工業(yè)發(fā)酵設(shè)備 機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐

6發(fā)酵設(shè)備6.2.1機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐需氧發(fā)酵設(shè)備簡(jiǎn)介需氧發(fā)酵罐又稱(chēng)通氣發(fā)酵罐、好氣性發(fā)酵罐，需要將空氣不斷通入發(fā)酵液中，以供微生物所消耗的氧。通入發(fā)酵液中的氣泡越小，氣泡與液體的接觸面積就越大，液體中的氧的溶解速率也越快。常見(jiàn)類(lèi)型機(jī)械攪拌發(fā)酵罐伍式發(fā)酵罐自吸式發(fā)酵罐文氏管發(fā)酵罐氣升式發(fā)酵罐自吸式發(fā)酵罐文氏管發(fā)酵罐機(jī)械攪拌發(fā)酵罐氣升式發(fā)酵罐伍氏發(fā)酵罐6.2.1機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐定義：機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐是利用機(jī)械攪拌器的作用，使空氣和醪液充分混合，促使氧在醪液中溶解，以保證供給微生物生長(zhǎng)繁殖、發(fā)酵所需的氧氣。特點(diǎn)：機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵是目前使用最多的一種發(fā)酵罐（占發(fā)酵罐總數(shù)的70-80%），又稱(chēng)通用式發(fā)酵罐。通常只有在機(jī)械攪拌通風(fēng)式發(fā)酵罐的氣液傳遞性能或剪切力不能滿足生物過(guò)程時(shí)才會(huì)考慮使用其他類(lèi)型的發(fā)酵罐。

缺點(diǎn)：罐內(nèi)的機(jī)械攪拌剪切力容易損傷嬌嫩的細(xì)胞，造成某些細(xì)胞培養(yǎng)過(guò)程減產(chǎn)。6.2.1機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐一、機(jī)械攪拌通氣發(fā)酵罐的基本要求適宜的徑高比（高與直徑的比值為1.7-4）；能承受一定壓力、溫度。攪拌通風(fēng)裝置保證氣液充分混合。發(fā)酵用的攪拌通風(fēng)裝置能使氣液充分混合，保證發(fā)酵必需的溶解氧；具有足夠的冷卻面積。微生物生長(zhǎng)代謝過(guò)程放出大量的熱，為了控制發(fā)酵過(guò)程不同階段所需的溫度，應(yīng)裝有足夠的冷卻部件；死角少，滅菌徹底；軸封嚴(yán)密，泄漏少。6.2.1機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐二、發(fā)酵罐的基本組成與結(jié)構(gòu)基本組成：

①罐體部分罐體、進(jìn)料口、接種口、排料口、安全閥等②攪拌系統(tǒng)電機(jī)、減速裝置、攪拌軸、軸封、擋板、連軸器、軸承③控制系統(tǒng)冷卻管/夾套、空氣進(jìn)管、空氣分布器、空氣出口、補(bǔ)料口（營(yíng)養(yǎng)、酸堿、消泡劑、消泡器、取樣口等）④測(cè)量系統(tǒng)（P,pH，T，O2）⑤附屬（人孔、視鏡）機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)圖6.2.1機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐（1）罐體（結(jié)構(gòu)、材質(zhì)及附屬）材料為炭鋼或不銹鋼，且應(yīng)有一定的承壓能力，131℃，0.25MPa。罐頂上的接管有：進(jìn)料管、補(bǔ)料管、排氣管、接種管和壓力表接管。罐身上的接管有：冷卻水進(jìn)出管、進(jìn)空氣管、溫度計(jì)管和測(cè)控儀表接口。排氣管應(yīng)盡量靠近封頭的中心軸封位置，在其項(xiàng)蓋的內(nèi)面順攪拌器轉(zhuǎn)動(dòng)方向裝有弧形擋板，可以減少跑料。取樣管可裝在罐側(cè)或罐頂，視操作方便而定。原則上講，罐體上的管路越少越好，能合并的應(yīng)歸并，如進(jìn)料口、補(bǔ)料口和接種口可合為一個(gè)接管口。放料可利用通風(fēng)管壓出，也可在罐底另設(shè)放料口。6.2.1機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐（2）攪拌器作用--混合和傳質(zhì)①氣泡與發(fā)酵液充分混合，提高溶氧速率;②使細(xì)胞懸浮分散于發(fā)酵體系中;③強(qiáng)化傳熱過(guò)程。形式：有軸向式（槳葉式、螺旋槳式）和徑向式（渦輪式）兩種6.2.1機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐（3）擋板作用：改變液流的方向，由徑向流改為軸向流，促使液體劇烈翻動(dòng)，增加溶解氧。擋板對(duì)攪拌流型的作用6.2.1機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐（4）消泡器作用：是將泡沫打破。形式：鋸齒形、梳狀式及孔板式。

消泡器的長(zhǎng)度約為罐徑的0.65倍。（5）聯(lián)軸器及軸承聯(lián)軸器作用：大型發(fā)酵罐攪拌軸較長(zhǎng)，常分為2～3段，用聯(lián)軸器使上下攪拌軸成牢固的剛性聯(lián)接。常用的聯(lián)軸器有鼓形及夾殼形兩種。軸承：為了減少震動(dòng)，中型發(fā)酵罐裝有底軸承，大型發(fā)酵罐裝有中間軸承。6.2.1機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐（4）消泡器作用：是將泡沫打破。形式：鋸齒形、梳狀式及孔板式。

消泡器的長(zhǎng)度約為罐徑的0.65倍。（5）聯(lián)軸器及軸承聯(lián)軸器作用：大型發(fā)酵罐攪拌軸較長(zhǎng)，常分為2～3段，用聯(lián)軸器使上下攪拌軸成牢固的剛性聯(lián)接。常用的聯(lián)軸器有鼓形及夾殼形兩種。軸承：為了減少震動(dòng)，中型發(fā)酵罐裝有底軸承，大型發(fā)酵罐裝有中間軸承。6.2.1機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐（6）軸封定義：運(yùn)動(dòng)部件與靜止部件之間的密封叫作軸封。如攪拌軸與罐蓋或罐底之間。作用：防止泄漏和污染雜菌。形式：填料函和端面軸封兩種。填料函式軸封是由填料箱體、填料底襯套、填料壓蓋和壓緊螺栓等零件構(gòu)成，使旋轉(zhuǎn)軸達(dá)到密封的效果。端面式軸封又稱(chēng)機(jī)械軸封。密封作用是靠彈性元件（彈簧、波紋管等）的壓力使垂直于軸線的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)光滑表面緊密的相互貼合，并作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而達(dá)到密封。6.2.1機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐（7）驅(qū)動(dòng)及變速裝置定義：減速機(jī)是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪等速度轉(zhuǎn)換器，將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。（垂直方向的力乘上與旋轉(zhuǎn)中心的距離）作用：①降速同時(shí)提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機(jī)輸出乘減速比，但注意不能超出減速機(jī)額定扭矩。②降速同時(shí)降低負(fù)載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。一般電機(jī)都有一個(gè)慣量數(shù)值。試驗(yàn)罐：無(wú)級(jí)變速裝置發(fā)酵罐：有三角皮帶傳動(dòng)，圓柱或螺旋圓錐齒輪減速裝置。6.2.1機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐（8）發(fā)酵罐的換熱裝置①夾套式換熱裝置

：小型發(fā)酵罐、種子罐優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；在罐外，易清潔滅菌缺點(diǎn)：傳熱壁厚，水流速低，降溫效果差②豎式蛇管換熱裝置：容積5m3

以上的發(fā)酵罐，安裝于發(fā)酵罐內(nèi)，四組、六組或八組不等優(yōu)點(diǎn)：水流速大，傳熱系數(shù)高，用水量少。缺點(diǎn)：彎曲位置容易蝕穿③豎式列管換熱裝置

：大型發(fā)酵罐，以列管形式分組對(duì)稱(chēng)裝于發(fā)酵罐內(nèi)。優(yōu)點(diǎn)：加工方便，可代替擋板的作用缺點(diǎn)：傳熱系數(shù)較蛇管低，用水量較大6.2.1機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐三、罐體的尺寸比例罐體各部分的尺寸有一定的比例，罐的高度與直徑之比一般為1.7~4左右。

發(fā)酵罐通常裝有兩組攪拌器，