现代酶工程268电子教案课件完整版

1、第一章 生物质原料处理过程与设备第一节 生物质原料筛选与分级 生物加工原料在很多情况下往往会混入沙土、石子甚至金属等杂物。进行生产前，必须先将原料中混杂的杂物除去。所以在生产前，原料的除杂、筛选与分级处理是十分必要的。 一、筛选与分级设备二、筛选设备一、筛选与分级设备（一）磁力除铁器（二）精选机 目的是将夹杂在原料中的小铁块、螺丝等金属杂物除去，磁选设备分永磁溜管和永磁滚筒。 颗粒状的生物质原料（如大麦、小麦）等必须进行精选和分级，其主要原理是按颗粒长度进行分级，以除去不必要的杂粒，有滚筒精选机和碟片精选机两种 。二、筛选设备为保证生产质量，生产过程又往往将粒度不同的物料加以分级，这也要用筛子

2、来完成，发酵工厂中常用的是振动筛和转筒筛。 第二节 生物质原料的粉碎 在以固体生物质为原料的生物反应生产过程中，对原料粉碎的效果好坏，不仅直接反映出粉碎操作的合理性和经济性，而且会间接影响到下一工序如蒸煮、浸出、水解（酸解和酶解）和发酵等的效果和效率。（一）锤式粉碎机（二）辊式粉碎机（三）湿式粉碎机（四）球磨机（五）切片机（六）超细粉碎机（七）纳米粉碎机（一）锤式粉碎机 锤式粉碎机最大特点是具有很高的破碎比（达1050）这是其他粉碎机不能比拟的。此外单位产量能耗低、构造简单、结构紧凑、生产能力高等都是锤式粉碎机的优点。 （二）辊式粉碎机 辊式粉碎机广泛用于破碎粘性和湿物料块。啤酒厂粉碎麦芽和大

3、米都是用辊式粉碎机，常用的有两辊式、四辊式、无辊式和六辊式等。（三）湿式粉碎机 生物加工工厂中，粉碎原料时，往往会逸出较多的粉尘，影响环境。这是干法粉碎的一个不足之处。为了避免这一缺点，在某些产品的生产过程中，采用湿式粉碎操作，其所用到的粉碎机称为湿式粉碎机。湿式粉碎设备主要包括：输料装置、加料器、粉碎机和加热器等几部分。 （四）球磨机 球磨机是目前工业上广泛应用的粉磨机械。合理的选择粉磨设备和工艺流程非常重要，因为粉磨设备的动力消耗和投资占有很大的经济比重。（五）切片机 对生物质原料的粉碎处理，根据加工工艺的不同，对粉碎后的原料形状有不同的要求，有的要求是粉状的，有的要求是块状或片状的。要求

4、块状或片状的粉碎，这时要求用到切片机。（六）超细粉碎机 生物材料的超细粉碎除了使产品的粒度微细化外，还需保持产品的有效成分及营养物质不受氧化和损坏，不引入污染杂质，尽可能保持和改善产品的生化特性和风味等；另外，生物材料一般多含水分、纤维素、糖分、蛋白质及其它生物活性物质，使得加工过程中粘度大、韧性强、抗热性差，因而使物料的粉碎和分级较为困难。（七）纳米粉碎机 纳米粒子一般是指颗粒尺寸在1nm到100nm之间具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应的超细粒子，该粒子具有的比表面积、表面原子数、表面能和表面张力很大，且随粒径的下降急剧增加，因而展现出许多特有的性质。 第三节 生物质

5、原料固体间的混合 在生物加工的过程中，固体间的混合也是操作单元之一。固体间的混合与气体间的混合有很大的差别。气体通过分子扩散，互相掺合，最终自动达到均匀混合。而固体间混合需要外加机械作用才能进行。因固体粒子形状、粒径、密度等各不相同，各成分在混合的同时伴随着分离现象，所以固体间的混合不能达到完全的均匀，只能达到总体的均匀而不能达到局部的均匀性。（一）固体混合的机理（二）混合设备（一）固体混合的机理 固体粒子在混合器内混合时，会发生对流、剪切、扩散等三种不同运动形式，形成三种不同的混合：对流混合2剪切混合3扩散混合（二）混合设备 混合设备有两种，一种是不能转动的固定型混合机；一种是可以转动的回旋

6、型混合机。1回旋型混合机2固定型混合机（1）搅拌槽式混合机 （2）锥形混合机 （3）回转圆板型混合机 （4）流动型混合机 The End第二章 生物细胞培养基制备过程与设备所有的生物细胞都要不断地同外界进行物质和能量交换，都要进行新陈代谢，才能表现出生命活动，这时，就需要营养物质。生物技术产业中大多数都利用纯种培养技术，这就要求对培养基中已有的杂菌进行去除或杀灭。第一节 液体培养基的灭菌第二节 淀粉质原料的蒸煮与糖化第三节 纤维素和半纤维素的水解第四节 糖蜜原料的稀释与澄清第五节 啤酒生产中麦芽汁的制备设备第六节 淀粉水解制糖第七节 固体培养基制备第一节 液体培养基的灭菌一、湿热灭菌原理和影响

7、灭菌的因素二、连续灭菌流程及设备三、分批灭菌过程与设备一、湿热灭菌原理和影响灭菌的因素 营养成分的减少将影响菌种的培养和产物的生成，所以灭菌程度和营养成分的破坏成为灭菌工作中的主要矛盾，恰当掌握加热温度和受热时间是灭菌工作的关键。（一）灭菌动力学微生物受热而破坏是指其生活能力丧失，微生物热死灭原因是细胞内的反应。 （2）温度对死亡速率的影响图2-2 微生物死亡与温度的关系二、连续灭菌流程及设备 培养基灭菌应尽量采用高温短时间的连续灭菌。培养基经连续加热、维持和冷却后进入发酵罐。培养基的连续灭菌，就是将配好的培养基在向发酵罐等培养装置输送的同时进行加热、保温和冷却而进行灭菌 （一）连消塔喷淋冷却

8、流程（三）板式换热器灭菌流程（二）喷射加热真空冷却流程（四）设备构造和计算1连消塔又称加热器，是培养基于蒸汽混合加热至灭菌温度的设备。生产中一般用0.50.8Mpa的活蒸汽与预热后的料液直接接触而加热。 三、分批灭菌过程与设备 培养基的分批灭菌就是将配制好的培养基放在发酵罐或其他装置中，通入蒸汽将培养基和所用设备一起进行加热灭菌的过程，通常也称为实罐灭菌。（一）分批灭菌操作要点（二）分批灭菌的操作（三）分批灭菌的计算分批灭菌的计算主要是确定灭菌的时间。如果把微生物的热死亡动力学公式与阿累尼乌斯公式相结合，则可得第二节 淀粉质原料的蒸煮与糖化一、连续蒸煮糖化二、间歇蒸煮糖化 淀粉糖化的目的，是通

9、过糖化酶将淀粉、糊精进行水解。糖化的作用也就是把溶解状态的淀粉、糊精转化为能够被生物细胞利用的可发酵性物质（当然也有不发酵性物质生成，这主要是由于转移葡萄糖苷酶等的作用），降低醪液的粘度，有利于酵母的发酵和酵液的输送。一、连续蒸煮糖化连续蒸煮糖化工艺料液连续流动，在不同的设备中完成加料、蒸煮、糖化、冷却等不同工艺操作，整个过程连续化。 二、间歇蒸煮糖化（一）间歇蒸煮1蒸煮设备（二）间歇糖化工艺间歇糖化法的工艺流程：蒸煮醪糖化锅加水冷却（12060）加酸十加曲十糖化十冷却（6030）发酵罐（或酒母罐）第三节 纤维素和半纤维素的水解可以利用的生物质资源很多，包括各种农业残余物 、林业残余物、专门栽

10、培的作物以及各种废弃物。这些木质纤维材料完全可望将它们降解转化为糖类，并生物加工成有用的物质，如生物能源等。一、蒸汽爆裂法二、稀酸预处理法三、酸酶水解法一、蒸汽爆裂法 在众多预处理方法中，高压蒸汽爆碎技术是比较有效、低成本、无污染的新技术。向装有植物纤维物质的压力罐通入高压蒸汽，使罐温度达到200240左右，原料中的半纤维素会迅速分解释放出有机酸，发生自水解作用而可溶化。细胞间的木质素熔化，并发生部分降解，变得易为热水、有机溶剂或稀碱抽提。加上突然减压爆碎的机械分离作用，使植物细胞间质或细胞壁变疏松，细胞游离，纤维素的可酶解性明显增强。蒸汽爆碎技术的成败在于精确控制处理强度（蒸汽温度和处理时间

11、）和处理的均匀度。控制不当，半纤维素等未充分降解或降解产生的单糖被进一步降解破坏，得糖率往往会低于理论值的65% 。二、稀酸预处理法稀酸处理既对纤维物料进行预处理，又可以得到半纤维素水解的糖液，这是该法的一大特点，只要很好地将后者利用，则它将是一种有发展前途的预处理方法 。（一）影响酸水解的因素（二）稀酸水解生产流程和设备三、酸酶水解法两段水解的第一段为半纤维素水解，方法有化学或微生物或物理方法。 。第一段制低聚木糖方法是：蔗髓（即蔗渣糠）等半纤维素降解有采用热水蒸煮、酸水解、微波降解和酶解等方法。第二段水解获得的葡萄糖液为酸性，用石灰乳中和成硫酸钙 ，过滤得清净糖液。 第四节 糖蜜原料的稀释

12、与澄清一、糖蜜稀释器二、糖蜜原料的澄清糖蜜是一种非结晶糖分，因其本身就含有相当数量的可发酵性糖，无需糖化，因此是微生物工业大规模发酵生产酒精、甘油、丙酮丁醇、柠檬酸、谷氨酸、食用酵母及液态饲料等的良好原料。由于原糖蜜的浓度一般都在80Bx以上，胶体物质与灰分多，产酸细菌多，所以糖蜜酒精发酵前需进行稀释、酸化、灭菌、澄清等处理过程。一、糖蜜稀释器（一）水平式糖蜜连续稀释器（二）立式糖蜜连续稀释器（三）连续稀释器二、糖蜜原料的澄清 糖蜜原料的澄清的目的是使原料中的灰渣等固形物沉淀，同时进行灭菌，以达到发酵的要求。 1加酸通用处理法2加热加酸沉淀法3絮凝剂澄清处理法4酸化澄清设备澄清罐的总体积：第五

13、节 啤酒生产中麦芽汁的制备设备啤酒是生物加工产业中的一个典型产品，我国的啤酒生产已位于全世界第三位。影响啤酒的产量和质量的关键因素之一是麦芽汁的制备。麦芽汁是啤酒酵母的培养基。一、糊化锅二、糖化锅三、过滤槽四、麦汁煮沸锅五、糖化醪过滤槽一、糊化锅 糊化锅的主要作用是用于煮沸大米粉和部分麦芽粉醪液，使淀粉糊化和液化。1糊化锅的构造2糊化锅的容积3加热面积的计算二、糖化锅糖化锅的用途是使麦芽粉与水混合，并保持一定温度进行蛋白质分解和淀粉糖化，现时糖化锅的材料广泛采用不锈钢制作，也可用碳钢或铜钢制造。现时有的在锅内壁装有挡板，以改变流型，提高搅拌效果。有效容积的大小与加水量有关，一般糖化锅容积比糊化

14、锅大约一倍。锅底可做成平的，也有作成球形蒸汽夹套的。在六锅式糖化设备中，做成糖化、糊化两用锅，以提高糖化锅的利用率。锅体直径与高之比为21，升气管截面积为锅圆筒截面积的1/301/50。三、过滤槽过滤槽用于过滤糖化后的麦醪，使麦汁与麦槽分开而得到清亮的麦芽汁 。（一）型式与构造（二）有关参数1麦槽层厚度2过滤面积的确定3过滤槽容积的确定4过滤槽内耕槽的转速5过滤槽槽底与筛板的间距四、麦汁煮沸锅用于麦汁的煮沸和浓缩，蒸发掉多余的水分，使麦汁达到一定的浓度。并加入酒花，使酒花中所含的苦味及芳香物质进入麦汁中。 （一）型式与结构（二）容积计算（三）有关参数五、糖化醪过滤槽糖化醪的过滤是啤酒厂获得澄清

15、麦汁的一个关键设备，主要用于醪液的糖化和麦汁的过滤。糖化醪过滤槽的结构 第六节 淀粉水解制糖用于制备淀粉的原料主要为薯类、玉米、小麦、大米等富含淀粉的农产品。根据原料淀粉的性质及采用的催化剂不同，淀粉水解为葡萄糖的方法有酸解法、酶解法、以及酸酶结合法等。一、酸解法二、酶解法一、酸解法酸解法又称酸糖化法，它是以酸为催化剂在高温下将淀粉水解转化为葡萄糖的方法。（一）加压罐水解糖化（二）管道水解糖化二、酶解法酶解法是利用专一性很强的淀粉酶及糖化酶将淀粉水解为葡萄糖的方法 第一步，利用淀粉酶将淀粉液化；第二步，利用糖化酶将糊精或低聚糖进一步水解转化为葡萄糖。生产上这两步分别称为液化和糖化。 （一）液化

16、 （二）糖化 其工艺过程如下：液化糖化灭酶过滤贮糖计量发酵第七节 固体培养基制备一、固体培养基的制备方法及其设备发酵的类型按培养基的种类来分，有固体发酵和液体（深层）发酵两种。微生物在具有一定温度和湿度的固体表面进行生长和繁殖就称为固态发酵。固态发酵所用的培养基为固体培养基。在制造酶制剂、菌肥、发酵饲料、饲料添加剂、食品添加剂以及一些东方发酵食品中广泛采用。所以，研制一种新型的固体发酵生物反应器，并研究固体发酵工艺，克服现有反应器的缺点，可以将固体发酵推上一个新的台阶，促进我国生物技术的发展，具有十分重要的意义。 一、固体培养基的制备方法及其设备固体培养基的碳源主要来自小麦、麸皮、玉米、碎米、

17、大麦、高梁、米糠等淀粉质原料，氮源主要来自大豆、豆粕、豆饼、花生饼、蚕豆、豌豆等蛋白质原料。（一）各种工艺组合的培养基制备方法1润水设备2蒸煮设备（1）常压蒸煮锅（2）加压蒸煮锅（3）集搅拌、蒸煮、冷却于一体的蒸煮灭菌设备（4）连续蒸煮设备The End第三章 物料输送过程与设备第一节 液体输送设备一、离 心 泵二、往复泵三、其他类型的泵生产过程中常需要把液体从一个设备通过管道输送到另一个设备被输送的液体，性质各异因此生产上就需要采用各种不同结构、不同材质的液体输送机械根据其作用原理，大致可分为 :一、离 心 泵（二）工作原理（三）离心泵的主要性能参数（四）离心泵特征曲线（五）离心泵的气蚀现象

18、（六）离心泵的吸入高度（一）离心泵装置及其结构图3-1为离心泵装置简图。它由泵、吸入系统和排出系统三部分组成。吸入系统有吸入贮槽、吸入管、底阀、滤网。排出系统有排出贮槽、排出管、逆止阀、调节阀等。离心力的作用下液体被抛出，叶轮外周压力增高，叶轮中心形成真空。这样，叶轮在旋转过程中，一面不断吸入液体，一面又不断给吸入的液体以一定能量并送入排出管。 包括：流量、压头(扬程)、效率、转速、功率、气蚀余量（吸上真空度）等。主要性能参数有压头、流量、效率等。 1压头H单位质量液体流过泵后能量的增值称为压头，一般以符号H表示，单位为m。 2流量是指泵在单位时间内由泵的排液口排出的液体量，通常以体积流量来表

19、示，单位习惯上用m3/h表示。 单位时间内泵的泄漏量；它既包括所有不经过排液管而漏到泵体外部泄漏，也包括从泵作功部件出来后仍漏回泵吸液处的内部泄漏 3轴功率、有效功率和效率有效功率 ：轴功率 ：H泵的压头Q泵的流量液体密度 效率 （1）压头随流量的改变而改变的规律，流量增大，压头下降 ；（2）功率随流量的增大而上升，泵在启动前应关闭出口阀，以减小电动机的启动电流，避免电动机因负荷大而受损； （3）效率开始随流量的增大而上升，达到一最大值后随流量的增大而下降。 （七）离心泵的选择叶轮进口形成了低压 ，当压力降至被输送液体的饱和蒸汽压时，将发生沸腾 ，生成气泡向外周流动 。压力迅速加大而急剧冷凝，

20、液体以很大速度从周围冲向气泡中心，产生频率很高，瞬时压力很大的冲击。这种现象就称为气蚀现象 。如何防止？为了防止气蚀现象，泵的安装高度不超过某一定值，使泵入口处e的压力Pe应高于液体的饱和蒸汽压Pv，即气蚀余量大于泵刚好发生气蚀时的最小气蚀余量。 Pe泵入口压力 Ue泵入口管的液体流速 Pv液体的饱和蒸汽压 液体的密度 根据系统所需的扬程与流量就可以很方便地在图上选得合适的离心泵型号。 二、往复泵对于单动泵： 对于双动泵： Q理论流量，m3/min；F活塞的截面积，m2；D活塞直径，m；s活塞冲程，m；n每分钟活塞往复的次数；f活塞柱的截面积，m2。三、其他类型的泵（一）旋涡泵（二）齿轮泵（三

21、）螺杆泵第二节 气体输送设备一、空气压缩机二、离心通风机三、离心鼓风机一、空气压缩机（一）涡轮式空压机（二）往复式空压机由电动机通过增速装置直接带动涡轮高速旋转，将空气吸入并使之获得较高的离心力，甩向叶轮外圆周，部分动能转变为静压能，由压出管排出。 往复式空压机的结构和工作原理类似于往复泵，但因操作时气体受压发热，故在气缸外需有冷却装置。 空气压缩机所需消耗理论功率可用下式表示：N理论功率，kgm/min，16210kgm/min；P1、P2分别为压缩前后的空气压强，kg/cm2；V1空压机的吸气量，m3/min；m空气多变指数，=1.251.30。二、离心通风机（一）离心通风机的结构（二）离

22、心通风机的主要性能参数（三）离心通风机的特性曲线（四）离心通风机的选用由机壳、叶轮、轴等部件组成 ，叶片有平直、后弯、前弯几种 。1风压2风量风量Q就是气体通过泵进口的体积流率，单位为m3/h，气体的体积由进口状况决定。3功率与效率N轴功率，kW；Q实际风量，m3/h；Pt风压，Pa；全压效率，一般约为7090。 选用离心通风机时，应先根据所输送气体的性质与风压范围，确定风机类型，然后再根据所要求的风量与全压，从产品样本或规格目录中的特性曲线或性能表格中查得适宜的类型和机号。 国产离心通风机，常用的有4-73（4-72）型，9-19型和9-26型。例如9-19NO14。机号中的数字代表叶轮直径

23、mm数的1/100。其他符号说明详见产品样本。三、离心鼓风机外形与离心泵相像，外壳直径与宽度之比较大 ，离心鼓风机能达到较大的风压 。第三节 固体输送设备 机械输送 一、带式输送机二、斗式提升机三、螺旋输送机四、刮板输送机气力输送 五、气力输送设备一、带式输送机（一）带式输送机的结构和应用（二）生产能力和功率消耗的计算主要构件包括：输送带、鼓轮、张紧装置、支架和托辊等。有的还附有加料和中途卸载设备。 输送带既是承载构件，又是牵引构件，主要有橡胶带、塑料带、钢带等几种，一般采用多层的橡胶带。 1输送量的计算q带上单位长度的负荷，kg/m；V带的运行速度，m/s；2功率计算N带式输送机功率，kW；

24、H提升高度，m，上升为正，下降为负；K系数，表3-2所示；L输送机长度，m；Q输送能力，t/h；V输送带速度，m/s；K1起动附加系数，1.31.8；A系数二、斗式提升机（一）斗式提升机的结构和应用（二）生产能力和消耗功率的计算主要由传动的滚轮、张紧的滚轮、环形牵引带或链、斗子、机壳和装、卸料装置等几种部分组成。 斗式提升机的装料方法分掏取式和喂入式两种 ，掏取式装料是从提升机下部的加料口处 ，喂入式装料就是把物料直接加入到运动着的料斗中 。1生产能力计算i料斗容积，m3；a料斗间距，m；v运行速度，m/s；物料堆积密度，kg/m3；料斗的充填系数，粉状及细粒干燥物料=0.750.95，谷物=

25、0.700.90。2功率计算Q生产能力，t/h；H提升高度，m；总效率，0.30.8。三、螺旋输送机（一）螺旋输送机的结构和应用 （二）生产能力的计算物料由于重力和对槽壁的摩擦力作用，在运动中不随螺旋旋转，而是以滑动形式沿料槽移动。 Q生产能力，t/h；D螺旋的直径，m；s螺距，m；n螺旋每分钟的转数，r/min；物料的密度，t/m3；槽的装满系数 =0.1250.4，麦皮、米糠=0.25，粮粒=0.33。c倾斜系数 0时c=0.9，10时c=0.8，15时c=0.77，20时c=0.65。四、刮板输送机（一）刮板输送机的基本原理（二）生产能力和输送机的功率的计算被输送的物料受到刮板链条在运动

26、方向的压力和自身重量的作用，在物料之间产生了内摩擦力 ，保证了物料堆形成稳定状态，不至于在输送过程中发生翻滚现象 。内摩擦力又足以克服物料在料槽内移动时料槽对物料的外摩擦阻力，使物料成为连续整体的料流而被输送。 1刮板输送机的生产能力计算设备生产能力，T/h，必须大于或等于设计所要求的最大生产率Q；料槽宽度，m；h料槽高度，m，即指垂直段的机壳高度；V刮板链条运行速度，m/s，一般为0.10.5m/s；被输送物料的容重，T/m；输送机的输送效率，一般为0.70.9之间。2刮板输送机的功率计算五、气力输送设备（一）基本认识（二）气力输送系统的组成设备气力输送是利用气流在密闭管道中输送固体物料的一

27、种输送方法 ，也就是利用具有一定压力和一定速度的气流，来输送固体物料的一种输送装置，气力输送又称为风力输送。 3空气除尘装置2物料分离装置1进料装置The End第四章 空气供给工程第一节 空气除菌过程与设备一、空气除菌和灭菌方法二、空气过滤除菌流程三、空气预处理过程设备四、介质过滤除菌一、空气除菌和灭菌方法超声波、高能阴极射线、X射线、射线、射线、紫外线理论上都能破坏蛋白质活性而起杀菌作用。但由于具体的杀菌机理不是很清楚，目前应用较广泛的还是紫外线。 （二）热灭菌法依靠加热后使微生物体内蛋白质（酶）氧化而致死亡 （三）静电除菌利用静电引力来吸附带电离子而达到除尘灭菌的目的，当产生的引力等于或

28、小于气流对微粒的拖带力或微粒布朗运动的动量时，微粒就不能被吸附而沉降，所以静电除尘对很小的微粒效率较低。（四）介质过滤除菌目前生物加工过程中最常用的获得大量无菌空气的常规方法 ：一类是介质间孔隙大于微生物直径，故必须有一定厚度的介质滤层才能达到过滤除菌的目的，这类过滤介质有棉花、活性炭、玻璃纤维、有机合成纤维、烧结材料（烧结金属、烧结陶瓷、烧结塑料）；而另一类介质的孔隙小于细菌，含细菌等微生物的空气通过介质，微生物就被截留于介质上而实现过滤除菌，有时称之为绝对过滤。 （一）辐射杀菌二、空气过滤除菌流程（一）两级冷却、加热除菌流程（二）冷热空气直接混合式空气除菌流程（三）高效前置过滤空气除菌流程

29、（四）利用热空气加热冷空气的流程特点是两次冷却、两次分离、适当加热。 空气从贮罐出来后分成两部分，一部分进入冷却器，冷却到较低温度，经分离器分离水、油雾后与另一部分未处理过的高温压缩空气混合 ，省去第二次冷却后的分离设备和空气加热设备，流程比较简单 。利用压缩机的抽吸作用，使空气先经中、高效过滤后，再进入空气压缩机 ，再经冷却、分离，进入主过滤器过滤，就可获得无菌程度很高的空气。 利用压缩后热空气和冷却后的冷空气进行交换，使冷空气的温度升高，降低相对湿度。 三、空气预处理过程设备（一）空气预处理的作用与原理 （二）空气预处理设备（一）空气预处理的作用与原理目的是两个： 1提高压缩空气的洁净度，

30、降低空气过滤器的负荷； 2去除压缩后空气中所带的油水，以合适的空气湿度和温度进入空气过滤器。 原理：高度每上升10m，空气中微生物量下降一个数量级，尽量提高吸入口的高度，以减少吸入空气的尘埃含量和微生物含量。并在空气吸入口处设置粗过滤器 。（二）空气预处理设备1粗过滤器2空气压缩机3空气贮罐4气液分离器5空气冷却器Kt气体不同压力温度等熵指数；R气体常数；Z1、Z2名义进气、排气状态下压缩系数；T气体温度；p气体压强；下标1和2分别表示进气、排气状态。空气压缩后，经过冷却会有大量水蒸汽及油分凝结下来 ，需用气液分离器进行油水分离。 有立式列管式热交换器、喷淋式热交换器等。 四、介质过滤除菌（一

31、）介质过滤除菌机理（二）过滤介质（三）空气介质过滤器的设备构造（四）无菌空气制备新设备当气流通过滤层时由于滤层纤维网格的层层阻碍，迫使气流无数次改变运动速度和运动方向而绕过纤维前进，从而导致微粒对滤层纤维产生惯性冲击、重力沉降、拦截、布朗扩散、静电吸附等作用而把微生物滞留在纤维表面。 1惯性冲击滞留作用机理2拦截滞留作用3布朗扩散截留作用4重力沉降作用机理5静电吸附作用机理1纤维状或颗粒状过滤介质（1）棉花（2）活性炭（3）玻璃纤维（4）烧结金属（5）多孔陶瓷（6）多孔塑料1聚乙烯醇（PVA）过滤器将聚乙烯醇（PVA）乙酰化并以耐热树脂（如硅氧树脂）涂敷，制成片式过滤器。有圆板型和圆筒型两种。

32、PVA过滤器的电镜摄影呈现致密的纤维结构，而不是单片式的微孔网络。PVA过滤器能够经受蒸汽反复灭菌。如果发酵生产中所要求的K值在103104范围，则有效孔径de=2030m的PVA过滤器，只需要0.20.3cm厚的一层就能满足空气除菌的需要。聚乙烯醇（PVA）过滤器的特点是除菌效率达99.9999%以上，压力降在0.015MPa以下，使用可达一年以上，杀菌及干燥时间极短，更换方便，占地面积小。2Bio-x过滤器英国Domnick Hunter公司用直径为0.5m玻璃纤维制成1mm厚的滤材，卷成三卷，再以较粗的坚韧的玻璃无纺布做内外衬，再在内、外以不锈钢网固定，作成滤筒状。如图4-22。它能滤除

33、0.01m颗粒（噬菌体大小为0.02m），以油雾法（油雾直径为1.30.01m，平均0.3m）测定，过滤效率为99.9999%。填充率为6%，空气流量大，压力降小，结构简单，体积小，安装方便。缺点是强度不大，易损而失效，受潮也失效。3高流量过滤器这是Domnick Hunter公司开发的聚四氟乙烯（PTFE）材料为滤芯的以High Flow Bio-x和High Flow Tetpor II为代表的高流量过滤器，它结合了深层过滤技术和新的膜折叠技术。其过滤机理和过滤效率均同Bio-x过滤器，但所用材料PTEE是一种坚韧的疏水性材质，可以做成折叠滤芯，增加了过滤面积，使空气流量为Bio-x的3倍

34、，延长了使用寿命，进一步缩小了体积。这种过滤器的空隙率达94%，大于普通的膜过滤器（PTFE 为75% ，PVDF为 66%）。4其它膜过滤器核工业净化过滤工程中心研制成功的JPF型聚二氟乙烯膜折叠式过滤器，通过微孔滤膜绝对过滤，过滤精度极高，滤膜采用折叠形式，通气量大，压力降小，介质材耐高温，疏水性强，使用寿命长。 第二节 生物加工过程的空气调节一、空气调节的方法二、湿空气焓湿图三、水与空气直接接触进行空气调节四、表面换热器空气调节五、向空气喷蒸汽进行空气调节 一、空气调节的方法分成两大类：直接接触式和表面式。 直接接触式热、湿交换的设备特点是空气进行热、湿交换的介质和被处理的空气接触，通常

35、是将其喷淋到被处理的空气中去。 表面式热湿交换设备的特点是与空气进行热湿交换的介质不和空气直接接触，热、湿交换是通过处理设备的金属表面来进行的。 二、湿空气焓湿图（一）湿空气的几个主要状态参数（二）湿空气焓湿图介绍（三）空气状态变化过程及状态变化过程的表示方法（一）湿空气的几个主要状态参数1水蒸汽分压w空气中水蒸汽分压愈大，水汽含量就愈高。根据分压定律，与干空气分压之比/=为摩尔水汽与摩尔干空气之比，其中为湿空气的总压。2空气的湿含量H单位质量干空气中所含水汽的质量，称为空气的湿含量或绝对湿度，简称湿度，其单位为kg/kg，用符号H表示。 3空气的相对湿度为了表示距离饱和状态的程度，常用相对湿

36、度来衡量。4露点温度td空气在湿含量H不变的情况下冷却，达到饱和状态时的温度称为露点温度td。 5湿球温度tw在温度t、为湿度为H的不饱和空气流中，在绝热条件下达到平衡所显示的温度，称为空气的湿球温度。 6湿空气的焓空气的增湿或减湿过程是与空气与水两相间传质与传热同时进行的过程，不仅有湿量的转移，也有热量的传递，因此有必要知道空气的另一个性质焓。（二）湿空气焓湿图介绍1等焓线和等含湿线 2等温线3等相对湿度线4水蒸汽分压力线5热湿比线（三）空气状态变化过程及状态变化过程的表示方法1等湿（干式）加热过程 2等焓减湿过程3等焓加湿过程4等温加湿过程5减湿冷却（或冷却干燥）过程三、水与空气直接接触进

37、行空气调节（一）空气与水湿热交换原理（二）空气与水直接接触时的状态变化过程（三）用喷水室处理空气（四）喷水室的热工计算（一）空气与水湿热交换原理当空气遇到敞开的水面或飞溅的水滴时，便与水表面发生热、湿交换 ，在蒸发过程中，边界层中减少了的水蒸汽分子由水面跃出的水蒸汽分子补充；在凝结过程中，边界层中过多的水蒸汽分子将回到水面。（二）空气与水直接接触时的状态变化过程将空气与水的湿热交换过程看作饱和的与未饱和的两种空气的混合过程。随着水温不同，可以得到如图4-33和表4-9的七种典型的空气状态变化曲线。（三）用喷水室处理空气喷水增湿的方法又有两大类，其一是使喷洒的水量全部汽化后即能使空气达到要求的湿

38、度。另一种方法是使大量的水喷洒于不饱和的空气中，结果使部分喷水汽化后进入空气中，得到近乎饱和的湿空气，并使空气降温。最常用的是用喷水室处理空气。 （四）喷水室的热工计算（1）空气质量流速的影响v空气流速，m/s；空气密度，kg/m3；G通过喷水室的空气量，kg/h；f喷水室的横断面积，m2（2）喷水系数的影响（3）喷水室结构特性的影响4喷水室的热工计算方法（1）该喷水室能达到的1应等于空气处理过程需要的1；（2）该喷水室能达到的2应等于空气处理过程需要的1；（3）该喷水室喷出的水能放出（或吸收）的热量应等于空气得到（或失去）的热量。5喷水温度与喷水量的关系四、表面换热器空气调节利用表面式换热器

39、处理空气时能够实现等湿加热、等湿冷却和减湿冷却三种过程。 1等湿过程的传热系数2减湿冷却过程的传热系数五、向空气喷蒸汽进行空气调节如果将空气加湿到饱和状态点之后还要继续加入蒸汽，则多余的蒸汽将凝结成水，放出来的汽化潜热又将使饱和空气的温度继续升高，即空气状态将沿饱和线上升到状态点4。点4的具体位置可按热平衡的原则或作图法得到。使用作图法时，先按加湿量大小在等温线的延长线上找到点4，过点4的等焓线与饱和线的交点就是状态点4。The End生物工程设备第六章 通风发酵设备对通风发酵设备的要求（1）结构严密，经得起蒸汽的反复灭菌，内壁光滑，耐腐蚀性能好，内部附件尽量减少，以利于灭菌彻底和减少金属离子

40、对发酵的影响。（2）有良好的气液接触和液固混合性能，使物质传递、气体交换能有效地进行。（3）在保证发酵要求的前提下，尽量减少搅拌和通气时所消耗的动力，对通风发酵设备的要求（4）有良好的热量交换性能，以适应灭菌操作和使发酵在最适温度下进行；（5）尽量减少泡沫的产生或附设有效的消沫装置，以提高装料系数；（6）附有必要的可靠检测及控制仪表。1. 发酵罐的结构一机械搅拌通用式发酵罐（一）发酵罐的基本条件 原理：利用机械搅拌器的作用，使空气和醪液充分混合，促使氧在醪液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖，发酵所需要的氧气。 基本要求 1.结构上具有适宜的径高比。发酵罐的高度与径高比一般为1.74，罐身越长，

41、氧气的利用率越高。2.有一定的刚度与强度，由于发酵罐在灭菌过程和工作时，罐内有一定的压力和温度。因此需要一定的强度。3.搅拌通风装置使之气液充分混合，保证发酵液一定的溶解氧。4.足够的冷却面积。5.尽量减少死角。6.轴封严密。7.维修操作检测方便（二）发酵罐的结构好气性机械搅拌发酵罐是密闭式受压设备，主要部件包括罐身、搅拌器、轴封、打泡器、中间轴承、空气吹管（或空气喷射管），挡板、冷却装置、人孔等1.罐体结构：圆柱体和椭圆封头或碟形封头焊接而成，材料为碳钢或不锈钢。大型发酵罐可用衬不锈钢或复合不锈钢制成。刚度和强度：受压容器，空消或实消，通常灭菌的压力为2.5Kg/m3。小型发酵罐罐顶和罐身采

42、用法兰连接。顶部设有清洗用的手孔。接管罐顶：进料管，补料管，排气管，接种管和压力表管。罐身：冷却水进出管，进空气管，温度计管和测控仪表接口。排气管应尽量靠近封头的轴封位置。2.搅拌装置目的：有利于液体本身的混合及气液、气固之间的混合，质量和热量的传递，特别是对氧的溶解具有重要的意义，加强气液之间的湍动，增加气液接触面积及延长气液接触时间。搅拌器结构搅拌器可以使被搅拌液体形成轴向或径向的液流。发酵罐中以径向液流为主。用涡轮式搅拌器时为避免气泡在阻力较小的搅拌器中心部分沿着搅拌轴上升，在搅拌器中央常带有圆盘。常用的涡轮式搅拌器有平叶式、弯叶式和箭叶式三种。叶片数一般为六个，也有少至四个或多至八个的

43、。搅拌器结构为了拆装方便，大型搅拌器可做成两半型，用螺栓联成整体。功率消耗：平板式最大，弯叶式次之，箭叶式最小。搅拌器宜用不锈钢制造。1. 圆盘平直叶涡轮搅拌器与没有圆盘的平直叶涡轮搅拌特性差别小，从单口管喷出的气泡受到圆盘的阻挡，避免从轴部的叶片空隙上升，保证了气泡的更好的分散。循环输送量和功率输出大适用于各种流体，包括粘性流体、非牛顿流体的搅拌混合。 2. 圆盘弯叶涡轮搅拌器搅拌流型与平直叶涡轮相似，造成液体径向流动较为强烈，因此在相同的搅拌转速时，混合效果较好，功率输出较小。适用于混合要求特别高，而溶氧速率相对要求较低的发酵产品生产。3. 圆盘箭叶涡轮搅拌器其搅拌流型与上述两种涡轮相近轴

44、向流动更强烈。相同转速条件下，造成的剪切率低，输出功率也较低。挡板 阻止液面中央部分产生下凹的旋涡，64块挡板可满足全挡板条件,宽度为0.1-0.12D。全挡板条件：能达到消除液面旋涡的最低条件。在一定的转速下面增加罐内附件而轴功率保持不变。此条件与挡板数Z，与挡板宽度W与罐径D之比有关。 挡板计算n(b/D) =n（ 0.1-0.12D）/D=0.5D发酵罐直径，b挡板宽度N-挡板数3. 通气装置将无菌空气导入罐内的装置最简单的通气装置：单孔管，单孔管的出口位于最下面的搅拌器的正下方，开口往下，以免培养液中固体物质在开口处堆积和罐底固形物质沉淀。管口与罐底的距离约为40mm。开口朝下的多孔环

45、形管：环的直径约为搅拌器直径的0.8倍。小孔直径5-8mm孔的总面积约等于通风管的截面积。通气量较小时，气泡的直径与空气喷口直径有关。喷口直径越小，气泡直径越小，氧的传质系数越大。发酵过程中通气量较大，气泡直径仅与通气量有关而与分布器直径无关。强烈机械搅拌时，多孔分布器对氧的传递效果并不比单孔管为好，会造成不必要的压力损失，且易使物料堵塞小孔。4.传热装置排除发酵过程中由于生物氧化作用及机械搅拌产生的热量的装置在发酵过程中，放出的热量可用如下的热平衡方程式： Q发酵=Q生物+Q搅拌-Q蒸发-Q显-Q辐射Q发酵发酵过程中释放的净热量Q生物生物合成热，包括生物细胞呼吸放热和发酵热Q搅拌3600Pg

46、，Pg 搅拌功率， 功热转化率 860（Pg/V） Pg/V，单位体积培养液所消耗的功率（在通气情况下）860，热功当量，kcal/kw hQ蒸发排出空气带走水分所需的潜热 Q显排出空气带出的显热 Q辐射因罐外壁与大气间的温度差使罐壁向大气辐射的热量 Q蒸发+Q显=Q空气=(I2-I1)(L/V)L/V 单位培养液体所导入的干空气重量 Kg/m3 I2-I1 空气进入及离开发酵罐时的热含量Kcal/Kg 计算需实测，实测过程中维持培养液的温度不变，定期测量冷却水进口及出口的温度t2及 t1以及冷却水的流量GQ发酵=(t2-t1 )GC/VG水的流量C水的比热T2、t1水的进口、出口温度V培养体

47、积发酵罐传热面的传热系数K= Q发酵V/（F tm）F传热面积tm发酵液与冷却水间的平均温差 发酵换热装置的形式1.夹套式换热装置 多用于容积较小的发酵罐、种子罐。一般小于5m3，夹套的高度比静止液面高度较高即可，约高50100mm。夹套的宽度对于不同直径的发酵有不同的尺寸，一般为50200mm，具体设计Dg500600700180020003000DpDg+50Dg+100Dg+200夹套上设有水蒸汽，冷却水或其他介质的进出口。当加热用水蒸气，进口管应靠近夹套上端，冷凝液从底部排出；如果冷却介质是液体，则进口管应安在底部，是液体从底部进入上部流出。优点结构简单加工容易罐内无冷却设备，死角少，

48、容易进行灭菌工作，有利于发酵。缺点是传热，传热系数100250竖式蛇管换热装置竖式的蛇管分组安装于发酵罐内，有四组、六组或八组。5m3以上的发酵罐多采用优点：冷却水在管内的流速较快，传热系数高。约为300450（有时可达8001000）。缺点：容易被腐蚀，增加培养液中金属离子的浓度，腐蚀而形成穿孔，引起污染。竖式列管（排管）换热装置传热系数较蛇管低，用水量也较大。5、机械消沫装置发酵液中含有大量的蛋白质，在强烈的通气搅拌下产生大量的泡沫。导致发酵液的外溢和增加染菌机会须用加消沫剂的方法去除，泡沫的机械强度较差和泡沫量较少时，采用机械消沫装置也有一定作用。其作用是将泡沫打碎。消沫器可分为两大类内

49、置：防止泡沫外溢，它是在搅拌轴或罐顶另外引入的轴（指搅拌轴由罐底伸入时）上装上消沫桨。另一类置于罐外，目的是从排气中分离已溢出的泡沫使之破碎后将液体部分返回罐内。第一类最简单的是桨式消沫桨。6、连轴器及轴承支承大罐搅拌轴一般较长，常分二段或三段，用连轴器使上、下搅拌轴成牢固的刚性联接。作用是转送运动和功率。常用：刚性夹壳式连轴器：由两个半园筒形的夹壳组成，用螺栓固定。这种连轴器的优点是拆装方便，拆装时轴不需要作轴向移动。刚性凸缘式连轴器：由两个带凸缘的圆盘组成，半连轴器与轴是通过键进行固定，由轴上的轴启与锁紧螺母达到轴向固定。发酵罐的支承罐外的转动轴的轴承：用二个滚动轴承，用以承受径向载荷和轴

50、向载荷。罐内最好不安装轴承，罐内操作条件恶劣，润滑困难，安装维修不便；另一方面在罐内再加轴承，则成多支点支撑，对中不易，安装不好将产生偏心，加剧轴承的磨损和产生震动。搅拌轴的支撑最好做成悬臂状。但是发酵罐较长，仅用二个支撑点满足不了要求，需要增加罐内支撑点。可安装底轴承和中间轴承。这些轴承都要靠液体本身润滑，应用轴37、轴封搅拌轴的密封称为动密封。因为在发酵罐的密封除静密封外，还要考虑搅拌轴与罐盖之间的密封。由于搅拌轴是转动的和运动的，而顶盖是固定静止的，对这种运动与静之间的密封称为动密封。对动密封的基本要求1.密封要可靠；2.机构要简单；3.使用寿命要长。发酵罐中使用最普遍的动密封有两种：填

51、料函密封和机械密封（或称端面密封）1.填料函密封 填料箱本体固定在发酵罐顶盖的开口法兰上，将转轴通过填料函，然后放置有弹性的密封填料，然后放上填料压盖，拧紧压紧螺栓，填料受压后，产生弹性变形堵塞了填料和轴之间的间隙，转轴周围产生一定的径向压紧力，从而起到密封介质压力的作用。填料函密封的特点与缺点特点：结构简单，填料拆装方便。缺点：、死角多，很难彻底灭菌，容易渗漏及染菌。、轴的磨损较严重、增加由于摩擦所损耗的功率，产生大量的摩擦热、寿命较段，需经常换填料2.机械密封原理：靠弹性元件（弹簧、波纹管）及密封介质压力使两个精制的，精密的平面（动环和静环）间产生压紧力，相互贴紧，并作相对旋转运动而达到密

52、封。主要作用是将较易泄漏的轴面密封，改变为较难渗漏的端面（径向）密封。 机械密封的基本结构1. 摩擦付，即动环和静环2. 弹簧加荷装置3. 辅助密封圈（动环密封圈和静环密封圈）优点和缺点1. 泄漏量极少，约为填料函密封的1，动、静环密封圈与转轴或压盖是相对静止而几乎不受磨损，端面材料是由具有高度平直、滑动性、耐磨性好的适当材料构成的，即使无润滑性流体进行润滑，密封端面的泄漏量也是极少的。2. 使用工作寿命长。机械密封的磨损部分只限于密封端面，由于选用适当的耐磨材料因此它的磨损量极小，一般条件下可工作半年至一年，质量好的机械密封寿命可达25年以上。优点和缺点3不需要调整。动环由于密封流体压力和弹

53、簧力等推向静环方向，密封面自动保持紧密接触，因此不需要调整。4摩擦功率损耗小。由于密封端面的面积小、摩擦系数小，故摩擦阻力小，功率消耗小。其损耗功率仅为填料函密封的1015。5轴与轴套不受磨损。6结构紧凑，安装长度较短。由于不需要调整用的间隙，因而使结构紧凑。缺点：结构复杂，密封加工精度要求高，安装技术要求高，拆装不便，初次成本高等。 （三）发酵罐的几何计算1.几何尺寸：H/D=1.7-3.5; H:罐身高，D：罐径Di/D=1/21/3， Di：搅拌叶轮直径B/D=1/81/12， B：挡板宽C/Di=0.81.0，C：下搅拌叶轮与罐底距S/Di=25， S：相邻搅拌叶轮间距H0/D=2 H

54、0 ：罐高2.容积计算椭圆形风封头体积计算公称容积V公称= V下封头+D2H/4（3）液柱高度HL=H+ha+hb圆柱部分高度的装料系数，装料容积和装料系数装料容积V= （D2 ha /6）+（D2 H+hb）/4(5)装料系数， 0.6-0.8=V料/V全气升式发酵罐特点是结构简单，不需要搅拌不易污染，氧传质效率高，能耗低，节省动力约50%；装料系数达8090%； 安装维修方便，冷却面积小剪切力小较适于单细胞蛋白等的生产 发展初期：空气通过底部的多孔板分散成小气泡与培养基混合，向上移动，最后与二氧化碳等释出，培养液处于湍流状态。现在：上升管和下降管，含气率多的培养基比重小，向上升。含气率小的

55、培养基比重较大，由于在管内外的液体比重不同，而产生压力差，推动培养液在罐内循环 外循环与内循环气升式发酵罐上升管和下降管的布置可以装在罐外，称为外循环也可装在罐内，称为内循环。工作机理 罐内外装设上升管，上升管两端与罐底上部相连接，构成一个循环系统。在上升管的下部装设空气喷嘴口，空气以250300m/s的高速度喷入上升管，使空气分割细碎，使上升管的发酵液比重较小，加上压缩空气的动能，使液体上升，罐内液体下降，进入上升罐，形成反复的循环 结构参数高径比H/D=5 9导流筒径与管径比DE/D=0.6 0.8循环周期时间的确定 tm=VL/VC=VL/(/4)DE2vmVL罐内培养液体积VC培养液循

56、环量DE导流管（上升管）直径vm导流管中液体平均流速气液比R空气喷出压力差p及循环速度vm之间的关系，通气量对其混合和溶氧起决定作用通气压强（空气喷出压力差p）：发酵液流动与溶氧有相当影响气液比R= VC /V G环流速度取1.2 1.8 m/s，多段导流管或有筛网时可降低。溶氧传质气液传质速率取决于发酵液的湍动及气泡的剪切细碎状态，气液湍动与混合受反应器输入能量的影响反应溶液气含率与空气截面速度vs关系： h=KvsnK,n为经验指数，鼓泡塔式发酵罐低通气速率时，n=0.7 1.2，高通气速率时，n=0.4 0.7体积溶氧系数为空截面空气速度的函数kLa=bvsm水和电解质，m=0.8 b实

57、验数据，与空气分布器形式和溶液性质的函数气升环流式发酵罐当通气输入功率为Pg/VL=1kW/m3，OTR=2 3kg/（m3h），溶氧速率为2kg/（kWh）喷嘴直径的确定 喷嘴的结构如图 喷嘴直径的确定自吸式发酵罐特点与不足种类自吸式发酵罐特点与不足节约设备投资，减少厂房面积溶氧速率高，溶氧效率高，能耗低某些发酵则生产效率高，经济效益高。缺点：易染菌，需高效过滤系统种类机械搅拌自吸式发酵罐喷射自吸式发酵罐溢流喷射自吸式发酵罐机械搅拌自吸式发酵罐不需要空气压缩机，而在搅拌过程中自吸入空气的发酵罐。开始于1960s，通风装置由转子和定子组成。机理在转子启动前先用液体将转子浸湿，然后启动马达使转子

58、转动。由于转子高速旋转，液体或空气在离心力的作用下被甩向叶轮外缘，而使流体获得能量，通风机理转子叶轮空腔内的流体从中心甩向外缘时，中心形成负压，转子转速愈大，所造成的负压也愈大。由于转子的空腔用管子与大气相通，由于大气的空气不断的被吸入，甩向叶轮的外缘，通过导轮而使气流均匀甩出。转子搅拌使气液在转子的周围形成强烈的混合流，使刚离开叶轮的空气不断在发酵液分裂成细微的气泡，并在湍流状态下混合、翻腾、扩散到整个罐中。自吸式通风装置在搅拌的同时，完成了通风作用。叶轮形式有：六叶轮、三叶轮、四弯叶轮等形式。常见的为三叶轮和四弯叶轮。叶轮却是空心体，叶轮直径为罐直径的1/3到1/15。自吸的搅拌转速一般比

59、通用式高，对于单个罐功率较高，也可削去空压机的功率，功率下降，减少30。设计要点高径比：利用负压吸空气，不宜取大。以液面与搅拌吸气转子的距离2-3m。转子与定子的确定：三棱叶转子特点：直径大；较低转速时吸气量大吸气量稳定，吸程大搅拌功率高直径为罐直径的0.35倍具体数据见书，46页四弯叶转子剪切作用小阻力小消耗功率小转速高吸气量大溶氧系数高具体结构见书47页吸气量计算满足单位体积功率消耗比时：三棱叶自吸式搅拌器吸气量： f(Na, Fr)=0Na; 吸气准数，=Vg/(nd3)Fr; 弗鲁特准数，=n2d/gd: 叶轮直径，m n：转速, 1/sVg：吸气量， m3/s g ：重力加速度常数,

60、 9.81m/sFr增至一定值， Vg趋于稳定， Na =0.0628-0.0634， 修正系数为0.5-0.8四弯叶自吸式搅拌器吸气量计算Vg =12.56nCLB(D-L)K (m3/min) n,叶轮转速，r/min；D, 叶轮外径，L， 叶轮开口长度，m；B， 叶轮厚度，m；C， 流率比，C=K/（1+K）K，充气系数喷射自吸式发酵罐文式管吸气自吸式发酵罐利用泵使发酵液通过文式管吸气装置，液体在收缩段加速，形成真空，吸入空气，气泡分散与液体混合，收缩段液体Re6104, 吸气量及溶氧速率高液体喷射自吸式发酵罐尺寸范围内，体积溶氧传质系数数学表达式为：kLa =1.0（PL/VL）0.2