项目通风发酵设备的认知与操作

生物工程设备及操作技术项目2.1通风发酵设备的认知与操作231－轴封；2、20－人孔；3－梯；4－联轴；5－中间轴承；6－温度计口；7－搅拌叶轮；8－进风管；9－放料口；10－底轴承；11－热电偶接口；12－冷却管；13－搅拌轴；14－取样管；15－轴承座；16－传动皮带；17－电机；18－压力表；19－取样口；21－进料口；22－补料口；23－排气口；24－回流口；25－视镜；大型发酵罐结构图一、机械搅拌发酵罐1.罐体：由圆柱体与椭圆形或蝶形封头焊接而成发酵罐的壁厚及封头厚度的计算

大中型发酵罐上封头一、机械搅拌发酵罐的结构搅拌器的主要作用是混合和传质，即时使通入的空气分散成气泡并与发酵液充分混合，气泡细碎以增大气—液界面，获得所需要氧速率，并使生物细胞悬浮分散于发酵体系中，以维持适当的气—液—固(细胞)三相的混合与质量传递，同时强化传热过程。2.搅拌器和挡板一、机械搅拌发酵罐的结构搅拌器轴用来传递动力至叶轮，所以该传动轴必需能承受扭力以及液体冲击带来的弯距。在设计时还要考虑到传动轴需要足够的钢性从而把振动和变形减少到最低程度。搅拌器轴一、机械搅拌发酵罐的结构其作用是打碎气泡，使氧溶解于发酵液中；有涡轮式、推进式和Lightnin式搅拌叶轮，大多采用涡轮式叶轮，其有平叶式、弯叶式、箭叶式之分；从搅拌程度来说，以平叶涡轮最为激烈，功率消耗也最大，弯叶次之，箭叶最小。发酵罐搅拌叶轮结构图1-六直叶涡轮式；2-推进式3-LightninA-315式

叶轮一、机械搅拌发酵罐的结构

挡板：①防止液面中央产生漩涡，②促使液体激烈翻动，增加溶解氧，③改变液流的方向，由径向流改为轴向流。通常挡板宽度取(0.10.12)D，装设4~6块即可满足全挡板条件所谓“全挡板条件”是指在一定转速下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。要达到全挡板条件必须满足下式要求：

无挡板的搅拌器形成的流型

有挡板的搅拌器形成的流型一、机械搅拌发酵罐的结构3、轴封作用：使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封，防止泄露和污染杂菌。常用的轴封有填料函轴封和端面轴封两种。压紧螺栓填料箱体

填料函转轴填料压盖铜环填料转轴动环静环堆焊硬质O形环弹簧装置一、机械搅拌发酵罐的结构

空气分布器的作用：吹入无菌空气，并使空气均匀分布。分布装置的形式有单管及环形管等，常用的分布装置有单管式。4、空气分布器环型空气分布管单管式空气分布装置一、机械搅拌发酵罐的结构5、消泡装置消泡装置就是安装在发酵罐内转动轴的上部或安装在发酵罐排气系统上的，可将泡沫打破或将泡沫破碎分离成液态和气态两相的装置，从而达到消泡的目的。

旋风离心式叶轮离心式耙式消泡器碟片式消泡器刮板式消泡器一、机械搅拌发酵罐的结构二、气升式发酵罐类型：气升环流式、鼓泡式、空气喷射式等气升内环流发酵罐、气液双喷射气升环流发酵罐、设有多层分布板的塔式气升发酵罐已在工业上应用。二、气升式发酵罐把无菌空气通过喷嘴或喷孔喷射进入发酵液中，通过气液混合物的湍流作用而使空气泡分割细碎，同时由于形成的气液混合物密度降低故向上运动，而气含率小的发酵液则下沉，形成循环流动，实现混合与溶氧传质。工作原理二、气升式发酵罐三、自吸式发酵罐自吸式发酵罐：

不需空气压缩机提供加压空气，而依靠特设的机械吸气装置或液体喷射吸气装置吸入无菌空气，实现混合搅拌与溶氧传质的发酵罐。应用：

酵母及单细胞蛋白生产、醋酸发酵、维生素等生产