)使用多組立式蛇管。立式蛇管隨具有傳熱系數(shù)高的優(yōu)點(diǎn),但占據(jù)了發(fā).酵罐容積,罐內(nèi)蛇管一旦發(fā)生泄露,將造成整個(gè)罐批的發(fā).酵液染菌,此外罐內(nèi)蛇管也給罐體清洗帶來(lái)了不變。新型發(fā).酵罐的冷.卻面移至罐外,采用半圓形外盤管,外盤管的傳熱系數(shù)高,罐體容易清洗增強(qiáng)罐體強(qiáng)度,可降低罐體壁厚,使整個(gè)發(fā).酵罐造價(jià)降低,由于替代了內(nèi)蛇管所占據(jù)的發(fā).酵罐容積,可增加發(fā).酵罐的放罐系數(shù),是指的參考的。外盤管的設(shè)計(jì)主要是解決好外盤管內(nèi)冷.卻介質(zhì)的了流速和阻力降,因?yàn)楦吖掳恋淖枇祵⒁饎?dòng)力車間輸送泵的壓頭變化,也會(huì)引起經(jīng)常運(yùn)行費(fèi)用的高升。因而外盤管的大小和分組,需要通過(guò)計(jì)算才能獲得。但隨著設(shè)備容積的增.大,罐的表面積就相應(yīng)縮小,根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn),當(dāng)抗發(fā).酵罐容積超過(guò)50-60時(shí),就需設(shè)法增加傳熱面積,以滿足發(fā).酵罐傳熱要求。
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對(duì)于泵或攪拌器而言,功率就是流量和壓頭的乘積。壓頭一項(xiàng)不但包括了流體竟排出壓頭,而且還包括由于渦流損失,內(nèi)部再循環(huán)和摩擦等形成的內(nèi)部壓頭損失。
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攪拌器幾何尺寸為了在氣體分散系統(tǒng)中,加強(qiáng)速度梯度或剪切率,形成流以減少氣相和液相之間的傳質(zhì)阻力,并保持整個(gè)混合物的均勻,將徑向流攪拌器與軸向流攪拌器組合,已成為發(fā).酵罐攪拌器設(shè)計(jì)的一個(gè)選擇。在分散氣體作業(yè)中的罐內(nèi),攪拌器的數(shù)量取決于通氣的液柱高度和罐直徑之比。
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軸徑流攪拌系統(tǒng)可改.善固液懸浮和液液混合效果。軸徑流組合攪拌系統(tǒng)形成了在全罐范圍內(nèi)的整體循環(huán)流動(dòng)。由于軸流攪拌提供的循環(huán)量大,在單位時(shí)間內(nèi)完成的全罐循環(huán)次數(shù)多,流速高,從而大大強(qiáng)化了固液懸浮和液液混合的效果。
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