搅拌器的各种形式及其特点
和应用
搅拌的作用
1、使物料混合均匀
2、强化传热、传质
使气体在液相中很好地分散
使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀地悬浮使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化
强化相间的传质（如吸收等）
强化传热
搅拌浆的功能
←提供搅拌过程所需要的能量和适宜的流动状态，以达到搅拌过程的目的。
←浆叶旋转运动，产生能量，作用于液体，形成流动状态。关键在浆叶，也与其它因素有关，如介质特性，搅拌器的工作环境等。
搅拌浆
常规的搅拌形式有锚式、桨式、涡轮式、推进式、框式等，搅拌装置在高
径比较大时，可用多层搅拌桨，特殊
产品甚至会使用较为复杂的MIG式搅拌。
搅拌器的型
式锚式
桨式
推进式
搅拌器的分类
按流体流动形态轴向流搅拌器径向流搅拌器混合流搅拌器
按搅拌器叶片结构平叶
折叶
螺旋面叶
按搅拌用途
低粘流体用搅拌器
高粘流体用搅拌器
浆式搅拌器
1、浆式搅拌器主要用于
流体的循环，不能用于气
液分散操作。
2、折叶式比平直叶式功
耗少，操作费用低，故折
叶桨使用较多。
主要应用
←液—液系中用于防止分离、使罐的温度均一，固—液系中多用于防止固体沉降。
←主要用于流体的循环，由于在同样排量下，折叶式比平直叶式的功耗少，操作费用低，故轴流桨叶使
用较多。
←也用于高粘流体搅拌，促进流体的上下交换，代替价格高的螺带式叶轮，能获得良好的效果。
推进式搅拌器
推进式搅拌器的特点
轴向流搅拌器
循环量大，搅拌功率小
常用于低粘流体的搅拌
结构简单、制造方便
涡轮式搅拌器
（透平式叶轮）
涡轮式搅拌桨
1、适用物料粘度范围广。
2、剪切力较大，分散流体
的效果好。
3、直叶和弯叶涡轮搅拌器
主要产生径向流，折叶涡
轮搅拌器主要产生轴向流。
锚式搅拌器
框式搅拌器
锚式和框式搅拌器特点
1、结构简单，制造方便。
2、适用于粘度大、处理量大的物料。
3、易得到大的表面传热系数。
4、可减少“挂壁”的产生。
螺带式搅拌器
螺杆式搅拌器
浆式、推进式、涡轮式和锚式搅拌器在搅拌反应中应用最广，据统计估计约占搅拌器总数的75～80%。
潜水搅拌机结构和选型方法 作者：南京兰江水处理设备有限公司 【QJB型潜水搅拌机】结构特点： 混合搅拌系列产品选用多极电机，采用直联式结构，能耗低，效率高；叶轮通过精铸或冲压成型，精度高，推力大，外型美观流畅，结构紧凑。 低速推流系列产品采用摆线针轮减速机，配备功率小，转速低，叶轮直径大，服务面积广。叶轮由聚胺脂材料和铝合金铸成，强度高，耐腐蚀性强，除了具有搅拌的功能外还能外还兼有推流和创建水流的作用。 潜水搅拌机的电机绕组为F级绝缘，防护等级为IP68。在污水厂的曝气系统中配合使用，可使系统能耗大大降低，且充氧量明显提高，能有效的防止沉淀。根据工艺要求，直联式潜水搅拌可配用导流罩。 【QJB型潜水搅拌机】选型注意事项： 为保证潜水搅拌机取得最佳运行效果，请使用方提供如下资料; ◎运用目的； ◎池型及尺寸，包括水深； ◎搅拌介质的特性，包括粘度、密度、温度、及固体物含量等。
6．性能原理 电机能在全浸没条件下连续运行、间隙运行和长期停止状态（正常工艺停机）后恢复运行，搅拌器在整个运行过程中保持平稳状态，无故障运行时间不少于10000小时，每日能连续24小时运行或间隙运行。 6.1导轨系统 导轨系统可自由调整搅拌器的提升和下降，并无需排空水池情况下拆卸和安装搅拌器，搅拌器全部的重量受力在一个支架上，并且这个支架可承受搅拌器产生的推力。 6.2电机壳体 搅拌器的电机壳体由优质不锈钢制造，壳体厚度足以承受何载，其表面加工平整光滑。 6.3叶轮 叶轮用不锈钢制造，且经动平衡实验。叶轮与轴之间装有锁定装置，以防转动时松动，叶片设计为三片式，具有自清洁及免振功能。 6.4轴 搅拌器的电机和叶轮采用直联式传动方式，轴由不锈钢制造，轴能承受所有轴向和径向载荷，轴承的设计寿命不少于100000小时，叶轮轴完全与搅拌介质隔离。 6.5轴封 采用两个相互独立高质量机械密封，机械密封面材料均采用耐腐蚀碳化钨，机械密封的使用寿命不低于25000小时。 6.6电机 潜水搅拌机的电机为三相鼠笼异步电机，防护等级为IP68，绝缘等级为F，潜水电机可连续运行，每小时可启动至少10次，潜水电机与搅拌器应是同一厂家制造。 6.7电缆和电缆密封 电机配有控制和动力水下电缆，为了打动最大限度地保护电机，即使在偶然的不正常运行情况下，电缆损坏且电机仍在水下，电缆进口也不允许有湿气进入电机和接线盒，电缆进口宜采用三道密封，内侧采用单芯电缆剥皮并镀锡后嵌入树脂中，中间整个电缆嵌入树脂中，最外部用长橡胶环密封，电缆密封组件应做成一集成。 6.8搅拌器保护 电机绕组上装有温度传感器以监测电机绕组过热，在搅拌器中应设置泄露和湿气保护传感器，应能监测并在搅拌器出现严重损坏前发出报警信号。
机械搅拌器直径大小与罐径的比例
机械搅拌器直径大小与罐径的比例 从机械搅拌器的功能可以知道，叶轮叶片的直径大小不是任意决定的，它可以影响叶轮的排出流量，也可以影响动力消耗，也就是可以影响向液体中输入能量的大小，说明叶轮的大小直接影响搅拌过程的进行。如果叶轮的大小选择合理，就能供给搅拌过程所需要的动力，还能提供良好的流动状态，完成预期的操作。 叶轮叶片的大小一般以桨径的大小（所谓桨径是指叶轮回转时前端轨迹圆的直径）和叶轮的宽度来衡量。桨径的选择与机械搅拌器的种类有关，与罐径的大小有关。 当搅拌罐中出现“圆柱状回转区”漩涡时，这个部分的混合很差，致使混合时间较长，不利于搅拌过程，所以一般都要设法缩小这个区域。如果减小桨径就可以缩小“圆柱状回转区”的半径。 如果因为种种原因，不方便更改桨径，那么除了通过减小浆径来缩小“圆柱状回转区”外，还可以通过以下两种方法： 安装搅拌器装置附件——挡板| 搅拌器的偏心式安装 在低黏度液时，由于液体流动性好，能量传递较容易，所以不必担心由于桨径的减小会造成叶轮外围出现死区。此时，只要叶轮的搅动液量范围够，就应将桨径取小些，以桨径与罐内径之比叫桨径罐径比d/D，一般桨式叶轮的 d/D=0,35~0.8。涡轮式叶轮的d/D一般为0.25~0.5。桨式之所以将d/D的范围取大些,是因为它的转速较低，还常用在黏度较高的条件下。考虑到具体的操作目的，还可将桨径尺寸选择更合理些。例如对于液液分散操作时，为使轻相组分不致集中在轴的附近，要使罐的中心部分和四周部分的分散相能侧时分散，取 d/D=1/3最合适，对气-液分散操作，也取d/D=1/3。据认为在这个条件下．当动力消耗一定时，传质速率较大。当固-液相悬浮操作时，为使罐底的固体颗粒易
潜水搅拌机选型方法 B1 搅拌型 B1·1 根据图B1或表B1确定待搅拌介质的污泥校正系数。 B1·2根据图B2或表B2确定搅拌池的池型校正系数。 B1·3按每立方米清水所需耗功4．8 w，乘以污泥校正系数，再乘以池型校正系数，得出每立方米待混合搅拌介质所需耗功的实际值，再乘以待搅拌介质的体积，得出整池待混合搅拌介质所需的功率。 B2推流型 B2·1 根据图B1或表B1确定待搅拌介质的污泥校正系数。 B2·2根据图B2或表B2确定搅拌池的池型校正系数。 B2·3根据搅拌介质初始流速y，通过图B3确定单位流量的耗功。 B2·4用搅拌介质初始流速y乘以叶轮旋转时所形成的截面积计算出搅拌机的流量。 B2·5用搅拌机的流量乘以单位流量的耗功，再乘以污泥校正系数和池型校正系数，即可得出整池介质所需的功率。 表B1 污泥校正系数表 固体物含量一次污泥二次污泥水解污泥重度 ％ g／cm 1.00 1.00 1.00 1.00 1.01 2.00 1.15 1.00 1.00 1.02 3.00 1.50 1.15 1.00 1.03 4.00 2.00 1.50 1.20 1.04 5.00 2.60 1.90 1.50 1.05 6.00 3.60 2.40 1.90 1.06 7.00 5.50 3.40 2.40 1.07 8.00 9.00 4.80 3.30 1.08 9.00 6.80 4.70 1.09 l0.00 10.00 6.40 1.10 11.00 8.40 1.11 表B2池型校正系数表 深度／直径池型系数深度／直径池型系数 0.10 1.40 0.85 1.05 0.15 1.3l 0.90 1.08 0.20 1.25 0.95 1.11 0.25 1.19 1.00 L15 0.30 1.14 1.05 1.19 0.35 1.10 1.10 1.25 0.40 1.08 1.15 1.32
搅拌器的选型
第三节搅拌器的选型 （一）搅拌器选型 桨径与罐内径之比叫桨径罐径比d / D，涡轮式叶轮的d / D一般为 0.25~0.5,涡轮式为快速型，快速型搅拌器一般在H 1.3D时设置多层搅拌器，且相邻搅拌器间距不小于叶轮直径d。适应的最高黏度 为50Pa?s左右。 搅拌器在圆形罐中心直立安装时，涡轮式下层叶轮离罐底面的高度 C 一般为桨径的1~1.5倍。如果为了防止底部有沉降，也可将叶轮放置低些，如离底高度C D/10.最上层叶轮高度离液面至少要有 1.5d 的深度。符号说明 b――键槽的宽度 B――搅拌器桨叶的宽度 d——轮毂内经 d o ――搅拌器桨叶连接螺栓孔径 d1 ――搅拌器紧定螺钉孔径 d2 ――轮毂外径 D J——搅拌器直径 D1 ――搅拌器圆盘的直径
G――搅拌器参考质量 h1 ――轮毂高度 h2 ――圆盘到轮毂底部的高度 L――搅拌器叶片的长度 R――弧叶圆盘涡轮搅拌器叶片的弧半径 M ――搅拌器许用扭矩（N?m） t――轮毂内经与键槽深度之和 ――搅拌器桨叶的厚度 i ――搅拌器圆盘的厚度 工艺给定搅拌器为六弯叶圆盘涡轮搅拌器，其后掠角为45。，圆盘涡轮搅拌器的通用尺寸为桨径d j：桨长I：桨宽b 20:5:4，圆盘直径一 般取桨径的2，弯叶的圆弧半径可取桨径的3。 3 8
查HG-T 3796.1~12-2005选取搅拌器参数如下表 由前面的计算可知液层深度H 2.45m，而1.3D i 2210mm，故 H 1.3 D，则设置两层搅拌器。 为防止底部有沉淀，将底层叶轮放置低些，离底层高度为425mm，上层叶轮高度离液面2D J的深度，即1025mm。则两个搅拌器间距为1000mm，该值大于也轮直径，故符合要求。 （二）搅拌附件 ①挡板 挡板一般是指长条形的竖向固定在罐底上板，主要是在湍流状态 时，为了消除罐中央的“圆柱状回转区”而增设的。 罐内径为1700mm，选择4块竖式挡板，且沿罐壁周围均匀分布地直立安装。
生物工程设备部分题型和答案 为什么发酵培养基灭菌采用湿热灭菌法？ 湿热灭菌是利用高饥寒和蒸汽将物料的温度升高使微生物体内的蛋白量变性进行灭菌的一种方法。工业发酵培养基灭菌的特点是数目多；含有良多固体物质；灭菌后要有利生产菌的成长；便利易行及价格廉价。由于蒸汽冷凝时会放出大量潜热，并具有很强的穿透力，灭菌效果好；蒸汽来源及控制操作条件方便，适用于工业发酵培养基的灭菌。影响因素：培养基成分、起泡水平、造就基颗粒大小、罐内空气消除、搅拌混合匀称等。 连续消毒灭菌法：当时将筹备好的空罐消好，而后把配制好的培育基经由专用的消毒装备，用泵连续进前进料消毒，冷却的灭菌方式叫持续消毒灭菌法。特点：连续性强，倏地灭菌消毒，培养基养分成分损坏少，适用于大容积发酵罐物料的连续灭菌消毒。但由于附加设备多，操作环节多，因而染菌机遇增长，染菌面波及普遍。操作要害：（1）连消设备无泄露，无梗塞，无死角，保障在管路消毒进程中总管，支管灭菌彻底；（2）打料过程中严格控制打料流速及打料温度，严格控制开冷却水时间；（3）打料结束后避免物料长时间在管路中滞留，要及时压出或及时接种。 试述高温短时灭菌的原理：用直接高温蒸汽灭菌，蒸汽在冷凝时释放大量的潜热，蒸汽具有强大的穿透力，蒸汽的湿热破坏菌体蛋白质和核酸的化学键，使酶失活，微生物代谢阻碍而死亡。并分析连续消毒灭菌特点：1提高产量，设备利用率高。2与分批灭菌比较，培养液受热时间短，培养基营养成分破坏少。3产品质量易控制，蒸汽负荷均衡，操作方便。4降低劳动强度，适用于自动控制。 从工程水平考虑，怎样提高供氧速率？ 提高空气流量；改变搅拌桨情势；提高搅拌转速和桨径；提高氧分压；改革培养基性质。 试述旋风分离器的工作原理，至少列举其两种用途。 旋风分离器是一种利用离心力沉降原理自气流中分离出固体颗粒的设备。从进口进入含有物料的气流，沿内壁一面做旋转运动，一面下降，达到圆锥底部后，旋转直径逐渐减小，根据动量守恒定律，旋转速度逐渐增加，使气流中的离子受到更大的离心力。离子由于离心力的作用，使它从旋转气流中分离。沿着旋风分离器的内壁面下落而被分离。气流到达圆锥部下端附近就开始反转，在中心部逐渐旋转上升，最后从上出口排出。 旋风分离器设备的主要功能是尽可能除去输送介质气体中携带的固体颗粒杂质和液滴，达到气固液分离，以保证管道及设备的正常运行。 生物反应器根据能量传递方式可以分为那些类别？通过机械搅拌输入能量的搅拌式发酵罐、利用气体喷射动能的气升式发酵罐和利用泵对液体的喷射作用使液体循环的喷射环流式发酵罐等。 发酵罐：罐体，搅拌器，挡板，消泡器，变速装置，联轴器和轴承，空气分布装置，轴封。 罐体：盛装物料；冷却管：冷却物料；搅拌轴：带动搅拌器旋转；搅拌器作用：使气泡
小型搅拌器三维设计及关键零部件工艺分析 摘要 搅拌设备使用历史悠久，应用范围广。在化学工业、石油工业、建筑行业等等传统工业中均有广泛的使用。搅拌操作看来似乎简单，但实际上，它所涉及的内容却极为广泛。本文介绍了小型搅拌器设计的基本思路和基本理论，分析了搅拌器的基本结构及其相关内容及搅拌器的运动和其动力装置。通过对搅拌器的基本设备的描述和对其基本工作原理、作用和功能等相关文献的参考，从而对小型搅拌器的设计加以综述。用pro/e 设计软件对搅拌器的零部件和整体进行三维设计。并对关键的零部件进行了工艺分析。 关键词：传动装置，联轴器，支承装置，电动机，减速器
The 3D Design of Small Blender and the Process analysis for the Key components Author:Du Bing Tutor:Yang Hansong Abstract The equipment of pulsator have a long history and are used in most areas. meawhile pulsator are used in tradition industry such as chemistry industry，petroleum industry，architecture industry and so on. The operation of mix round looks as if simpleness，but actually，the ingredient it involved are plaguy complexity. Tht text introduces the basic consider way and the basic theoretics of small pulsator design，and analyzed the basic configuration of pulsator and interfix content and analyzed the athletics and motivity equipment of describe the basic fixture of pulsator and consult its basic employment principle，function and operation，thereby summarize the design of small https://www.doczj.com/doc/e616863564.html,ing Pro/e software to draw a stirrer on the components and the overall three-dimensional image.And the analysis of key parts of the process. Key word: Gearing，Join shaft ware，Bearing device，Electromotor，Reducer 目录
目录 前言 (1) 第一章、概述 (2) 1.1、柠檬酸 (2) 1.2、柠檬酸的生产工艺 (2) 1.3、机械搅拌通风发酵罐 (3) 1.3.1、通用型发酵罐的几何尺寸比例 (3) 1.3.2、罐体 (3) 1.3.3、搅拌器和挡板 (3) 1.3.4、消泡器 (4) 1.3.5、联轴器及轴承 (4) 1.2.6、变速装置 (4) 1.3.7、通气装置 (4) 1.3.8、轴封 (5) 1.3.9、附属设备 (5) 第二章、设备的设计计算与选型 (5) 2.1、发酵罐的主要尺寸计算 (5) 2.1.1、圆筒体的内径、高度与封头的高度 (5) 2.1.2、圆筒体的壁厚 (7) 2.1.3、封头的壁厚 (7) 2.2、搅拌装置设计 (8) 2.2.1、搅拌器 (8) 2.2.2、搅拌轴设计 (8) 2.2.3、电机功率 (10) 2.3、冷却装置设计 (10) 2.3.1、冷却方式 (10) 2.3.2、冷却水耗量 (10) 2.3.3、冷却管组数和管径 (12) 2.4零部件 (13) 2.4.1 人孔和视镜 (13) 2.4.2 接管口 (13) 2.4.3、梯子 (15) 2.5发酵罐体重 (15) 2.6支座的选型 (16) 第三章、计算结果的总结 (16) 设计总结 (17) 附录 (18) 符号的总结 (18) 参考文献 (19)
生物工程设备课程设计任务书 一、课程设计题目 “1000m3的机械搅拌发酵罐”的设计。 二、课程设计内容 1、设备所担负的工艺操作任务和工作性质，工作参数的确定。 2、容积的计算，主要尺寸的确定，传热方式的选择及传热面积的确定。 3、动力消耗、设备结构的工艺设计。 三、课程设计的要求 课程设计的规模不同，其具体的设计项目也有所差别，但其基本内容是大体相同，主要基本内容及要求如下： 1、工艺设计和计算 根据选定的方案和规定的任务进行物料衡算，热量衡算，主体设备工艺尺寸计算和简单的机械设计计算，汇总工艺计算结果。主要包括： （1）工艺设计 ①设备结构及主要尺寸的确定（D，H，H L ，V，V L ，Di等） ②通风量的计算 ③搅拌功率计算及电机选择 ④传热面积及冷却水用量的计算 （2）设备设计 ①壁厚设计（包括筒体、封头和夹套） ②搅拌器及搅拌轴的设计 ③局部尺寸的确定（包括挡板、人孔及进出口接管等） ④冷却装置的设计(包括冷却面积、列管规格、总长及布置等) 2、设计说明书的编制 设计说明书应包括设计任务书，目录、前言、设计方案论述，工艺设计和计算，设计结果汇总、符号说明，设计结果的自我总结评价和参考资料等。 3、绘制设备图一张 4、设备图绘制，应标明设备的主要结构与尺寸。
生物工程设备部分习题 复习思考题： 1、通风发酵设备比拟放大的基本概念，说明以k d 及 为基准的 比拟放大的程序。 2、机械通风发酵罐中挡板的作用及全档板概念。 3、机械通风发酵罐的换热装置常用的有哪几种形式，并简要说明其特点。 4、发酵过程的热量计算方法有几种，并列出简单算式。 5、气升式发酵罐的结构工作及原理及特点。 6、搅拌器常用的形式有哪几种？在发酵罐中选取的流型有何特点，功率准数N P 的选定。 7、什么是牛顿型流体，什么是非牛顿型流体，非牛顿型流体有哪几种各自特点如何？ 8、复述双膜理论，写出传氧速率与气、液溶氧浓度关系式。 9、兼气酒精发酵设备常用结构，冷却面积的计算方法及步骤。 10啤酒圆筒锥体发酵罐的特点，及设计时需要考虑哪几方面问题。 11、写出生化过程5个参变量的检测目的及常用检测仪器。 12、什么叫生物传感器？生物敏感材料常用哪几种？ 13、生物传感器主要由哪几部分组成及工作原理。 14、生物传感器敏感膜的成膜方法通常有几种？说出其中一种的制作过程。 15、生物传感器在发酵生产中有何重要意义，举例说明。 16、简述搅拌周线速度（πND ）搅拌液流速度H 搅拌循环量Q L 对发酵缸比拟放大的影响。 1 2 p v
计算题|： 1、某通风发酵罐直径=液柱高度=2m N=2.0/s=120r/min 螺旋浆搅拌D i=0.33D=0.66m 通风比=0.5m3/m3minρ=1000kg/m3μ=0.001 牛.秒/m2求pg 2、某细菌醪发酵罐——牛顿流体 罐径=1.8米 园盘六弯叶涡轮直径D=0.60m，一只涡轮 罐内装器块标准挡板 搅拌四转速N=168转/分 通气量Q=1.42m3/分（罐内状态流量） 罐压ρ=1.5绝对大气压 醪液粘度：μ=1.96×10-3牛·秒/㎡ 醪液密度：ρ=1020kg/m3 求：Pg 3、有一个5m3生物反应器，罐径为1.4m，装液量为4m3，液深 为 2.7m，采用六弯叶涡轮搅拌器，叶径为0.45m，搅拌转速N=190r/min，通风比为1：0.2，发酵液密度为1040kg/m3，发酵液粘度：1.06×10-3Pa·s，现需放大至50 m3罐进行生产，试求大罐尺寸和主要工艺条件（列表） 4、一台连续灭菌设备，培养液流量为18m3/小时，发酵罐装 料36m3，原始污染度为105个/ml，要求灭菌度Ns=10-3个/罐，灭菌温度为398开（此温度下K=11/分，求维持时间ι和维持罐容积）
发酵罐设备分类简介 发酵罐 用于抗生素、氨基酸等近代生物技术产品的发酵罐，其主要形式结构未见有突出进展的介绍，而有关性能操作的部件却有日新月异的发展。主要是： 罐型结构 在生产规模应用的发酵罐大部分的型式，仍然是机械搅拌式、液体喷射循环式和压 缩空气鼓泡式三大类型。 1、机械搅拌式发酵罐 主要是从径向液流的涡轮搅拌器向轴向液流的翼型叶轮及其组合结构的研究方向发展，Lightnin公司的A315为首的轴向叶轮在80年代问世以后，许多国家的类似研究报道陆续发表，其几何尺寸大同小异，叶轮与罐径之比一般为0.5，搅拌功率常数为0.75。同时类似的结构ProchemMaxflo T搅拌器，叶轮与罐径之比稍小，为0.47，而搅拌功率常数为1.0。随之而起的还有Scaba 6SRGT搅拌器，叶轮与罐径之比为0.44。搅拌功率常数为1.40；另一种Ekatolnter搅拌器的叶轮与罐径之比则大至0.60，搅拌功率常数小至0.30，特别适用于高粘度的培养液的混合过程，并且对被 培养的生物体的剪切力也相当小，在配对使用时，具有良好的效果。 这些搅拌器虽然大都能够在不同程度上节约能量、提高气液接触效率。但是并不能完全取代涡轮搅拌器，不少生产工厂往往采用这类搅拌器与径向液流的涡轮搅拌组合使用，适当改变搅拌叶距，收到取长补短的效果，也有不少技术革新的介绍。国内已有不少单位进行研究开发，也有工厂曾经引进现成组件，在青霉素、柠檬酸、黄元胶等产品进行过15～100吨罐规模的试验。 2、液体喷射循环式发酵罐 这类罐型有塔式和罐式两种，通过动力输送培养液经过设在顶部或底部的喷嘴在高速液流下与压缩空气或自行吸入的空气进行混合，在反应器内自上而下或自下而上地经过或不经过导流筒或筛板进行分隔，实现发酵过程。对于大型发酵罐，由于搅拌罐的功率消耗太大，发展这类罐型仍然受到重视。研究开发的重点是喷嘴型式和结构。总的趋势是由双喷嘴向单喷嘴方向发展，从改进几何尺寸着手，提高气液比和混合效率。对于大型的罐式生物反应器，一种较新的构型是液体由下方的喷嘴进
搅拌器提资表表格：QL308 客户名称（业主）：Client / Owner: 联系人：Contactor: 地址：Contact address: 电话：Telephone: 项目名称：Project Description: 传真：Facsimile: 设备名称：Equipment Name: 位号：Item No.: 搅拌釜数据必填 T A N K D A T A 圆形槽 Circular Tank (mm) 长形槽 Rectangle Tank (mm) 方形槽 Square Tank (mm) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 槽体尺寸： Tank Dimension: 挡板数量： Qty. of Baffle 宽度： Width of baffle mm 长度： Length of baffle mm 离壁距离： Off-wall clearance mm 安装形式： Mounting 顶入 Top Entering 偏置 Off-set Entering 侧入 Side Entering 斜入 Inclined Entering 底入 Bottom Entering 装料量： Feed mass 最大 Max. m3 最小 Min. m3 空运转： No-load run 有 Y 否 N 安装环境： Installation 室内 ndoor 室外 Outdoor 操作条件及要求必填O P E R A T I N G D A T A 组分 Component 颗粒度 Granularity 重量 Weight ( % ) 体积 Volume ( % ) 密度 Density ( kg/m3 ) 粘度 Viscosity ( cp ) 温度 Temperature ( ℃ ) 压力 Pressure ( mPa ) 操作： Operating 设计： Design 混合物 Mixture 应用过程： Function of Agitator 混匀 Homogenizing 悬浮 Suspension 溶解 Solution 气体分散 Gas Dispersion 反应 Reaction 萃取 extraction 吸收 Absorption 传热 Heat Transfer 防止沉淀 Deposition Prevented 曝气 Aeration 发酵 Ferment 乳化 Emulsification 结晶 Crystallization 絮凝 Flocculation 稀释 Dilution 其它 Other 搅拌强度： Intensity of Mixing 温和（1~2级 Mild (class 1~2) 适中（3~5级） Moderate (class 3~5) 强烈（6~8级） Intensive (class 6~8) 剧烈（9~10级） Strenuous (class 9~10) 操作方式： Operating 连续 Continuous 间歇 Batch 混合时间： Mixing Time 分(min) 流体排量： Flowing Capacity m3/s ( ) ( )
搅 拌 釜 数 据 必 填 T A N K D A T A 卜 工 _ r 1 - __1-^*^ 长 度 Length of baffle 最大 m3最小 m3 Max. Min. 空运转： No-load run □“否 安装环境： Installation 表格：QL308 客户名称（业主）： Client / Owner: 联系人： Contactor: 地一 一址： Contact address: 电 话： Telephone: 项目名称： Project Description: 传 真： Facsimile: 设备名称： Equipment Name: 位 号： Item No.: 操 作 条 件 及 要 求 必 填 O P E R A T I N G D A T A 组 分 Component 颗粒度 Granularity 重量 Weight (% ) 体积 Volume (% ) 密度 Density (kg/m 3 ) 粘度 Viscosity (cp ) 温度 Temperature (C ) 压力 Pressure (mPa ) 操 作： Operating 设计： Design 混合物 Mixture 应用过程： Function of Agitator 口混匀 口悬浮 口溶解 口气体分散 匚1反应 Homogenizing Suspension Solution Gas Dispersion Reaction □萃取 口吸收 口传热 口防止沉淀 口曝气 extraction Absorption Heat Transfer Deposition Prevented Aeration 口发酵 口乳化 口结晶 □絮凝 口稀释 Ferment Emulsification Crystallization Flocculation Dilution □其它 Other 搅拌强度： Intensity of Mixing 口 温和(1?2级 □适中(3~5级) 口 强烈(6~8级) 口 剧烈(9~10级) Mild (class 1~2) Moderate (class 3~5) Intensive (class 6~8) Strenuous (class 9~10) 操作方式： Operating □连续 口间歇 Continuous Batch 混合时间： Mixing Time 分(min) 流体排量： Flowing Capacity m 3/s 搅拌器提资表 ) mm mm mm 槽体尺寸： Tank Dimension: 离壁距离 Off-wall clearance 方 形 槽 Square Tank (mm) .偏置 ■ Off -set Entering 圆 形 槽 Circular Tank (mm) 长 形 槽 Rectangle Tank (mm) 挡板数量： Qty. of Baffle 安装形式： Mounting .|侧入 口斜入 | 底入 — Side Entering Inclined Entering — Bottom Entering 宽度： Width of baffle I 顶入 Top Entering 装料量： Feed mass 室内 室外 I 室内 丨丨室外 ndoor Outdoor
反应釜搅拌器选型方法规范 反应釜搅拌器一个好的选型方法最好具备两个条件，一是选择结果合理，一是选择方法简便，而这两点却往往难以同时具备。 由于液体的粘度对搅拌状态有很大的影响，所以根据反应釜内搅拌介质粘度大小来选型是一种基本的方法。几种典型的搅拌器都随粘度的高低而有不同的使用范围。随粘度增高的各种搅拌器使用顺序为推进式、涡轮式、浆式、锚式和螺带式等，这里对推进式的分得较细，提出了大容量液体时用低转速，小容量液体时用高转速。这个选型图不是绝对地规定了使用浆型的限制，实际上各种浆型的使用范围是有重叠的，例如浆式由于其结构简单，用挡板可以改善流型，所以在低粘度时也是应用得较普遍的。而涡轮式由于其对流循环能力、湍流扩散和剪切力都较强，几乎是应用最广的一种浆型。 根据搅拌过程的目的与搅拌器造成的流动状态判断该过程所适用的浆型，这是一种比较合用的方法。由于苏联的浆型选择有其本国的习惯，所以与我国常用浆型并不尽相同。 推荐浆型是把浆型分成快速型与慢速型两类，前者在湍流状态操作，后者在层流状态操作。选用时根据搅拌目的及流动状态来决定浆型及挡板条件，流动状态的决定要受搅拌介质的粘度高低的影响。 其使用条件比较具体，不仅有浆型与搅拌目的，还有推荐的介质粘度范围、搅拌转速范围和槽的容量范围。 提出的选型表也是根据反应釜搅拌的目的及搅拌时的流动状态来选型，它的优点还在于根据不同搅拌过程的特点划分了浆型的使用范围，使得选型更加具体。比较上述表可以看到，选型的根据和结果还是比较一致的。下面对其中几个主要的过程再作些说明。 低粘度均相液体混合，是难度最小的一种搅拌过程，只有当容积很大且要求混合时间很短时才比较困难。由于推进式的循环能力强且消耗动力少，所以是最合用的。而涡轮式因其动力消耗大，虽有高的剪切能力，但对于这种混合的过程并无太大必要，所以若用在大容量液体混合时，其循环能力就不足了。
小直径高转速搅拌机的选型及使用 目前在SW中国的几个工厂使用最多的搅拌设备是小直径高转速搅拌机。其中尤其以涡轮式搅拌器（齿式叶片）为主，推进式搅拌器（桨状叶片）为辅，其他形式的叶片就更少了。现仅以前二种搅拌机为例，互相学习探讨一下相关的问题。 一、搅拌 搅拌是使釜（或槽）内物料形成某种特定方式的运动（通常为循环流动）。 搅拌注重的是釜内物料的运动方式和剧烈程度，以及这种运动状况对于给定过程的适应性。
二．小直径高转速搅拌机1.种类： （1）。推进式搅拌器 （2）。涡轮式搅拌器
(1)推进式搅拌器（旋桨式搅拌器） 其叶轮直径较小，通常仅为釜直径的0.2~0.5倍，但转速较高，可达 100~500r/min。 叶片端部的圆周速度较大，可达5~15m/s。 工作原理： 工作时，推进式搅拌器如同一台无外壳的轴流泵，高速旋转的叶轮使液体作轴向和切向运动。 液体的轴向分速度使液体沿轴向向下流动，流至釜底时再沿釜壁折回，并重新返回旋桨入口，从而形成如图3-3所示的总体循环流动，起到混合液体的作用。 液体的切向分速度使液体在容器内作圆周运动，这种圆周运动使釜中心处的液面下凹，釜壁处的液面上升，从而使釜的有效容积减小。下凹严重时桨叶的中心甚至会吸入空气，便搅拌效果急剧下降。 当釜内物料为液-液或液-固多相体系时，圆周运动还会使物料出现分层现象，
起着与混合相反的作用，故应采取措施抑制釜内物料的圆周运动。 推进式搅拌器的特点是液体循环量较大，但产生的湍动程度不高，常用于低黏度( <2Pa·s)液体的反应、混合、传热以及固液比较小的溶解和悬浮等过程。 (2)涡轮式搅拌器（齿状叶片为例） 该搅拌器有多种型式。大部分盘状叶片都属此类（如齿状叶片）其叶轮直径亦较小，通常也仅为釜径的0.2~0.5倍，转速可达10 ~ 500 r/min，叶端圆周速度可达4~ 10m/s。
《发酵工程设备》复习题纲 1. 发酵工程的定义，由哪几部分组成？ 2. 发酵设备的基本要求。 3. 带式输送机中输送带的类型，特点及应用场合。 4. 橡胶带的连接方法及其特点。 5. 带式输送机中张紧装置的目的，作用及类型。 6. 带式输送机生产能力的计算。 7. 螺旋输送机的工作原理，输送螺旋的类型及应用场合。 8. 螺旋输送机生产能力的计算。 9. 斗式提升机的工作原理，料斗的类型，装料及卸料方式的分类。 10. 气力输送的流程常见有几种，各自的特点如何，要求能画图说明。 11. 物料颗粒在垂直和水平管道中的运动状态与气流速度的关系如何？ 12. 离心泵的工作原理，如何正确选用离心泵？ 13. 容积泵的类型及应用特点。 14.振动筛的筛面运动形式及筛面结构怎样？ 15. 水平糖蜜稀释器的主要结构及作用。 16. 淀粉质原料进行蒸煮和糖化的目的是什么？ 17.喷射加热器的结构及工作原理。 18. 水力喷射泵和蒸汽喷射泵的工作原理。 19.机械搅拌通风发酵罐的结构，安装搅拌器和挡板的作用怎样？ 20. 发酵罐壁厚和封头壁厚的计算。 21.机械搅拌通风发酵罐中搅拌器的类型及各自的特点。 22. 端面轴封的原理。 23. 气升式发酵罐的原理及类型。 24. 自吸式发酵罐的工作原理及特点。 25. 固体发酵罐的功能及特点。 26. 啤酒的前发酵设备和后发酵设备在结构和作用上有何不同？ 27. 影响锥形罐内对流和热交换的主要因素。
28.朝日罐的结构特点及用于啤酒生产的优点。 29. 板框过滤机的结构及操作。 30. 沉降式离心机的结构，能画图说明。 31. 碟片离心机的工作原理及类型，碟片的作用是什么？排渣的方式如何？能画图说明轻重液体在碟片之间的分离路径。 32．凹底型夹套加热式麦芽汁煮沸锅对改善物料的传热有何益处？ 33. 中央循环管蒸发器的结构及工作原理。 34. 升膜形成的机理，升膜式蒸发器进行真空升膜蒸发的条件。 35. 降膜蒸发器用于布膜的分配器的类型及特点。 36. 能画图说明板式真空蒸发器的结构及物料流向。 37. 试比较我们所介绍的几种膜式真空蒸发器是如何进行布膜的。 38. 离心薄膜真空蒸发器的结构和工作过程 39. 啤酒生产中对麦芽干燥工艺的要求。 40. 喷雾干燥的原理及特点，喷雾干燥系统的组成。 41. 比较压力式、离心式、气流式雾化器的结构、原理及雾化性能。 42. 如何提高喷雾干燥热利用率的错拖。 43. 冷冻升华干燥的原理及特点 44. 了解一些常见的生物制品所适合的干燥设备的类型。 45. 蒸馏过程中粗馏和精馏有何不同。 46. 酒精蒸馏流程中，与气相进塔相比，液相进塔有何优点？与两塔流程比，三塔流程又有何优点？ 47.比较泡罩塔、筛板塔、浮阀塔各有何优缺点。 48. 精馏塔上的异常操作现象，如何控制。 49. 介质过滤除菌的机理。 50 撑握空气过滤除菌的流程及特点
第1，2章通风搅拌反应器 一、单项选择题 1、好气性发酵工厂，在无菌空气进入发酵罐之前___C___，以确保安全。 A.应该安装截止阀 B.应该安装安全阀 C.应该安装止回阀 D.不应该安任何阀门 2、机械搅拌发酵罐中最下面一档搅拌器离罐底距离一般___A___反应器直径的高度，最上面一个搅拌器要在液层以下0.5米(大罐)。 A.小于一个或等于一个 B.大于一个小于两个 D.等于两个 C.以上答案都不对 3、塔式啤酒发酵罐换热的蛇管在发酵罐外，蛇管内用 B 与罐内的啤酒发酵醪进行热交换。 A. 蒸气 B. 酒精 C. 冷凝水 D. 热水 4、目前啤酒厂的圆筒锥底发酵罐内采用_____C_____。 A.圆盘平直叶涡轮搅拌器 B.螺旋浆式搅拌器 C.无搅拌器 D.锚式搅拌器 5、气升式发酵罐的优点是无需 B 。 A. 空气过滤系统 B. 搅拌器 C. 空气喷嘴 D. 罐外上升管6．机械搅拌通风发酵罐在装液灭菌冷却后，搅拌器的输出功率应是：( A ) A．通入无菌空气后比通入无菌空气前有所下降 B．通入无菌空气后比通入无菌空气前有所上升 C．与有无空气无关，输出功率在通风前后保持不变 D．通入无菌空气后与通入无菌空气前相比，有时上升，有时下降 7．对于大通风比发酵过程来说，发酵罐内发酵液中的空气气泡直径：( C ) A．与通风量有关，与空气喷嘴直径有关 B．与通风量无关，与空气喷嘴直径有关 C．与通风量有关，与空气喷嘴直径无关 D．与通风量无关，与空气喷嘴直径无关 8. 外循环空气带升式发酵罐的优点是无需__________。 A.空气过滤系统 B.搅拌器 C.空气喷嘴 D.罐外上升管 二、多项选择题
第二节搅拌桨叶的设计和选型一、搅拌机结构与组成 组成：搅拌器电动机 减速器 容器 排料管挡板 适用物料：低粘度物料 二、混合机理 利用低粘度物料流动性好的特性实现混合 1、对流混合 在搅拌容器中.通过搅拌器的旋转把机械能传给液体物料造成液体的流动.属强制对流。包括两种形式： （1）主体对流：搅拌器带动物料大范围的循环流动 （2）涡流对流：旋涡的对流运动 液体层界面强烈剪切旋涡扩散 主体对流宏观混合 涡流对流 2、分子扩散混合 液体分子间的运动微观混合 作用：形成液体分子间的均匀分布 对流混合可提高分子扩散混合 3、剪切混合 剪切混合：搅拌桨直接与物料作用.把物料撕成越来越薄的薄层.达到混合的目的。 高粘度过物料混合过程.主要是剪切作用。 电 动 机 减速器 搅 拌 器 容 器 排料管
三、混合效果的度量 1、调匀度I 设A 、B 两种液体.各取体积vA 及vB 置于一容器中. 则容器内液体A 的平均体积浓度CA0为： （理论值） 经过搅拌后.在容器各处取样分析实际体积浓度CA.比较CA0 、CA . 若各处 CA0=CA 则表明搅拌均匀 若各处 CA0=CA 则表明搅拌尚不均匀.偏离越大.均匀程度越差。 引入调匀度衡量样品与均匀状态的偏离程度 定义某液体的调匀度 I 为： （当样品中CA < CA0时） 或 （当样品中CA > CA0时） 显然 I ≤1 若取m 个样品.则该样品的平均调匀度为 当混合均匀时 2、混合尺度 设有A 、B 两种液体混合后达到微粒均布状态。 B A A A V V V C +=00A A C C I =0 11A A C C I --=m I I I I m +??++=- 211 =-I
如何选择合适的搅拌器 搅拌装置的设计选型与搅拌作业目的紧密结合。各种不同的搅拌过程需要由不同的搅拌装置运行来实现，在设计选型时首先要根据工艺对搅拌作业的目的和要求，确定搅拌器型式、电动机功率、搅拌速度，然后选择减速机、机架、搅拌轴、轴封等各部件。共具体步骤方法如下： 1.按照工艺条件、搅拌目的和要求，选择搅拌器型式，选择搅拌器型式时应充分掌握搅拌器的动力特性和搅拌器在搅拌过程中所产生的流动状态与各种搅拌目的的因果关系。 2.按照所确定的搅拌器型式及搅拌器在搅拌过程中所产生的流动状态，工艺对搅拌混合时间、沉降速度、分散度的控制要求，通过实验手段和计算机模拟设计，确定电动机功率、搅拌速度、搅拌器直径。 3.按照电动机功率、搅拌转速及工艺条件，从减速机选型表中选择确定减速机机型。如果按照实际工作扭矩来选择减速机，则实际工作扭矩应小于减速机许用扭矩。 4.按照减速机的输出轴头d和搅拌轴系支承方式选择与d相同型号规格的机架、联轴器 5.按照机架搅拌轴头do尺寸、安装容纳空间及工作压力、工作温度选择轴封型式 6.按照安装形式和结构要求，设计选择搅拌轴结构型式，并校检其强度、刚度。
如按刚性轴设计，在满足强度条件下n/nk≤0.7 如按柔性轴设计，在满足强度条件下n/nk>=1.3 7.按照机架的公称心寸DN、搅拌轴的搁轴型式及压力等级、选择安装底盖、凸缘底座或凸缘法兰 8.按照支承和抗振条件，确定是否配置辅助支承。 在以上选型过程中，搅拌装置的组合、配置可参考(搅拌装置设计选择流程示意图)，配置过程中各部件之间连接关键尺寸是轴头尺寸，轴头尺寸一致的各部件原则上可互换、组合。
第三节搅拌器的选型 （一）搅拌器选型 桨径与罐内径之比叫桨径罐径比/d D,涡轮式叶轮的/d D一般为 0.25~0.5，涡轮式为快速型，快速型搅拌器一般在 1.3 H D >时设置多层搅拌器，且相邻搅拌器间距不小于叶轮直径d。适应的最高黏度为?左右。 50P a s 搅拌器在圆形罐中心直立安装时，涡轮式下层叶轮离罐底面的高度C 一般为桨径的1~1.5倍。如果为了防止底部有沉降，也可将叶轮放置低些，如离底高度/10 =.最上层叶轮高度离液面至少要有1.5d的深 C D 度。 符号说明 b——键槽的宽度 B——搅拌器桨叶的宽度 d——轮毂内经 d——搅拌器桨叶连接螺栓孔径 d——搅拌器紧定螺钉孔径 1 d——轮毂外径 2 D——搅拌器直径 J D——搅拌器圆盘的直径 1 G——搅拌器参考质量 h——轮毂高度 1 h——圆盘到轮毂底部的高度 2
L ——搅拌器叶片的长度 R ——弧叶圆盘涡轮搅拌器叶片的弧半径 M ——搅拌器许用扭矩()N m ? t ——轮毂内经与键槽深度之和 δ ——搅拌器桨叶的厚度 1δ——搅拌器圆盘的厚度 工艺给定搅拌器为六弯叶圆盘涡轮搅拌器，其后掠角为45 o α =，圆盘 涡轮搅拌器的通用尺寸为桨径j d :桨长l :桨宽20:5:4b =，圆盘直径一般取桨径的2 3 ，弯叶的圆弧半径可取桨径的3 8 。 查HG-T 3796.1~12-2005,选取搅拌器参数如下表
由前面的计算可知液层深度 2.45 =，而1.3210i D m m H m >， =，故1.3i H D 则设置两层搅拌器。 为防止底部有沉淀，将底层叶轮放置低些，离底层高度为425m m，上 层叶轮高度离液面2 D的深度，即1025m m。则两个搅拌器间距为 J 1000m m，该值大于也轮直径，故符合要求。 （二）搅拌附件 ①挡板 挡板一般是指长条形的竖向固定在罐底上板，主要是在湍流状态时，为了消除罐中央的“圆柱状回转区”而增设的。 罐内径为1700m m，选择4块竖式挡板，且沿罐壁周围均匀分布地直立安装。
搅拌器毕业设计 第一章绪论 搅拌可以使两种或多种不同的物质在彼此之中互相分散，从而达到均匀混合；也可以加速传热和传质过程。在工业生产中，搅拌操作时从化学工业开始的，围绕食品、纤维、造纸、石油、水处理等，作为工艺过程的一部分而被广泛应用。 搅拌操作分为机械搅拌与气流搅拌。气流搅拌是利用气体鼓泡通过液体层，对液体产生搅拌作用，或使气泡群一密集状态上升借所谓上升作用促进液体产生对流循环。与机械搅拌相比，仅气泡的作用对液体进行的搅拌时比较弱的，对于几千毫帕·秒以上的高粘度液体是难于使用的。但气流搅拌无运动部件，所以在处理腐蚀性液体，高温高压条件下的反应液体的搅拌时比较便利的。在工业生产中，大多数的搅拌操作均系机械搅拌，以中、低压立式钢制容器的搅拌设备为主。搅拌设备主要由搅拌装置、轴封和搅拌罐三大部分组成。其结构形式如下：（结构图） 第一节搅拌设备在工业生产中的应用范围很广，尤其是化学工业中，很多的化工生产都或多或少地应用着搅拌操作。搅拌设备在许多场合时作为反应器来应用的。例如在三大合成材料的生产中，搅拌设备作为反应器约占反应器总数的99%。。搅拌设备的应用范围之所以这样广泛，还因搅拌设备操作条件（如浓度、温度、停留时间等）的可控范围较广，又能适应多样化的生产。 搅拌设备的作用如下：①使物料混合均匀；②使气体在液相中很好的
分散；③使固体粒子（如催化剂）在液相中均匀的悬浮；④使不相溶的另一液相均匀悬浮或充分乳化；⑤强化相间的传质（如吸收等）； ⑥强化传热。 搅拌设备在石油化工生产中被用于物料混合、溶解、传热、植被悬浮液、聚合反应、制备催化剂等。例如石油工业中，异种原油的混合调整和精制，汽油中添加四乙基铅等添加物而进行混合使原料液或产品均匀化。化工生产中，制造苯乙烯、乙烯、高压聚乙烯、聚丙烯、合成橡胶、苯胺燃料和油漆颜料等工艺过程，都装备着各种型式的搅拌设备。 第二节搅拌物料的种类及特性 搅拌物料的种类主要是指流体。在流体力学中，把流体分为牛顿型和非牛顿型。非牛顿型流体又分为宾汉塑性流体、假塑性流体和胀塑性流体。在搅拌设备中由于搅拌器的作用，而使流体运动。 第三节搅拌装置的安装形式 搅拌设备可以从不同的角度进行分类，如按工艺用途分、搅拌器结构形式分或按搅拌装置的安装形式分等。一下仅就搅拌装置的各种安装形式进行分类说明。 一、立式容器中心搅拌 将搅拌装置安装在历史设备筒体的中心线上，驱动方式一般为皮带传动和齿轮传动，用普通电机直接联接。一般认为功率3.7kW一下为小型，5.5~22kW为中型。本次设计中所采用的电机功率为18.5kW，故为中型电机。