《通风发酵》PPT课件

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1、第七章通风发酵设备概述通风发酵罐的类型及结构机械搅拌通风发酵罐搅拌功率计算体积溶氧速率与体积溶氧系数KLa发酵罐比拟放大固体通风培养设备第一节概述通风发酵产品及生产现状通风发酵设备核心内容第二节通风发酵罐的类型及结构类型机械搅拌通风发酵罐气升式发酵罐自吸式发酵罐机械搅拌通风发酵罐气升式发酵罐自吸湿发酵罐机械搅拌通风发酵罐结构主要部件：罐体、搅拌装置、挡板、轴封、消泡器、传动装置、冷却装置、通气装置、人孔、视镜、进料口、出料口、取样口、补料口、消泡剂流加口，压力表、安全阀、温度计等。罐体罐体有圆筒体和椭圆封头封底组成。筒体高径比（H/D）=1.7~2.5标准机械搅

2、拌通风发酵罐H/D=2；发酵罐的高径比是设计的重参数，它关系到溶氧效率。筒体壁厚决定于压力、材料的许用应力、发酵罐的直径、焊接程度等。壁厚的计算公式（内压容器）：标准椭圆封头壁厚计算同圆筒体壁厚计算，标准椭圆封头的高等于筒体直径的1/4。发酵罐的体积公称容积：发酵罐大小体积通常用“公称容积”标示，所谓“公称容积”是指圆柱体体积与底封头体积之和。全容积是圆柱体体积与上下封头体积之和发酵罐的封头一用椭圆封头，封头体积计算公式如下：搅拌装置搅拌装置包括：搅拌器、联轴节、搅拌轴、轴承。搅拌器是最为关键的部件，它的作用使液体充分混合和氧的溶解。常用的搅拌器是圆盘涡轮搅拌器

3、，根据浆叶结构不同又分为三类：六直叶圆盘涡轮搅拌器六弯叶圆盘涡轮搅拌器六箭叶圆盘涡轮搅拌器六弯叶圆盘涡轮搅拌器六弯叶圆盘涡轮搅拌器本设计改进的六弯叶圆盘涡轮搅拌器六折叶圆盘涡轮搅拌器六直叶涡轮搅拌器标准圆盘涡轮搅拌器尺寸dDiBLDi–搅拌器直径；d—圆盘涡轮直径；B—浆叶宽；L—浆叶长；Di:d:L:B=20:15:5:4搅拌器直径是发酵罐直径的1/2~1/4搅拌器间距一般发酵罐设2挡或3挡搅拌器，两挡搅拌器间距S=（1.5~2.5）Di上边的挡板距发酵罐液面间距S1=(1~2)Di下边的挡板距罐底间距C=(0.8~1)Di挡板作用全挡板条件轴封起密封作用，防

4、止杂菌污染。常用是机械端面密封，有固定罐体上的静环和固定在轴上的动环形成一个端面，有弹簧压紧。进风分布器压缩的无菌空气进入发酵罐的底部，一般采用单口进入，也有的在环形管上开有许多小孔，均匀分布进入。冷却装置冷却结构类型1）夹套2）外冷却带3）立式蛇管4）立式列管气升式发酵罐压缩无菌空气压缩无菌空气内循环式塔式高位罐筛板导流孔无菌空气自吸式发酵罐定子转子搅拌轴空气机械搅拌自吸式发酵罐空气文丘管泵喷射式自吸式发酵罐第三节机械搅拌通风发酵罐搅拌功率计算单只涡轮搅拌器不通风时的搅拌功率计算Po---不通风时搅拌器输入的功率（瓦）n----涡轮转数（转/秒）Di--搅拌器

5、直径（米）P----醪液密度（公斤/米3）NP-----功率准数NP是搅拌雷诺数的函数，雷诺数不同其值不同，当Rem≥104时，再增大雷诺数，功率准数不变。另外，功率准数还与搅拌器结构、附件等有关，在Rem≥104时，（Rem=）直叶圆盘涡轮搅拌器NP=6；弯叶圆盘涡轮搅拌器NP=4.7；箭叶圆盘涡轮搅拌器NP=3.7；若Po单位为千瓦；n单位为转/分。则：若是多档搅拌器，两档间距S，非牛顿流体S取2D，牛顿流体S取2.5~3D；静液面至上档间距取0.5~2D,下档搅拌器至罐底距离C取0.5~1D。符合以上条件，两档搅拌器输出的功率就是单只涡轮搅拌器的2倍，即：

6、2、通风时搅拌功率Pg福田秀雄在迈凯尔等人研究的基础上，利用Pg与对在双对数坐标作图，得到斜率为0.39，截距为0.24×10-3，得到公式为：式中：Pg、Po----通风与不同风时的搅拌功率，单位为马力。n-----搅拌转速（转/分）D-----搅拌器直径（厘米）Q-----通风量（毫升/分）若：Pg、Po通风与不同风时的搅拌功率，单位为千瓦。n-----搅拌转速（转/分）D-----搅拌器直径（米）Q-----通风量（m3/分）通风时搅拌功率则为：若：发酵罐搅拌器直径D=1.3m，搅拌转速n=80转数/分，通风量27m3/分，采用涡轮用两档搅拌。不通风时搅拌

7、功率：P02=2×4.63×4.7×803×1.35×1060×10-9=87.7（KW）通风时搅拌功率：=71（Kw）第四节体积溶氧速率与体积溶氧系数体积溶氧速率方程：Nv=KLa（C*－C）Nv—体积溶氧速率，KmolO2/h.m3；KLa—体积溶氧系数，h-1；C*—饱和溶氧浓度，KmolO2/m3；C—发酵液实际溶氧浓度，KmolO2/m3；双膜理论1）假定气泡与包围着气泡的液体之间存在着界面，在界面的气泡一侧，存在着一层气膜，在界面的液体一侧存在着一层液膜，空气中的氧分子以扩散方式通过浓度差透过双膜，液膜与气膜处于层流状态，膜以外的气体与液体处于对流状

8、态，称为主流体，在主流体