第2章 發(fā)酵設(shè)備

1、發(fā)酵工程發(fā)酵工程2/jing/C76/zcr-1.htm南陽(yáng)師范學(xué)院南陽(yáng)師范學(xué)院 生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院發(fā)酵工程發(fā)酵工程第一章第一章 發(fā)酵工程總論發(fā)酵工程總論第二章第二章 發(fā)酵設(shè)備發(fā)酵設(shè)備第三章第三章 發(fā)酵工業(yè)原料及其處理發(fā)酵工業(yè)原料及其處理第四章第四章 發(fā)酵滅菌與無(wú)菌空氣制備發(fā)酵滅菌與無(wú)菌空氣制備第五章第五章 發(fā)酵菌種的制備發(fā)酵菌種的制備第六章第六章 發(fā)酵工業(yè)放大發(fā)酵工業(yè)放大第第七七章章 微生物發(fā)酵機(jī)制微生物發(fā)酵機(jī)制第八章第八章 發(fā)酵動(dòng)力學(xué)發(fā)酵動(dòng)力學(xué)第第九九章章 發(fā)酵過(guò)程工藝控制發(fā)酵過(guò)程工藝控制第第十十章章 發(fā)酵染菌及防治發(fā)酵染菌及防治第第十

2、一十一章章 發(fā)酵工業(yè)廢物、廢水處理和資源化技術(shù)發(fā)酵工業(yè)廢物、廢水處理和資源化技術(shù)第十二章第十二章 展望展望 發(fā)酵工程發(fā)酵工程種子擴(kuò)大培養(yǎng)種子擴(kuò)大培養(yǎng)培養(yǎng)基配制培養(yǎng)基配制空氣除菌空氣除菌培養(yǎng)基滅菌培養(yǎng)基滅菌發(fā)酵生產(chǎn)發(fā)酵生產(chǎn)下游處理下游處理發(fā)酵設(shè)備發(fā)酵設(shè)備發(fā)酵工程的一般流程發(fā)酵工程的一般流程廢棄物資廢棄物資源化、無(wú)源化、無(wú)害化害化產(chǎn)品產(chǎn)品發(fā)酵類型和設(shè)備發(fā)酵類型和設(shè)備固體發(fā)酵固體發(fā)酵盤曲、簾曲盤曲、簾曲曲盤、簾子等，自然通風(fēng)曲盤、簾子等，自然通風(fēng)發(fā)酵池、窖、地缸發(fā)酵池、窖、地缸相對(duì)密閉不通風(fēng)相對(duì)密閉不通風(fēng)厚層通風(fēng)制曲厚層通風(fēng)制曲曲箱，機(jī)械通風(fēng)曲箱，機(jī)械通風(fēng)旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)旋轉(zhuǎn)培養(yǎng)轉(zhuǎn)鼓型發(fā)酵罐，機(jī)械通風(fēng)轉(zhuǎn)鼓型

3、發(fā)酵罐，機(jī)械通風(fēng)液體發(fā)酵液體發(fā)酵厭氣發(fā)酵厭氣發(fā)酵厭氣發(fā)酵罐，密閉不通風(fēng)厭氣發(fā)酵罐，密閉不通風(fēng)好氣發(fā)酵好氣發(fā)酵密閉通風(fēng)密閉通風(fēng)機(jī)械攪拌通風(fēng)機(jī)械攪拌通風(fēng)通風(fēng)攪拌通風(fēng)攪拌非循環(huán)式非循環(huán)式循環(huán)式循環(huán)式通風(fēng)式發(fā)酵罐通風(fēng)式發(fā)酵罐自吸式發(fā)酵罐自吸式發(fā)酵罐伍式發(fā)酵罐，內(nèi)循環(huán)伍式發(fā)酵罐，內(nèi)循環(huán)文式發(fā)酵罐，外循環(huán)文式發(fā)酵罐，外循環(huán)非循環(huán)式非循環(huán)式循環(huán)式循環(huán)式空氣帶升式發(fā)酵罐空氣帶升式發(fā)酵罐鼓泡式發(fā)酵罐鼓泡式發(fā)酵罐塔式發(fā)酵罐塔式發(fā)酵罐1 1 反應(yīng)器分類及設(shè)計(jì)的原則和目標(biāo)反應(yīng)器分類及設(shè)計(jì)的原則和目標(biāo)2 2 微生物細(xì)胞反應(yīng)器微生物細(xì)胞反應(yīng)器- -發(fā)酵罐發(fā)酵罐3 空氣除菌設(shè)備空氣除菌設(shè)備4 產(chǎn)品純化設(shè)備產(chǎn)品純化設(shè)備第二章

4、第二章 發(fā)酵設(shè)備與反應(yīng)器發(fā)酵設(shè)備與反應(yīng)器 發(fā)酵工程發(fā)酵工程1 1 反應(yīng)器分類及設(shè)計(jì)的原則和目標(biāo)反應(yīng)器分類及設(shè)計(jì)的原則和目標(biāo)第二章第二章 發(fā)酵設(shè)備與反應(yīng)器發(fā)酵設(shè)備與反應(yīng)器1.1 1.1 反應(yīng)器的分類反應(yīng)器的分類1.2 1.2 反應(yīng)器的設(shè)計(jì)目標(biāo)和原則反應(yīng)器的設(shè)計(jì)目標(biāo)和原則1.1 反應(yīng)器的分類反應(yīng)器的分類 提供生物體生長(zhǎng)和產(chǎn)物形成的各種條件提供生物體生長(zhǎng)和產(chǎn)物形成的各種條件（？），促進(jìn)微生物的代謝，達(dá)到），促進(jìn)微生物的代謝，達(dá)到低能耗、低能耗、高產(chǎn)量的高產(chǎn)量的目的；目的； 生物反應(yīng)器應(yīng)生物反應(yīng)器應(yīng) 應(yīng)滿足應(yīng)滿足無(wú)菌無(wú)菌的要求；的要求； 反應(yīng)器的反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單，便于清洗和，便于清

5、洗和滅菌。滅菌。1.1 反應(yīng)器的分類反應(yīng)器的分類生物作用劑生物作用劑酶催化反應(yīng)器酶催化反應(yīng)器細(xì)胞反應(yīng)器細(xì)胞反應(yīng)器細(xì)胞或組織細(xì)胞或組織的代謝要求的代謝要求厭氧反應(yīng)器厭氧反應(yīng)器好氧反應(yīng)器好氧反應(yīng)器光照反應(yīng)器光照反應(yīng)器膜生物反應(yīng)器膜生物反應(yīng)器反應(yīng)器結(jié)構(gòu)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)罐式、管式、塔式、膜式罐式、管式、塔式、膜式反應(yīng)器反應(yīng)器 生物反應(yīng)器是進(jìn)行生生物反應(yīng)器是進(jìn)行生物反應(yīng)的核心設(shè)備，無(wú)論物反應(yīng)的核心設(shè)備，無(wú)論是使用微生物、酶或動(dòng)植是使用微生物、酶或動(dòng)植物細(xì)胞（或組織）作為生物細(xì)胞（或組織）作為生物催化劑，所需要反應(yīng)器物催化劑，所需要反應(yīng)器都應(yīng)具備：都應(yīng)具備：1.2 反應(yīng)器的設(shè)計(jì)目標(biāo)和原則反應(yīng)器的設(shè)計(jì)目標(biāo)和原則

6、判斷生物反應(yīng)器好壞的唯一標(biāo)準(zhǔn)是該裝置能否判斷生物反應(yīng)器好壞的唯一標(biāo)準(zhǔn)是該裝置能否適合工藝要求以取得最大的生產(chǎn)效率。適合工藝要求以取得最大的生產(chǎn)效率。 1）反應(yīng)器具備條件）反應(yīng)器具備條件A 嚴(yán)密的結(jié)構(gòu)；嚴(yán)密的結(jié)構(gòu)；B 良好的液體混合性能；良好的液體混合性能；C 較高的傳質(zhì)、傳熱性能；較高的傳質(zhì)、傳熱性能；D 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能耗低；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能耗低；E 配套而又可靠的檢測(cè)和控制儀配套而又可靠的檢測(cè)和控制儀表。表。 2）反應(yīng)器設(shè)計(jì)的目標(biāo)）反應(yīng)器設(shè)計(jì)的目標(biāo) 生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)是獲取高獲取高質(zhì)量、低成本的成品質(zhì)量、低成本的成品。而做到低成本的一。而做到低成本的一個(gè)重要因素是個(gè)

7、重要因素是增效節(jié)能。增效節(jié)能。1.2 反應(yīng)器的設(shè)計(jì)目標(biāo)和原則反應(yīng)器的設(shè)計(jì)目標(biāo)和原則3）生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)應(yīng)遵循原則）生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)應(yīng)遵循原則 生物反應(yīng)器應(yīng)具有適宜的生物反應(yīng)器應(yīng)具有適宜的徑高比徑高比。滿足不同生物體生長(zhǎng)代謝。滿足不同生物體生長(zhǎng)代謝的的溶氧和厭氧溶氧和厭氧需求。需求。 應(yīng)承受一定的壓力應(yīng)承受一定的壓力。滿足正常工作和滅菌時(shí)的壓力、溫度要。滿足正常工作和滅菌時(shí)的壓力、溫度要求，因此罐體各部件要有一定的強(qiáng)度，能應(yīng)承受一定的壓力。求，因此罐體各部件要有一定的強(qiáng)度，能應(yīng)承受一定的壓力。有攪拌通風(fēng)裝置的反應(yīng)器能使氣液固三相充分混合，滿足物有攪拌通風(fēng)裝置的反應(yīng)器能使氣液固三相充分混合，滿足物料必

8、須的料必須的溶氧溶氧要求。要求。1.2 反應(yīng)器的設(shè)計(jì)目標(biāo)和原則反應(yīng)器的設(shè)計(jì)目標(biāo)和原則3）生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)應(yīng)遵循原則）生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)應(yīng)遵循原則反應(yīng)器應(yīng)盡量反應(yīng)器應(yīng)盡量減少死角減少死角，消除藏垢積污場(chǎng)所，保證滅菌徹，消除藏垢積污場(chǎng)所，保證滅菌徹底。底。 反應(yīng)器應(yīng)有恰當(dāng)?shù)睦鋮s裝置和冷卻面積，滿足生物體生反應(yīng)器應(yīng)有恰當(dāng)?shù)睦鋮s裝置和冷卻面積，滿足生物體生長(zhǎng)代謝過(guò)程中的溫度要求。長(zhǎng)代謝過(guò)程中的溫度要求。盡量盡量減少法蘭連接減少法蘭連接，防止因設(shè)備震動(dòng)和熱膨脹，引起法蘭，防止因設(shè)備震動(dòng)和熱膨脹，引起法蘭連接處移位，造成污染。連接處移位，造成污染。 保證滅菌工作的順利進(jìn)行，培養(yǎng)系統(tǒng)中已滅菌部分地區(qū)保證滅菌工作的

9、順利進(jìn)行，培養(yǎng)系統(tǒng)中已滅菌部分地區(qū)與未滅菌部分之間不能直接連通；某些部分能單獨(dú)滅菌。與未滅菌部分之間不能直接連通；某些部分能單獨(dú)滅菌。2 2 微生物細(xì)胞反應(yīng)器微生物細(xì)胞反應(yīng)器-發(fā)酵罐發(fā)酵罐第二章第二章 發(fā)酵設(shè)備與反應(yīng)器發(fā)酵設(shè)備與反應(yīng)器2.1 機(jī)械攪拌發(fā)酵罐機(jī)械攪拌發(fā)酵罐2.2 其他類型發(fā)酵罐其他類型發(fā)酵罐2.3 攪拌軸功率的計(jì)算攪拌軸功率的計(jì)算厭氧發(fā)酵罐厭氧發(fā)酵罐好氧發(fā)酵罐好氧發(fā)酵罐對(duì)氧的需求對(duì)氧的需求酒精、啤酒、丙酮、酒精、啤酒、丙酮、丁酮和乳酸等丁酮和乳酸等氨基酸、抗生素、氨基酸、抗生素、酶制劑等酶制劑等液體培養(yǎng)基的滅菌液體培養(yǎng)基的滅菌連消塔連消塔- -噴淋冷卻噴淋冷卻連續(xù)滅菌流程連續(xù)滅菌

10、流程 圖2-4 連續(xù)滅菌設(shè)備流程示意圖1-配料罐（拌料罐）2-蒸汽入口 3-連消塔 4-維持罐 5-培養(yǎng)基出口 6-噴淋冷卻 7-冷卻水1234567液體培養(yǎng)基的滅菌液體培養(yǎng)基的滅菌噴射加熱噴射加熱- -真空冷卻流程真空冷卻流程圖2-5 加熱-真空冷卻連續(xù)滅菌流程生培養(yǎng)液蒸汽噴射加熱器維持管膨脹閥急聚蒸發(fā)室滅菌好的培養(yǎng)液真空 圖2-6 薄板換熱器連續(xù)滅菌流程維持段蒸汽加熱段熱回收段水冷卻段生培養(yǎng)液冷卻水滅菌好的培養(yǎng)液液體培養(yǎng)基的滅菌液體培養(yǎng)基的滅菌板式換熱器滅菌流程板式換熱器滅菌流程麥汁出口麥汁入口冷熱水進(jìn)口冷凝水出123467891011 圖2-37 麥牙煮沸鍋1-電動(dòng)機(jī) 2-減速箱 3-出

11、料閥 4-攪拌裝置 5-鍋體 6-液量標(biāo)尺7-入孔雙拉門 8-鍋蓋 9-排氣管 10-筒形風(fēng)帽 11-入孔單拉門冷凝水出1/2蒸汽進(jìn)1/2蒸汽進(jìn)出料進(jìn)料冷熱水進(jìn)口冷凝水出12345789101112131415 圖2-38 糖化醪過(guò)濾槽1-油壓缸 2-出槽口 3-減速箱 4-變速箱 5-耕槽裝置 6-電動(dòng)機(jī) 8-射水槽 9-槽體 10-入孔雙拉門 11-入孔單拉門 12-槽蓋 13 下粉筒 14 排汽管 15-筒形風(fēng)帽6612345蒸汽蒸汽 圖2-39 糖化罐構(gòu)造圖1-淀粉乳管 2-噴出管 3-蒸汽排出管 4-安全閥 5-入孔 6-酸管235674蒸汽蒸汽糖化液淀粉酸水 圖2-40 直接加熱式

12、管道糖化設(shè)備1-混合桶 2-加熱器 3-進(jìn)料罐 4-放料閥 5-急驟蒸發(fā)器 6-糖化管 7-泵23654中和區(qū)蒸汽糖化液冷卻水蒸汽溶液Na CO 圖2-41 糖化管道示意圖1-淀粉乳 2-泵 3-糖化管 4-閥 5-急驟蒸發(fā)器 6-加熱管淀粉乳蒸汽ooo圖2-42 間接式加熱管構(gòu)造示意圖淀粉乳酸蒸汽4糖化液32蒸汽 圖2-43 糖化管設(shè)備示意圖1-攪拌器 2-糖化管 3-急驟蒸發(fā)器 4-閥 5-加熱器 6，7-泵1765液化桶噴射液化器進(jìn)料桶淀粉乳桶出料控制蒸汽溫度控制淀粉乳圖2-45 噴射液化設(shè)備流程圖噴射液化器構(gòu)造示意圖 噴射液化器加熱處理真空快速冷卻淀粉乳液化酶蒸汽冷卻水液化冷卻糖化酶酸

13、泵蒸汽冷凝水液化酶糖化過(guò)濾圖2-48 管道3-段連續(xù)液化流程圖MM1234566789101112131415161718水蒸氣淀粉堿液氯化鈣淀粉酶回流糖化酶圖2-49 雙酶法制糖工藝流程圖1-調(diào)漿配料槽 2，8-過(guò)濾器 3，9，14，17-泵 4，10-噴射加熱器 5-緩沖器 6-液化層流罐 7-液化液貯槽 11-滅酶罐 12-板式換熱器 13-糖化罐 15-壓濾機(jī) 16-糖化暫貯槽 18-貯糖槽2.1 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐n發(fā)酵罐的基本條件發(fā)酵罐的基本條件 n適宜的徑高比（高與直徑的比值為適宜的徑高比（高與直徑的比值為2.54）n能承受一定壓力、溫度能承受一定壓力、溫度n攪

14、拌通風(fēng)裝置保證氣液充分混合攪拌通風(fēng)裝置保證氣液充分混合n具有足夠的冷卻面積具有足夠的冷卻面積n死角少，滅菌徹底死角少，滅菌徹底n軸封嚴(yán)密，泄漏少軸封嚴(yán)密，泄漏少n發(fā)酵罐的基本結(jié)構(gòu)發(fā)酵罐的基本結(jié)構(gòu)2.1 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐2.1 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐n發(fā)酵罐的攪拌器發(fā)酵罐的攪拌器n功能：打碎空氣（徑向），使發(fā)酵液充分混功能：打碎空氣（徑向），使發(fā)酵液充分混合（軸向）合（軸向）n類型：平葉式、類型：平葉式、 彎葉式、彎葉式、 劍葉式劍葉式n葉片數(shù)量：一般葉片數(shù)量：一般6片，最少片，最少3片，最多片，最多6片片2.1 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐n發(fā)酵罐的換

15、熱裝置發(fā)酵罐的換熱裝置n夾套式換熱裝置：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，死角少，利于夾套式換熱裝置：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，死角少，利于滅菌，降溫效果較差，適用于小型發(fā)酵罐。滅菌，降溫效果較差，適用于小型發(fā)酵罐。n豎式蛇管換熱裝置：降溫效果較好，節(jié)水。豎式蛇管換熱裝置：降溫效果較好，節(jié)水。n豎式列管（排管）換熱裝置：降溫效果好，豎式列管（排管）換熱裝置：降溫效果好，但要求水源充足。但要求水源充足。2.1 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐n擋板擋板 作用：克服渦流，將經(jīng)向改變?yōu)檩S向流作用：克服渦流，將經(jīng)向改變?yōu)檩S向流 動(dòng)，增加溶氧速率。動(dòng)，增加溶氧速率。 大?。簩挘笮。簩?，0.1-0.12 D；長(zhǎng)，液面至罐底。；長(zhǎng)，液面至罐

16、底。 位置：與罐壁的間距，位置：與罐壁的間距，1/5-1/8W。 數(shù)量：數(shù)量：4塊，豎式蛇管換熱裝置也起一定塊，豎式蛇管換熱裝置也起一定 擋板作用。擋板作用。2.1 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐n機(jī)械消泡方法機(jī)械消泡方法n罐內(nèi)消泡：在發(fā)酵罐內(nèi)消除泡沫罐內(nèi)消泡：在發(fā)酵罐內(nèi)消除泡沫n耙式消泡槳、碟式消泡器等耙式消泡槳、碟式消泡器等n罐外消泡：將泡沫引出發(fā)酵罐外，消泡后再罐外消泡：將泡沫引出發(fā)酵罐外，消泡后再 返回罐內(nèi)返回罐內(nèi)n旋轉(zhuǎn)葉片消泡器、離心式消泡器等旋轉(zhuǎn)葉片消泡器、離心式消泡器等2.1 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐n耙式消泡槳耙式消泡槳2.1 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)

17、酵罐n碟片式消泡器碟片式消泡器n優(yōu)點(diǎn)：消泡能力強(qiáng)，功耗小優(yōu)點(diǎn)：消泡能力強(qiáng)，功耗小缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)麻煩缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)麻煩2.1 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐n旋轉(zhuǎn)葉片罐外消泡旋轉(zhuǎn)葉片罐外消泡2.1 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐n離心力罐外消泡離心力罐外消泡二、其他類型發(fā)酵罐二、其他類型發(fā)酵罐n液體深層厭氣發(fā)酵設(shè)備液體深層厭氣發(fā)酵設(shè)備n酒精發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)酒精發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)2.1 其他類型發(fā)酵罐其他類型發(fā)酵罐n自吸式發(fā)酵罐自吸式發(fā)酵罐非循環(huán)機(jī)械攪拌非循環(huán)機(jī)械攪拌二、其他類型發(fā)酵罐二、其他類型發(fā)酵罐n伍式發(fā)酵罐（循環(huán)機(jī)械攪拌）伍式發(fā)酵罐（循環(huán)機(jī)械攪拌）二、其他類型發(fā)酵罐二、其他類

18、型發(fā)酵罐n帶升式發(fā)酵罐（循環(huán)通氣攪拌）帶升式發(fā)酵罐（循環(huán)通氣攪拌）2.2 其他類型發(fā)酵罐其他類型發(fā)酵罐n塔式發(fā)酵罐（非循環(huán)通氣攪拌）塔式發(fā)酵罐（非循環(huán)通氣攪拌）2.2 其他類型生物反應(yīng)器其他類型生物反應(yīng)器n生物反應(yīng)器：生物反應(yīng)器： 為特定的細(xì)胞或酶提供適宜的增殖為特定的細(xì)胞或酶提供適宜的增殖或進(jìn)行特定生化反應(yīng)環(huán)境，并且都是利或進(jìn)行特定生化反應(yīng)環(huán)境，并且都是利用生物催化劑進(jìn)行生化反應(yīng)的設(shè)備。用生物催化劑進(jìn)行生化反應(yīng)的設(shè)備。其他類型生物反應(yīng)器其他類型生物反應(yīng)器n動(dòng)植物細(xì)胞反應(yīng)器動(dòng)植物細(xì)胞反應(yīng)器2.2 其他類型生物反應(yīng)器其他類型生物反應(yīng)器n生物濾池生物濾池污水處理污水處理2.2 其他類型生物反應(yīng)器其

19、他類型生物反應(yīng)器n生物轉(zhuǎn)盤法生物轉(zhuǎn)盤法污水處理污水處理出水出水進(jìn)水進(jìn)水進(jìn)水進(jìn)水出水出水其他類型生物反應(yīng)器其他類型生物反應(yīng)器n接觸氧化法和流化床法接觸氧化法和流化床法污水處理污水處理2.2 其他類型生物反應(yīng)其他類型生物反應(yīng)器器n立式多段發(fā)酵塔立式多段發(fā)酵塔固體廢棄物處理固體廢棄物處理其他類型生物反應(yīng)器其他類型生物反應(yīng)器n臥式回轉(zhuǎn)圓筒形發(fā)酵倉(cāng)臥式回轉(zhuǎn)圓筒形發(fā)酵倉(cāng)固體廢棄物處理固體廢棄物處理2.2 其他類型生物反應(yīng)器其他類型生物反應(yīng)器n高溫動(dòng)態(tài)二次堆肥車間高溫動(dòng)態(tài)二次堆肥車間固體廢棄物處理固體廢棄物處理2.2 其他類型生物反應(yīng)器其他類型生物反應(yīng)器n生物吸收法生物吸收法生物除臭生物除臭其他類型生物反應(yīng)

20、器其他類型生物反應(yīng)器n堆肥濾池法堆肥濾池法生物除臭生物除臭n堆肥濾池法堆肥濾池法固體發(fā)酵特點(diǎn)固體發(fā)酵特點(diǎn)n固體發(fā)酵的優(yōu)點(diǎn)固體發(fā)酵的優(yōu)點(diǎn)n原料簡(jiǎn)單原料簡(jiǎn)單n不易被污染不易被污染n回收產(chǎn)品容易回收產(chǎn)品容易n通氣較易實(shí)現(xiàn)，節(jié)能通氣較易實(shí)現(xiàn)，節(jié)能n發(fā)酵廢料可用作飼料發(fā)酵廢料可用作飼料2.2 其他類型生物反應(yīng)器其他類型生物反應(yīng)器固體發(fā)酵設(shè)備固體發(fā)酵設(shè)備固體發(fā)酵設(shè)備固體發(fā)酵設(shè)備 更先進(jìn)的機(jī)械通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備如上圖所示，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)更先進(jìn)的機(jī)械通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備如上圖所示，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。我國(guó)采用單層旋轉(zhuǎn)制曲設(shè)備較多。此外還有臥式化控制。我國(guó)采用單層旋轉(zhuǎn)制曲設(shè)備較多。此外還有臥式固體發(fā)酵罐。固體發(fā)酵罐。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)生

21、物反應(yīng)器動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器懸浮培養(yǎng)反應(yīng)器懸浮培養(yǎng)反應(yīng)器貼壁培養(yǎng)反應(yīng)器貼壁培養(yǎng)反應(yīng)器載體懸浮培養(yǎng)反載體懸浮培養(yǎng)反應(yīng)器應(yīng)器植物細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器植物細(xì)胞培養(yǎng)生物反應(yīng)器此外還有微藻培養(yǎng)光合生物反應(yīng)器此外還有微藻培養(yǎng)光合生物反應(yīng)器發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵工程實(shí)驗(yàn)室搖瓶搖瓶-小試小試-中試中試5 L小試小試5 L-50 L二級(jí)發(fā)酵裝置二級(jí)發(fā)酵裝置2.3 攪拌軸功率的計(jì)算攪拌軸功率的計(jì)算發(fā)酵罐直徑發(fā)酵罐直徑D（m）、攪拌器直徑）、攪拌器直徑d（ m ）液柱）液柱高度高度HL（m）、攪拌器形式、攪拌器轉(zhuǎn)速）、攪拌器形式、攪拌器轉(zhuǎn)速n(rmin-1)、液體粘度液體粘度 （PaS）、液體密度）、液體密度（kg/m

22、3）、重力）、重力加速度加速度g（m/s2）以及有無(wú)檔板等。）以及有無(wú)檔板等。 軸功率（軸功率（W）：）： P = （n、 d、 、 、g ） 目前，一般每立方米發(fā)酵培養(yǎng)液的功率吸收為目前，一般每立方米發(fā)酵培養(yǎng)液的功率吸收為1-3.5 KW。應(yīng)考慮的因素：應(yīng)考慮的因素： 1 1、分為軸向和徑向推進(jìn)兩種型式。、分為軸向和徑向推進(jìn)兩種型式。 前者為螺旋槳式，或者為渦輪式。前者為螺旋槳式，或者為渦輪式。（1 1）螺旋槳式攪拌器）螺旋槳式攪拌器 順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)分別將液體順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)分別將液體向下和向上推進(jìn)，形成軸向的螺旋運(yùn)動(dòng)。向下和向上推進(jìn)，形成軸向的螺旋運(yùn)動(dòng)。其混合效果較好，但造成的剪率較

23、低，對(duì)氣泡的分散效果其混合效果較好，但造成的剪率較低，對(duì)氣泡的分散效果不好。常用以提高液體循環(huán)速度。螺距一般等于攪拌器直不好。常用以提高液體循環(huán)速度。螺距一般等于攪拌器直徑。徑。 2.3 攪拌軸功率的計(jì)算攪拌軸功率的計(jì)算（一）攪拌器的型式與流型（一）攪拌器的型式與流型(4) (4) 圓盤箭葉渦輪攪拌器圓盤箭葉渦輪攪拌器 其攪拌流型與上述兩種渦輪相近，但它的軸向流動(dòng)其攪拌流型與上述兩種渦輪相近，但它的軸向流動(dòng)較強(qiáng)烈，但在同樣轉(zhuǎn)速下，它造成剪率低，輸出功率較強(qiáng)烈，但在同樣轉(zhuǎn)速下，它造成剪率低，輸出功率也較低。也較低。2 2、流型、流型 攪拌器在發(fā)酵罐中造成的流型，對(duì)氣固液相的混攪拌器在發(fā)酵罐中造成

24、的流型，對(duì)氣固液相的混合效果、氧氣的溶解、熱量的傳遞都影響較大。攪拌合效果、氧氣的溶解、熱量的傳遞都影響較大。攪拌器造成的流體流動(dòng)型式不僅決定于攪拌器本身，還受器造成的流體流動(dòng)型式不僅決定于攪拌器本身，還受罐內(nèi)附件及其安裝位置的影響。罐內(nèi)附件及其安裝位置的影響。（1 1）罐中心裝垂直螺旋槳攪拌器的攪拌流型）罐中心裝垂直螺旋槳攪拌器的攪拌流型 周邊無(wú)擋板：軸中心形成凹陷的漩渦。周邊無(wú)擋板：軸中心形成凹陷的漩渦。 周邊有垂直擋板：液體的螺旋狀流受擋板折流，周邊有垂直擋板：液體的螺旋狀流受擋板折流，被迫向軸心方向流動(dòng)，使漩渦消失。被迫向軸心方向流動(dòng)，使漩渦消失。（2 2）渦輪式攪拌器的流型）渦輪式攪

25、拌器的流型 在渦輪平面的上下兩側(cè)形成向在渦輪平面的上下兩側(cè)形成向上和向下的兩個(gè)翻騰。如不滿足上和向下的兩個(gè)翻騰。如不滿足全擋板條件，軸中心位全擋板條件，軸中心位置也有凹陷的漩渦。置也有凹陷的漩渦。（3 3）裝有套筒時(shí)的攪拌器攪拌流型）裝有套筒時(shí)的攪拌器攪拌流型 在罐內(nèi)與垂直的攪拌器同中心安裝套筒，可以大大加在罐內(nèi)與垂直的攪拌器同中心安裝套筒，可以大大加強(qiáng)循環(huán)輸送效果，并能將液面的泡沫從套筒的上部入口，強(qiáng)循環(huán)輸送效果，并能將液面的泡沫從套筒的上部入口，抽吸到液體之中，具有自消泡能力。例如，伍式發(fā)酵罐。抽吸到液體之中，具有自消泡能力。例如，伍式發(fā)酵罐。分為攪拌器在套筒外和套筒外兩種。分為攪拌器在套

26、筒外和套筒外兩種。（二）攪拌器軸功率的計(jì)算（二）攪拌器軸功率的計(jì)算 發(fā)酵罐液體中的溶氧速率以及氣液固相的混合強(qiáng)度與發(fā)酵罐液體中的溶氧速率以及氣液固相的混合強(qiáng)度與單位體積液體中輸入的攪拌功率有很大關(guān)系。在相同的條單位體積液體中輸入的攪拌功率有很大關(guān)系。在相同的條件下，輸入于單位體積不通氣液體中的功率要大于通氣件下，輸入于單位體積不通氣液體中的功率要大于通氣液體中的功率。液體中的功率。1 1、單只渦輪在不通氣條件下輸入攪拌液體的功率、單只渦輪在不通氣條件下輸入攪拌液體的功率P P0 0的的計(jì)算所謂攪拌器輸入攪拌液體的功率，是指攪拌器計(jì)算所謂攪拌器輸入攪拌液體的功率，是指攪拌器以既定所速度迴轉(zhuǎn)時(shí)，用

27、以克服介質(zhì)的阻力所需要以既定所速度迴轉(zhuǎn)時(shí)，用以克服介質(zhì)的阻力所需要的功率，或簡(jiǎn)稱軸功率。它不包括機(jī)械傳動(dòng)的摩擦的功率，或簡(jiǎn)稱軸功率。它不包括機(jī)械傳動(dòng)的摩擦所消耗的功率，因此它不是電動(dòng)機(jī)的軸功率或耗用所消耗的功率，因此它不是電動(dòng)機(jī)的軸功率或耗用功率。功率。 一個(gè)具體的攪拌器所輸入攪拌液體的功率決定于：一個(gè)具體的攪拌器所輸入攪拌液體的功率決定于：葉輪與罐的相對(duì)尺寸、轉(zhuǎn)速、流體的物性、擋板的葉輪與罐的相對(duì)尺寸、轉(zhuǎn)速、流體的物性、擋板的尺寸和數(shù)目等。尺寸和數(shù)目等。2 2、多只渦輪在不通氣條件下輸入攪拌液體的功率計(jì)算、多只渦輪在不通氣條件下輸入攪拌液體的功率計(jì)算 在大的發(fā)酵罐中，深度較大，只用一只渦輪則

28、攪拌效果在大的發(fā)酵罐中，深度較大，只用一只渦輪則攪拌效果不佳，故一般在同一攪拌軸上裝置相同尺寸不佳，故一般在同一攪拌軸上裝置相同尺寸2 23 3只渦輪。只渦輪。在相同轉(zhuǎn)速下，多只渦輪比單只輸出更多的功率，其增加在相同轉(zhuǎn)速下，多只渦輪比單只輸出更多的功率，其增加的程度除了的程度除了葉輪個(gè)數(shù)葉輪個(gè)數(shù)之外，還決定于之外，還決定于葉輪間的距離葉輪間的距離S S。 有三種情況有三種情況 (1)S=0 (1)S=0 實(shí)際變?yōu)橐恢粶u輪，實(shí)際變?yōu)橐恢粶u輪，P=PP=P1 1 (2)SS(2)SS0 0, ,互不干擾，互不干擾， P=2PP=2P1 1 (3)0SS(3)0SS0 0, ,相互干擾，液體在相鄰的

29、區(qū)間相互干擾，液體在相鄰的區(qū)間 內(nèi)部分重合，內(nèi)部分重合， P2PP2P1 1 對(duì)于多只渦輪，若符合下述條件則對(duì)于多只渦輪，若符合下述條件則P Pn nnPnP. .（1 1）對(duì)非牛頓型流體：）對(duì)非牛頓型流體：S=2D,S=2D,牛頓型：牛頓型： S=2.5S=2.53.0D3.0D（2 2）靜液面至上渦輪距離：）靜液面至上渦輪距離：0.50.52D2D（3 3）下渦輪至罐底的距離：）下渦輪至罐底的距離：C=0.5C=0.51.0D1.0D S S過(guò)小，不能輸出最大功率，過(guò)小，不能輸出最大功率， S S過(guò)大，則中間區(qū)域攪拌過(guò)大，則中間區(qū)域攪拌效果不好。效果不好。3 3、通氣液體機(jī)械攪拌功率、通氣

30、液體機(jī)械攪拌功率P Pg g的計(jì)算的計(jì)算（三）非牛頓流體特性對(duì)攪拌功率計(jì)算的影響（三）非牛頓流體特性對(duì)攪拌功率計(jì)算的影響 通風(fēng)發(fā)酵罐中溶氧速率與通氣、攪拌的關(guān)系通風(fēng)發(fā)酵罐中溶氧速率與通氣、攪拌的關(guān)系（一）雙膜理論（一）雙膜理論 只有溶解于培養(yǎng)液中的氧才能為其中的微生物所利用。只有溶解于培養(yǎng)液中的氧才能為其中的微生物所利用。 空氣被分散成細(xì)小的氣泡，盡可能增大氣液兩相的接空氣被分散成細(xì)小的氣泡，盡可能增大氣液兩相的接觸界面和接觸時(shí)間，以促進(jìn)氧的溶解。氧的溶解過(guò)程實(shí)質(zhì)觸界面和接觸時(shí)間，以促進(jìn)氧的溶解。氧的溶解過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是氣體吸收過(guò)程，這一過(guò)程可以用氣體吸收的基本理上就是氣體吸收過(guò)程，這一過(guò)程可以

31、用氣體吸收的基本理論即雙膜理論闡明。論即雙膜理論闡明。雙膜理論的基本前提：雙膜理論的基本前提：（1 1）氣泡和液體之間存在界面，兩邊分別有氣膜和液膜，）氣泡和液體之間存在界面，兩邊分別有氣膜和液膜，均處于層流狀態(tài)，氧分子只能借濃度差以擴(kuò)散方式透過(guò)均處于層流狀態(tài)，氧分子只能借濃度差以擴(kuò)散方式透過(guò)雙膜，氣體和液體主流空間中任一點(diǎn)的氧分子濃度相同。雙膜，氣體和液體主流空間中任一點(diǎn)的氧分子濃度相同。（2 2）在雙膜之間的界面上，氧氣的分壓強(qiáng)與溶于液體中）在雙膜之間的界面上，氧氣的分壓強(qiáng)與溶于液體中的氧的濃度處于平衡關(guān)系。的氧的濃度處于平衡關(guān)系。（3 3）傳質(zhì)過(guò)程處于穩(wěn)定狀態(tài)，傳質(zhì)途徑上各點(diǎn)的氧濃度）傳

32、質(zhì)過(guò)程處于穩(wěn)定狀態(tài)，傳質(zhì)途徑上各點(diǎn)的氧濃度不隨時(shí)間而變。不隨時(shí)間而變。（二）測(cè)量體積溶氧系數(shù)（二）測(cè)量體積溶氧系數(shù)K KL La a的方法的方法 測(cè)定方法：亞硫酸鹽氧化法、極譜法、氧的物料衡算測(cè)定方法：亞硫酸鹽氧化法、極譜法、氧的物料衡算法和溶氧電極法等。法和溶氧電極法等。 1 1、亞硫酸鹽氧化法、亞硫酸鹽氧化法 2 2、溶氧電極法、溶氧電極法 是一種參量變換器，把溶氧濃度轉(zhuǎn)變成一個(gè)與之呈線是一種參量變換器，把溶氧濃度轉(zhuǎn)變成一個(gè)與之呈線性關(guān)系的電流量。這種溶氧電極能耐蒸汽殺菌時(shí)的高溫，性關(guān)系的電流量。這種溶氧電極能耐蒸汽殺菌時(shí)的高溫，可以固定裝在發(fā)酵罐上，連續(xù)的測(cè)量培養(yǎng)液中溶氧濃度，可以固定裝

33、在發(fā)酵罐上，連續(xù)的測(cè)量培養(yǎng)液中溶氧濃度，此法為當(dāng)前測(cè)量溶氧濃度的常用方法。此法為當(dāng)前測(cè)量溶氧濃度的常用方法。（三）（三） K KL La a與設(shè)備參數(shù)操作變數(shù)間的關(guān)系與設(shè)備參數(shù)操作變數(shù)間的關(guān)系 ( (影響溶氧系數(shù)影響溶氧系數(shù)K KL La a的主要因素的主要因素) ) 從前面所述：氧傳遞速率從前面所述：氧傳遞速率N NV V = K= KL La(Ca(C* *-C)-C) 因此影響因此影響N NV V的主要因素有溶氧系數(shù)的主要因素有溶氧系數(shù)K KL La a值和推動(dòng)值和推動(dòng)力力C C* *-C-C。 要提高要提高N NV V，需要提高，需要提高K Kl la a。 與與K Kl la a有關(guān)

34、系的有攪拌、空氣線速度、空氣分有關(guān)系的有攪拌、空氣線速度、空氣分布器、發(fā)酵液性質(zhì)等。布器、發(fā)酵液性質(zhì)等。 與推動(dòng)力有關(guān)的有發(fā)酵液濃度、氧分壓、發(fā)與推動(dòng)力有關(guān)的有發(fā)酵液濃度、氧分壓、發(fā)酵液性質(zhì)等。酵液性質(zhì)等。122121)()(TTtaKtaKLL3 3 空氣除菌設(shè)備空氣除菌設(shè)備第五章第五章 發(fā)酵設(shè)備與反應(yīng)器發(fā)酵設(shè)備與反應(yīng)器2/jing/C76/zcr-1.htm3 空氣除菌設(shè)備空氣除菌設(shè)備n加熱滅菌加熱滅菌（220C，20秒）秒）滅菌徹底，能耗大，成本高滅菌徹底，能耗大，成本高n電除菌電除菌除菌效果差，僅用于初除菌除菌效果差，僅用于初除菌n輻射滅菌輻射滅菌2

35、54-265 nm效果最佳，僅限表面滅菌效果最佳，僅限表面滅菌n介質(zhì)過(guò)濾除菌介質(zhì)過(guò)濾除菌主流的除菌方式主流的除菌方式空空氣氣滅滅菌菌方方法法3 空氣除菌設(shè)備空氣除菌設(shè)備一、介質(zhì)除菌（介質(zhì)過(guò)濾）的原理一、介質(zhì)除菌（介質(zhì)過(guò)濾）的原理n慣性沖擊滯留作用原理慣性沖擊滯留作用原理n攔截滯留作用原理攔截滯留作用原理n布朗擴(kuò)散作用原理布朗擴(kuò)散作用原理n重力沉降作用原理重力沉降作用原理n靜電吸附作用原理靜電吸附作用原理3 空氣除菌設(shè)備空氣除菌設(shè)備二、介質(zhì)過(guò)濾效率的過(guò)濾器的計(jì)算二、介質(zhì)過(guò)濾效率的過(guò)濾器的計(jì)算介質(zhì)層厚度：介質(zhì)層厚度： 1 N0 L = ln K N空氣過(guò)濾器直徑：空氣過(guò)濾器直徑： D=（4Q/ g

36、 g）-2 K 過(guò)濾器的除菌效率；過(guò)濾器的除菌效率； N 過(guò)濾器出口空氣中的含菌量；過(guò)濾器出口空氣中的含菌量； g g 氣體流速；氣體流速； Q發(fā)酵罐每分鐘用空氣量。發(fā)酵罐每分鐘用空氣量。3 空氣除菌設(shè)備空氣除菌設(shè)備三、空氣除菌設(shè)備三、空氣除菌設(shè)備n空氣過(guò)濾除菌的目的空氣過(guò)濾除菌的目的nNs10-3個(gè)個(gè)/m3 ，同時(shí)使空氣有一定壓力，同時(shí)使空氣有一定壓力n空氣過(guò)濾除菌流程空氣過(guò)濾除菌流程n普通空氣冷卻除菌流程普通空氣冷卻除菌流程n高效前置過(guò)濾除菌流程高效前置過(guò)濾除菌流程3 空氣除菌設(shè)備空氣除菌設(shè)備n普通空氣冷卻除菌流程普通空氣冷卻除菌流程3 空氣除菌設(shè)備空氣除菌設(shè)備n高效前置過(guò)濾除菌流程高效前

37、置過(guò)濾除菌流程3 空氣除菌設(shè)備空氣除菌設(shè)備n過(guò)濾介質(zhì)過(guò)濾介質(zhì)n棉花、玻璃纖維、紙、棉花、玻璃纖維、紙、活性碳、石棉濾板、活性碳、石棉濾板、燒結(jié)材料過(guò)濾介質(zhì)等燒結(jié)材料過(guò)濾介質(zhì)等n過(guò)濾器結(jié)構(gòu)過(guò)濾器結(jié)構(gòu)3 空氣除菌設(shè)備空氣除菌設(shè)備n空氣過(guò)濾的附屬設(shè)備空氣過(guò)濾的附屬設(shè)備n初過(guò)濾器：初過(guò)濾器： 減輕主過(guò)濾器負(fù)荷，防止空壓減輕主過(guò)濾器負(fù)荷，防止空壓機(jī)磨損機(jī)磨損n空氣貯罐：空氣貯罐： 維持壓力穩(wěn)定，沉降油霧維持壓力穩(wěn)定，沉降油霧n氣液分離器：冷凝水霧和油霧氣液分離器：冷凝水霧和油霧n空氣冷卻器：降溫、降壓、冷凝空氣冷卻器：降溫、降壓、冷凝設(shè)備與管道的滅菌設(shè)備與管道的滅菌設(shè)備設(shè)備滅菌壓力（滅菌壓力（MPa）滅

38、菌時(shí)間（滅菌時(shí)間（min）滅菌鍋滅菌鍋0.09820-30種子罐、發(fā)酵罐、種子罐、發(fā)酵罐、計(jì)量罐、管道等計(jì)量罐、管道等0.147MPa45空氣過(guò)濾器空氣過(guò)濾器0.147MPa1204 4 產(chǎn)品純化設(shè)備產(chǎn)品純化設(shè)備第五章第五章 發(fā)酵設(shè)備與反應(yīng)器發(fā)酵設(shè)備與反應(yīng)器2/jing/C76/zcr-1.htm一）離心分離設(shè)備一）離心分離設(shè)備 1碟片式離心機(jī)碟片式離心機(jī) 2. 管式離心機(jī)管式離心機(jī) 3傾析式離心機(jī)傾析式離心機(jī)二）過(guò)濾設(shè)備二）過(guò)濾設(shè)備 1板框過(guò)濾機(jī)板框過(guò)濾機(jī) 2 . 真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī)真空轉(zhuǎn)鼓過(guò)濾機(jī) 3硅藻土過(guò)濾機(jī)硅藻土過(guò)濾機(jī)三）其他固液分離設(shè)備三）其他固液分離

39、設(shè)備 切向流過(guò)濾切向流過(guò)濾 雙水相萃取雙水相萃取 吸附吸附法法一、一、兩兩相相分分離離設(shè)設(shè)備備碟片式離心機(jī)的結(jié)構(gòu)及操作碟片式離心機(jī)的結(jié)構(gòu)及操作 密閉轉(zhuǎn)鼓內(nèi)設(shè)有數(shù)十個(gè)至上百個(gè)錐角為密閉轉(zhuǎn)鼓內(nèi)設(shè)有數(shù)十個(gè)至上百個(gè)錐角為6060120120的的錐錐形碟片。簡(jiǎn)單的碟式離心機(jī)沒(méi)有自動(dòng)排渣裝置。形碟片。簡(jiǎn)單的碟式離心機(jī)沒(méi)有自動(dòng)排渣裝置。自動(dòng)除渣碟式離心機(jī)在四壁上開設(shè)若干噴嘴（或活門）。自動(dòng)除渣碟式離心機(jī)在四壁上開設(shè)若干噴嘴（或活門）。（二）加壓過(guò)濾機(jī)（二）加壓過(guò)濾機(jī)1 1、板框式及板式壓濾機(jī)、板框式及板式壓濾機(jī)(1)(1)板框式壓濾機(jī)板框式壓濾機(jī)過(guò)濾過(guò)濾 洗滌洗滌 卸渣卸渣 清洗濾布清洗濾布 過(guò)濾過(guò)濾 濾板

40、和濾框間隔排列，框兩濾板和濾框間隔排列，框兩側(cè)覆以濾布，形成空腔供濾板支側(cè)覆以濾布，形成空腔供濾板支撐、壓緊。撐、壓緊。 濾板的作用：支撐濾布，提濾板的作用：支撐濾布，提供濾液流出的通道。正方形，角供濾液流出的通道。正方形，角端開有小孔，兩面制成溝槽，與端開有小孔，兩面制成溝槽，與濾出口和洗水孔道連通。濾出口和洗水孔道連通。濾框的作用：提供濾漿進(jìn)入的空間，容納濾餅，總濾框的作用：提供濾漿進(jìn)入的空間，容納濾餅，總框數(shù)框數(shù)由其生產(chǎn)能力和懸浮液固體濃度確定。由其生產(chǎn)能力和懸浮液固體濃度確定。濾液引出方式：明流和暗流。濾液引出方式：明流和暗流。(2)(2)凹腔板式壓濾機(jī)凹腔板式壓濾機(jī)全由濾板并列而成。

41、全由濾板并列而成。濾板：凹面形圓盤，濾板：凹面形圓盤，合并后形成凹腔，合并后形成凹腔，板的兩側(cè)是濾布。板的兩側(cè)是濾布。(3)(3)自動(dòng)板筐式壓濾機(jī)自動(dòng)板筐式壓濾機(jī) 特點(diǎn)：板框壓緊、過(guò)濾、洗滌、卸餅和清洗等操作可特點(diǎn)：板框壓緊、過(guò)濾、洗滌、卸餅和清洗等操作可在在10 min10 min內(nèi)自動(dòng)完成。內(nèi)自動(dòng)完成。 板、框各有板、框各有4 4個(gè)角孔，濾布是首尾封閉的整體，過(guò)濾、個(gè)角孔，濾布是首尾封閉的整體，過(guò)濾、洗滌。洗滌。 卸渣：拉開框，降框。卸渣：拉開框，降框。 濾布洗滌：傳動(dòng)裝置帶動(dòng)環(huán)形濾布圍軸旋轉(zhuǎn)。濾布洗滌：傳動(dòng)裝置帶動(dòng)環(huán)形濾布圍軸旋轉(zhuǎn)。（三）真空過(guò)濾機(jī)（轉(zhuǎn)筒式真空過(guò)濾機(jī)）（三）真空過(guò)濾機(jī)（轉(zhuǎn)

42、筒式真空過(guò)濾機(jī)） 原理：真空過(guò)濾設(shè)備采用大氣與真空之間的壓強(qiáng)差原理：真空過(guò)濾設(shè)備采用大氣與真空之間的壓強(qiáng)差作為過(guò)濾操作的推動(dòng)力。作為過(guò)濾操作的推動(dòng)力。轉(zhuǎn)筒式真空過(guò)濾機(jī)轉(zhuǎn)筒式真空過(guò)濾機(jī)主體是主體是一個(gè)由篩板組成能轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓筒，表面有一層金一個(gè)由篩板組成能轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓筒，表面有一層金屬絲網(wǎng)，網(wǎng)上覆蓋濾布，筋板分隔成若干個(gè)空間，屬絲網(wǎng)，網(wǎng)上覆蓋濾布，筋板分隔成若干個(gè)空間，分配頭內(nèi)沿徑向隔離成分配頭內(nèi)沿徑向隔離成3 3個(gè)室。個(gè)室。 當(dāng)圓筒緩慢旋轉(zhuǎn)時(shí)，筒內(nèi)每一空間相繼與分配頭中當(dāng)圓筒緩慢旋轉(zhuǎn)時(shí)，筒內(nèi)每一空間相繼與分配頭中的的1 1，2 2，3 3室相通，可順序進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、吸干、吹室相通，可順序進(jìn)行

43、過(guò)濾、洗滌、吸干、吹松、卸餅等項(xiàng)操作。即整個(gè)圓筒分為過(guò)濾區(qū)、洗滌及脫松、卸餅等項(xiàng)操作。即整個(gè)圓筒分為過(guò)濾區(qū)、洗滌及脫水區(qū)、卸渣及再生區(qū)水區(qū)、卸渣及再生區(qū)3 3個(gè)區(qū)域。個(gè)區(qū)域。 過(guò)濾區(qū)：空間與真空管連通（吸濾）過(guò)濾區(qū)：空間與真空管連通（吸濾） 洗滌及脫水區(qū)：空間也與真空管連通，吸入洗滌水，洗滌及脫水區(qū)：空間也與真空管連通，吸入洗滌水，吸干濾餅。吸干濾餅。 卸渣及再生區(qū)：與壓縮空氣管路連通，壓縮空氣由筒卸渣及再生區(qū)：與壓縮空氣管路連通，壓縮空氣由筒內(nèi)向外，穿過(guò)濾布而將濾餅吹松，隨后由刮刀刮除。吹內(nèi)向外，穿過(guò)濾布而將濾餅吹松，隨后由刮刀刮除。吹凈殘?jiān)?，濾布再生。凈殘?jiān)?，濾布再生。l優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：連續(xù)化

44、操作，連續(xù)化操作，機(jī)械化程度高，機(jī)械化程度高， 勞動(dòng)強(qiáng)度低，勞動(dòng)強(qiáng)度低，處理量大，處理量大， 濾渣洗滌良好。濾渣洗滌良好。l缺點(diǎn)：輔助設(shè)備較多，缺點(diǎn)：輔助設(shè)備較多， l濾渣含水量較高，濾渣含水量較高， l不能過(guò)濾較細(xì)和較粘的物料不能過(guò)濾較細(xì)和較粘的物料索氏抽提儀（固液抽提儀，固液萃取設(shè)備）索氏抽提儀（固液抽提儀，固液萃取設(shè)備） 主要特點(diǎn)主要特點(diǎn) 1.1.抽提速度快，抽提速度快，45-6045-60 min min即可即可完成抽提，無(wú)需烘干。完成抽提，無(wú)需烘干。 2.2.在溶劑回收的步驟中充入惰性在溶劑回收的步驟中充入惰性氣體可防止脂肪氧化。氣體可防止脂肪氧化。 3.43.4種抽提種抽提: :索

45、氏抽提索氏抽提, ,索氏雙加索氏雙加熱熱, ,熱抽提熱抽提, ,連續(xù)流法。連續(xù)流法。 4.4.可用水作為抽提溶劑。可用水作為抽提溶劑。 5.5.四四個(gè)工位可兩兩獨(dú)立工作。個(gè)工位可兩兩獨(dú)立工作。 快速溶劑提取儀快速溶劑提取儀美國(guó)美國(guó)(ASI)(ASI)公司的壓力溶劑提取公司的壓力溶劑提取儀，通過(guò)外加壓力提高溶劑的沸儀，通過(guò)外加壓力提高溶劑的沸點(diǎn)，進(jìn)而增加物質(zhì)在溶劑中的溶點(diǎn)，進(jìn)而增加物質(zhì)在溶劑中的溶解度，是現(xiàn)代樣品分析前處理技解度，是現(xiàn)代樣品分析前處理技術(shù)的最佳選擇。大量的實(shí)驗(yàn)表明：術(shù)的最佳選擇。大量的實(shí)驗(yàn)表明：該方法具有環(huán)保、高效、清潔、該方法具有環(huán)保、高效、清潔、快速等諸多特點(diǎn)，已被美國(guó)快速等

46、諸多特點(diǎn)，已被美國(guó)EPAEPA推薦為推薦為35453545A A標(biāo)準(zhǔn)方法標(biāo)準(zhǔn)方法, ,可廣泛地可廣泛地用于環(huán)保、食品、天然植物、聚用于環(huán)保、食品、天然植物、聚合物工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。合物工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域。 固相萃取裝置固相萃取裝置 主要特點(diǎn)主要特點(diǎn) 1.1.獨(dú)特的下收集瓶結(jié)構(gòu)，使處理廢獨(dú)特的下收集瓶結(jié)構(gòu)，使處理廢液更加方便，同時(shí)可防止交叉污染。液更加方便，同時(shí)可防止交叉污染。2.2.一次可處理一次可處理1212個(gè)樣品，其功能滿個(gè)樣品，其功能滿足進(jìn)口同類產(chǎn)品要求。足進(jìn)口同類產(chǎn)品要求。3.3.可配合的各種支架和接頭適合各可配合的各種支架和接頭適合各種處理方法種處理方法 離子交換與色譜分離設(shè)備離子交換與色

47、譜分離設(shè)備1 1、離子交換設(shè)備、離子交換設(shè)備2 2、色譜分離設(shè)備、色譜分離設(shè)備 2/jing/C76/zcr-1.htm 一一、離子交換設(shè)備、離子交換設(shè)備 根據(jù)物質(zhì)吸附性質(zhì)的不同，可用根據(jù)物質(zhì)吸附性質(zhì)的不同，可用吸附法吸附法進(jìn)行分離；進(jìn)行分離； 根據(jù)分子電離（電負(fù)性）的差異，可用根據(jù)分子電離（電負(fù)性）的差異，可用離子交換法、離子交換法、電泳法和等電聚焦法電泳法和等電聚焦法等進(jìn)行分離；等進(jìn)行分離； 根據(jù)分子形狀和大小的不同，可用根據(jù)分子形狀和大小的不同，可用凝膠過(guò)濾層析、膜凝膠過(guò)濾層析、膜分離分離等分離；等分離； 根據(jù)配體特異性的不同，可用根據(jù)配體特異性的不同

48、，可用親和層析法親和層析法進(jìn)行分離。進(jìn)行分離。 現(xiàn)有現(xiàn)有的離子交換設(shè)備的離子交換設(shè)備 按按結(jié)構(gòu)型式結(jié)構(gòu)型式分為罐式、塔式、槽式等。分為罐式、塔式、槽式等。 按按操作方式操作方式分為間歇式、周期式與連續(xù)式；分為間歇式、周期式與連續(xù)式； 按按兩相接觸方式兩相接觸方式的不同，可分為固定床、移動(dòng)床、流的不同，可分為固定床、移動(dòng)床、流化床等。其中固定床設(shè)備是現(xiàn)今應(yīng)用最多的離子交換設(shè)化床等。其中固定床設(shè)備是現(xiàn)今應(yīng)用最多的離子交換設(shè)備；備； 使用單一交換柱不能連續(xù)生產(chǎn)，多柱串聯(lián)雖可實(shí)現(xiàn)連使用單一交換柱不能連續(xù)生產(chǎn)，多柱串聯(lián)雖可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，但設(shè)備投資增加。續(xù)生產(chǎn)，但設(shè)備投資增加。（一）間歇式離子交換設(shè)備（一

49、）間歇式離子交換設(shè)備 一般的離子交換罐為具有橢圓形封一般的離子交換罐為具有橢圓形封頭的圓筒形設(shè)備，樹脂層高度約占圓筒頭的圓筒形設(shè)備，樹脂層高度約占圓筒高度的高度的505070%70%，須留有充分的空間，已，須留有充分的空間，已備反沖時(shí)樹脂層的擴(kuò)脹。備反沖時(shí)樹脂層的擴(kuò)脹。 交換罐上部溶液分布裝置，使溶液均交換罐上部溶液分布裝置，使溶液均勻通過(guò)樹脂層。勻通過(guò)樹脂層。 罐底罐底有多孔板、篩網(wǎng)及濾布以支持樹有多孔板、篩網(wǎng)及濾布以支持樹脂層，或者用塊石英石或卵石直接鋪于脂層，或者用塊石英石或卵石直接鋪于罐底以支持樹脂層。罐底以支持樹脂層。 圖10-1 具有多孔支持板的離子交換罐1-視鏡 2-進(jìn)料口 3-

50、手孔 4-液體分布器 5-樹脂層 6-多孔板 7-尼龍布 8-出液口86754321圖10-2 具有塊石支持層的離子交換罐1-進(jìn)料口 2-視鏡 3-液位計(jì) 4-樹脂層 5-卵石層 6-出液口654312 圖10-3反吸負(fù)離子交換罐1-被交換溶液進(jìn)口 2-淋洗水解吸液和再生液進(jìn)口 3-廢液出口 4，5-分布器 6-淋洗水解吸液和再生液出口，反洗水進(jìn)口6543212 2固定床離子交換設(shè)備固定床離子交換設(shè)備 用多孔陶土板、粗粒無(wú)煙煤、石英砂等作為樹脂支撐用多孔陶土板、粗粒無(wú)煙煤、石英砂等作為樹脂支撐體。被處理的溶液從樹脂上方加入，經(jīng)過(guò)分布管使液體體。被處理的溶液從樹脂上方加入，經(jīng)過(guò)分布管使液體均勻分

51、布于整個(gè)樹脂的橫截面。均勻分布于整個(gè)樹脂的橫截面。 加料方式：重力式和壓力式。加料方式：重力式和壓力式。 再生方式：順流與逆流兩種。再生方式：順流與逆流兩種。 逆流再生有較好的效果，再生劑用量可減少；但要發(fā)逆流再生有較好的效果，再生劑用量可減少；但要發(fā)生樹脂層的上浮。生樹脂層的上浮。 如將陽(yáng)、陰兩種樹脂混合起來(lái)，則制成如將陽(yáng)、陰兩種樹脂混合起來(lái)，則制成混合離子交換混合離子交換設(shè)備設(shè)備, ,可避免采用單床時(shí)溶液變酸及變堿的現(xiàn)象，因而可可避免采用單床時(shí)溶液變酸及變堿的現(xiàn)象，因而可減少目標(biāo)產(chǎn)物的破壞。減少目標(biāo)產(chǎn)物的破壞。 計(jì)量槽料液再生劑流量計(jì)升液器處理液堿計(jì)量槽NaOH蒸氣酸計(jì)量槽空氣處理液 (B

52、)混合床(A) 單床圖10-4 固定式離子交換裝置的流程HCLH2OHClNaCl方式選擇閥泵pH電極旁路閥活塞可移動(dòng)阻滯篩Dowex-50 樹脂床阻滯篩123pH電極圖10-5 離子交換示意圖BACD BACD圖10-6 四通閥示意圖過(guò)濾板樹脂擠壓介質(zhì)液體進(jìn)入液體通道濾布液體流出32mm 圖10-7 薄膜壓濾式離子交換設(shè)備123456789101211 圖10-9 半連續(xù)式移動(dòng)床離子交換系統(tǒng)1-處理柱 2,3-中間循環(huán)柱 4-飽和樹脂存貯柱 5-再生柱 6,7,8-傳感器 9-樹脂計(jì)量段 10-緩沖段 11-再生段 12-清洗段 13-快速清洗段13 系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程為：待處理液進(jìn)入處理柱后，樹

53、脂隨待系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程為：待處理液進(jìn)入處理柱后，樹脂隨待處理液一起在柱內(nèi)流動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行交換反應(yīng)。樹脂懸浮處理液一起在柱內(nèi)流動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行交換反應(yīng)。樹脂懸浮液流到中間循環(huán)柱，進(jìn)行固液分離，處理水外排。當(dāng)再液流到中間循環(huán)柱，進(jìn)行固液分離，處理水外排。當(dāng)再生信號(hào)發(fā)出，水處理系統(tǒng)內(nèi)部分樹脂進(jìn)入飽和樹脂存貯生信號(hào)發(fā)出，水處理系統(tǒng)內(nèi)部分樹脂進(jìn)入飽和樹脂存貯柱，同時(shí)有再生好的樹脂補(bǔ)充過(guò)來(lái)。而后，存貯柱內(nèi)的柱，同時(shí)有再生好的樹脂補(bǔ)充過(guò)來(lái)。而后，存貯柱內(nèi)的樹脂進(jìn)入再生柱再生。樹脂進(jìn)入再生柱再生。 該裝置可實(shí)現(xiàn)水處理，飽和樹脂再生以及再生好樹脂該裝置可實(shí)現(xiàn)水處理，飽和樹脂再生以及再生好樹脂返回等過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，從而達(dá)到連

54、續(xù)產(chǎn)水的目的。返回等過(guò)程同時(shí)進(jìn)行，從而達(dá)到連續(xù)產(chǎn)水的目的。 （三）連續(xù)式離子交換設(shè)備（三）連續(xù)式離子交換設(shè)備 123456樹脂進(jìn)口廢液出口溶液進(jìn)口圖10-10 篩板式連續(xù)離子交換設(shè)備1-樹脂計(jì)量及加料口 2-塔身 3-漏斗形樹脂加料口 4-篩板 5-飽和樹脂受器 6-虹吸管12345空氣廢液出口溶液進(jìn)口樹脂進(jìn)口樹脂出口圖10-11 漩渦式連續(xù)交換設(shè)備1-樹脂加料器 2-具有螺旋帶的轉(zhuǎn)子 3-樹脂提升管 4-塔身 5-虹吸管料液交換柱處理液水提升器水回流再生塔再生劑圖10-12 壓力流動(dòng)式離子交換裝置流程樹 脂噴 射 器料 液交 換塔處 理 液再 生 廢 液再 生 塔再 生 液出 水縮 口洗 滌

55、 塔 水洗 滌 水樹 脂樹 脂圖 10-13 重 力 流 動(dòng) 式 離 子 交 換 裝 置 流 程 流 程2 2ISEPISEP系統(tǒng)系統(tǒng)（四）（四）離子交換膜與電滲析離子交換膜與電滲析 圖10-14 ISEP實(shí)驗(yàn)室模型L100示意圖二、色譜分離設(shè)備二、色譜分離設(shè)備 色譜技術(shù)是利用混合物中各種組分的物理化學(xué)性質(zhì)色譜技術(shù)是利用混合物中各種組分的物理化學(xué)性質(zhì)（分子的形狀和大小、分子的極性、吸附力、分子親和（分子的形狀和大小、分子的極性、吸附力、分子親和力、分配系數(shù)等）不同，使各組分以不同程度分布在兩力、分配系數(shù)等）不同，使各組分以不同程度分布在兩相中，當(dāng)流動(dòng)相流過(guò)固定相時(shí)，各組分以不同的速度移相中，當(dāng)流動(dòng)相流過(guò)固定相時(shí)，各組分以不同的速度移動(dòng)，而達(dá)到分離的目的。動(dòng)，而達(dá)到分離的目的。 本節(jié)主要介紹凝膠色譜設(shè)備。本節(jié)主要介紹凝膠色譜設(shè)備。2/jing/C76/zcr-1.htm死空氣靜水壓參考點(diǎn)(b)(c)(a)操作壓參考點(diǎn)圖10-34 凝膠柱進(jìn)口磨口塞柱砂心濾板出口恒溫浴進(jìn)口濾板保溫夾層接泵螺絲尼