第六章 通风发酵设备
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第6章生物反应器生物反应器就是指提供适宜细胞生长和产物形成的各种条件,促进细胞的新陈代谢,在低消耗下获得高产量的一种反应设备。
一个优良的发酵罐应具备的条件:1)结构简单;2)不易染菌;3)良好的液体混合性能;4)较高的传质传热速率;5)单位时间单位体积的生产能力高;6)同时还应具有配套而又可靠的检测和控制仪表。
工业生产用的发酵罐趋向大型化和自动化。
6.1 通风发酵罐一、通用式发酵罐又称机械搅拌通气式发酵罐,使之既有机械搅拌装置,又有压缩空气分布装置的发酵罐。
1、工作原理是利用机械搅拌器的作用,使空气和发酵液充分混合,提高发酵液的溶解氧。
一个好的通用式发酵罐的基本条件:1)具有适宜的径高比;通常H/D = 2~4,罐身长有利于氧的溶解2)能承受一定压力;水压试验压力为工作压力的1.5倍,即0.38MPa3)搅拌通风装置要能使气泡分散细碎,气液充分混合,保证发酵液必须的溶解氧,提高氧的利用率4)具有足够的冷却面积;5)罐内应抛光,尽量减少死角,使灭菌彻底,避免染菌;6)搅拌器的轴封应严密,尽量减少泄漏。
2、结构特点发酵罐主要部件包括罐身、搅拌器、轴封、消泡器、联轴器、空气分布器、挡板、冷却装置、人孔及视镜等。
1) 罐体罐体由圆柱体及椭圆形或碟形封头焊接而成,材料为碳钢或不锈钢2) 搅拌器和搅拌轴其作用一是打碎空气气泡,增加气-液接触界面,以提高气-液间的传质速率;二是为了使发酵液充分混和,液体中的固形物料保持悬浮状态。
3) 挡板其作用是为防止发酵液随搅拌器运转而产生旋涡,以提高混合效果。
4) 空气分布器其作用是将无菌空气引入到发酵液中同时初步分散气泡。
5) 冷却装置在发酵过程中,细胞呼吸和机械搅拌都将产生一定热量,为了保证发酵在一定温度下进行,必须将这些热量及时移去,因此需要设置冷却装置。
6) 消泡器分耙式消泡器和半封闭涡轮消泡器二、机械搅拌自吸式发酵罐利用机械搅拌的高速旋转而吸入空气的一种发酵罐。
发酵工厂设备第一章、物料的处理与输送设备一、筛选:磁铁分离器、筛选机1、磁铁分离器用途:清除磁性金属杂质,避免对机器造成损害。
2、筛选机用途:清除杂质;物料分级。
二、粉碎机:锤式粉碎机、盘磨机、两辊式粉碎机)1、锤式粉碎机用途:中等硬度的物料的中碎与细碎作业,尤其适用于脆性物料。
锤式粉碎机粉碎机理:锤刀的冲击力、挤压、研磨。
2、盘磨机用途:广泛用于磨碎大米、玉米、豆类等物料。
主要构件:两个带沟纹的圆盘:两种方式:①一个和轴一起转动,另一个固定在外壳上;②两圆盘同时反向旋转3、两辊式粉碎机辊筒分为光辊及丝辊两种。
一个固定,一个可移动。
推力弹簧的作用:调节两辊间隙及对超载荷起保险作用;保护机器。
三、气流输送1、颗粒在输料管中的运动状态在垂直管中, u=ut,流态化状态:颗粒自由悬浮在气流中;u>ut,气流输送状态:颗粒均匀分布于气流中,随气流而流动。
在水平管中,悬浮流状态:当气流速度很大时;两相流状态:当气流速度降低时;团块流状态:当气速进一步降低时。
2、气流输送流程:真空输送流程、压力输送流程、混合式输送流程3、气流输送的适用性:①适合输送大米、大麦等松散的粒状物料;②适合用于输送量大且能连续运行的操作;③从几个不同地点,向一个送料点送料时,采用吸入式最合适;④从一个加料点向几个不同的地方送料时,采用压送式最合适;⑤短距离输送,选择低压压送;⑥长距离输送,高压压送。
4、物料分离装置:①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。
②重力式分离器:又称沉降器。
5、空气除尘装置:旋风分离器、袋滤器、湿式除尘器湿式除尘器就是利用水来捕集气流中的粉尘。
加料装置常用漏斗式加料器和螺旋式加料器。
6真空输送流程:1吸嘴;2软管;3固定管;4分离器;5旋转加料器;6排料斗;7吸风管;8除尘器;9风机;10排风管;四、输送机械:带式输送机、斗式提升机、螺旋输送机1、螺旋输送机的构造:机槽1螺旋叶片3 轴2传动装置5轴承4吊架6止推轴承—装在轴的两端,以承受螺旋推送物料时所产生的轴向力。