搅拌发酵罐中体积溶氧系数和功率消耗的估算.pdf

发酵科技通 讯 1839 年竿2 1 卷 第 4 期 搅 拌发酵 罐 中体积溶氧系数 和 功 率 消耗的估 算 Ts uN E丁oMo AsA I T A KEH K J o K oN 在一系列不同尺 寸的装有二档标准圆 盘六直 叶混轮搅 拌器的发 醉罐中 测定了溶 氧 系数 亚硫 酸 盐氧化 法 和搅 拌水 的功率 消耗 其试 验的装液量范围在1米 3 至 功 米 把罐直 径D 和液 柱高 度H 作为参 数 那么体积 溶氧系 数K 和通风 下 功 率消 耗P 的估算经验公 式表达如下 K 一3 0又1 0 D 0 H z 一l 3 N 15 D 2 V o 6 p 7 7又10 一S D 一 IHzo o N 3 15 D 5 7 V 一 这些公式 适用 于由操作参 数对 K 和 P 的直接估算 体积溶 氧系数 亚硫 酸盐氧化法 和 搅 拌水的 功率 消耗已普遍 被作为设计搅 拌 发酵 罐 的主要依据 至今 已报道了许多 对 估算 K 和P g 很有用的关系式 但是 从实用的 观 点来看 只有一部分的关系式 适用于 设计 具有二档标准 圆盘六 直 叶涡轮 搅拌 器的大型 发 酵罐 在 许 多情况中 对 发酵罐的比例 还 要有修正系数 在本研究中 对一系列不同 尺 寸的具有二 挡标 准圆盘六直叶涡轮搅拌器 的发酵罐 用 亚硫酸盐氧化法测定了体积溶 氧 系数K 和搅 拌水的 功 率 消 耗P和P 并 列出了 以罐径D 和液柱高度H 为发酵罐的 参数来 估算K P及P g 的经 验公式 这些 经验公式 适用 于直接 估算上 述类型发酵罐的 K P及P 这些发酵罐 的装液量可 在 1米 到1 00米 之间 材 料和方 法 使用四个不同尺 寸的具有二 档标准圆盘 六直叶涡轮搅拌器的 发酵罐 其 罐 径分别为 1 1米 1 6米 2 5米 4 4米 所试验发酵 罐 的各部分尺寸比为D D 1 3和1 2 L D 1 4 W D l 5 H D 1 0 一1 5 H D 0 5一0 8 H D 0 4一 表 2 两种过 滤 器 过 滤效 果 对比表 福 淫厂过滤 俞 后 空气 g 为仁 一 二 汀 一 1 丫 菇孤蒸 一 从 一一 兰丘Z厘韭三 甘 望竺上生 1 兰l 一兰 里牛二 二 翌燮兰一 答寻少丫卜竺 一色叮 色旦洋 皇 粤 些j 坚退上坚竺 望 产 匀兰 兰毕 兰 一口1 1十口二口i于些 口i丝止竺 燮 棍化十沽 j 生 三 二 兰 L 二 二一止三 匕 竺 生 兰 泣哎 刃 一 竺只 少二 厂 嵘几 二 号 一 罐一一一 共3 令 O p 八V 口 六U O币0 了 日 归 韶 月 叫 日向 闰 恻瑕 卿 净 卜 团 0 5 H c D 0 1一0 2 W D 0 2 这 些 发 酵罐装有五块档板 在试验中 罐内液 面上的压力为0 5一1 5个大气压 空气的空 罐 线速度约为2 0一1 00米 时 用0 IN 含有0 Ol 0 M硫酸铜 的亚硫 酸钠 溶 液 通过亚硫酸盐氧化法 测定体积溶氧系 数 并且 还根据空气 入口和 出口的 氧分压的 对数平均值来计算 其氧分 压 用Be c km a n 7 7 7氧分析仪来测定 搅拌水的功率消耗用瓦特表来测量 但 要修正传 动 电机和发酵罐功率传 递中的功率 损耗 么 生0盆0 01伽为 结果 和讨论 K V计算值 Kgm o l h a tt n 图Z K V观察值和计算值之间的关系 D m x 1 1 O 1 6 2 5 4 4 以D H N和D 作为操作参数 用 下列的 公式来表 示 搅拌水的功率 消耗 P P一5 3x10 一 D 一 今 S H I o4 N 3 D 今 3 P观察值和计算值之间 的关系如 图3 使用 公式 3 的估算误差 大约在士 1 5 多内 P与D 一 4 和H 4成 正比 R ush t on 等 人所定义的功率消耗量依据发 酵罐比例不 同 而不同 在通风的情况下 以D H N D 和V 作为操作 参 数 揽拌水的功率消耗P 用下面的公式表 达 2 0 0 1 伽 1 列州 一 朽 l 卜 出 划 姗 豁 d 以D H N D 和V 作为操作参 数 用亚硫酸盐氧化法测定的体积溶氧系数 K 用下面 的公式表达 K 一3 0又10 一 D H厂 1 N 6 D 3 V 6 1 K 观察值和计算值之 间的关系如图1 使用公式 1 的估算误差大约在士2 0 拓内 K 与D 2和 H 一 成正比 由公式 1 所 得的液休总体积 溶 氧系数 K V表达如 下 K V一2 4xlo 一 D 2 Z H I一 3 N D 2 3 v 2 V观察值和计算值之间 的关系如 图2 多户r 目门 叫州 州 曰卜 41 2 甘 忍啼 t肚 众O 嘴厂嗽简洲护咭 留 日 f2 4 鑫0 20 劫 f 002加 尸 勺 日 祠 月 肉日 州 日B 吕 测 攘 黔 卜 闰 K 沪 日 尸 补 迁 毛 合 K 计算值 K m o l m 3hatm 图I K 观察值和计算值之间的关系 D m x 1 1 O 1 6 J 2 5 召 图 3 D m p计算值 从公式 3 Kw p观察值和计算值之间的关系 X 1 1 O 1 6 中 2 s 4 4 2 14 二 歼色 承 忿 O 八 矛 补擎 o 珍 万 日 剩 月 门日 工 日 留 恻娥 豁 卜 团 P 7 7又20一 S D 一 H N 5 D 5 7 v厂 之5 4 P 的观察值和计算值之 间的关 系 如 图 4 使用 公式 4 的 估算误差大约在士2 0 终 内 P 与D 一 和D 1 咤 成正比 办 1 0 1 0乡 翅 0 2 二曰J二 二 1 一 2 0 4 0才OD 之伪 枷州 P V 0 4V 0 5N0 5 图 S K 观察值和 P V 0 4 V No 5 之间的关系 4伪 0 5 D m 又 1 1 O 1 6 J 2 5 4 4 种 动w e喇Ji喇 毖窝 测 姚 女 向 d 户24丁 之 匆 加 一翻 p 计算信 从公式 4 介 Kw 图4 p 观察值和计算值之间的关系 D m x 1 2 O 1 6 2 5 4 4 户 之 乳 阅毒户 呼尹 丫 才 卿介 口 璐麟创 d d 咋 幻公吞 杯刃一翻李一公 匆当 一 心肺 根据公式 2 和公 式 4 得到的单位功 率 消耗 的总休积 溶氧系 数K V P 表示 如 下 K V P 二3 zD H 一 N 一 D 一 月 V 5 根据操作参 数 用公式 1 和 4 直接 估算K 和P C p e r 等人把 溶 氧量 K V 7 与单位体积液 的功率消耗P V联 系 起 来 从而得忠这 样 的结果 对园盘叶片涡 轮 来说 K V 与 P V 5 成 正 比 而对 浆 式 搅拌 来说 K V 与 P V 5 成正 比 并且提出了一个经验 系数来修正H D 对K 的影响 R沁ha rd s 提出了K 与 P g V 4 N V 二5成比 例关系 但从图 5看 到 这关系在本研究巾 并不很 适 用 而O hg a m a 等 人把 通 风量 N 二Q ND W 和P P联系起来 但 从图 6表明 这关系在本研 究中也并不很适 用 依M沁h e l等人 所 见 对 于园盘 六 直 叶 图6 D m N Q ND Z W P g p观察值和N 产 二 Q ND iZW 又 1 1 O 1 6 J 2 5 4 4 涡轮搅 拌器来 说 P g 与P N 4 D 3 Q 一 2 成正比 综合公式 3 和 4 把 P 作为P 的函数 即可改写成下式 P 0 54P D 一 H 4 N 略 S D 3 V 一 0 6 在公式 6 中 N D V 的指 数与 Mi ch e l等人提 出的相当一致 术 语表 D 搅拌器直径 米 D 罐直径 米 H 上挡搅拌至液面的距离 米 H 二挡搅拌间的距离 米 H 下挡搅拌到罐底切线的距离 米 H 浓柱有度 H H 十H 米 215 发酵科技通讯 1 83年第贷卷第4 期 用黄色短杆菌柠檬酸合成酶突变株 生产 天门冬氨酸和赖氨酸 Is a mu Shii o 等 从一株黄色短杆菌谷氨酸产生菌中得到 ATCC 1 4O6 野生 菌 从N 2247 的柠檬酸合成酶 C S缺损的谷氨酸营养缺菌得来 的Cg共扳 谷氨酸营养 决陷型 2议 从 陷型在培养基中积 累丙氨酸 天门冬氨酸 N 2议得到的低活险CS原养型回复株N 丙 酮酸和大量乙酸 也发现具有低活性CS巧 再从N o 1 5分离 出 来 的 1 5 一8苗 抗 的 原养型回复株积累天门冬氨酸 虽然早就 AEC赖氛 酸产 牛 摘行八1一30和从黄 色短 杆 知道天门冬氨酸是谷氨酸生产 的一种 副产菌2 2 47得到白勺 高丝氨酸营 养缺陷型H一 物 但有关用微生物大量生产夭 门冬氨酸 的 1 0 13 报导并不多 而且天 门冬氨酸 乙酞 绒 酶八培养基1 9组 成为1升 中 含 3 6克葡萄糖 和丙 酮酸是赖氨酸生物 一合 成中的前休 研 究1 0克尿素 1克K H Z P O 0 4克MgS O 这种C S突 变作用对各种 赖氨酸产生苗产生 4H O 1 0 0微克盐酸 硫 胺 素 2微克d一 赖氨酸的影 响是值得注 意的 本文论 述了生 生 物 素 1克酩玩 氨 基 酸和了毫 升6N盐 物素对CS缺损的 具有低活性CS的突变株酸 并在1 1 5 灭茵功分 钟 培养 基2 3组 内 以及从回复 株得到的赖氨酸产生菌生产天 门为1升中含1 0克牛内膏 1 0克多陈 pi oy 冬氨酸 的影 响 p epto ne 5 克葡 萄搪 5克N尽el和2 0 克琼 脂 pH7 培养 基2选组成为1升 中含 材料和方法 2 5 5克甘蔗 糖蜜 还原 搪13 0 克 5 5克硫酸 钱 0 5克AZ一2 0 R 消 泡剂 5 0 毫 升 菌株和 培养基 使用黄色短 杆 菌 2 2连7 Mi ei k 大豆 粉酸水解液 和7 5 克C a CO 3 月日一 一 一 一 一 一一一一 一 一一一 一 一一 一 一 泽 K 体积溶氧系