第二章_发酵设备(讲课版本).pptVIP

第二章 发酵设备 问题 通用式机械搅拌发酵罐中的平直叶涡轮搅拌器为什么要安一个圆盘呢？ * 某制药厂抗菌素车间照片 通风发酵设备 抗生素、酶制剂、酵母、氨基酸，维生素等 需要强烈的通风搅拌→提高氧传质系数KLα 嫌气发酵设备 丙酮丁醇、酒精、啤酒、乳酸等 不需要通气 通风发酵设备 机械搅拌通风发酵罐 气升式发酵罐 自吸式发酵罐 通风固相发酵罐 机械搅拌通风发酵罐 工作原理： 利用机械搅拌，使空气和发酵液充分混合促使氧溶解(供给微生物需要)。 之机械搅拌发酵罐 结构 发酵罐结构图 之机械搅拌发酵罐 机械搅拌发酵罐装配图 （种子罐装配） 如何取样? 如何补料？ 如何灭菌？ ……. 发酵罐结构及间歇灭菌 形状： 圆柱体；椭圆形或碟形封头焊接而成 材料：碳钢或不锈钢 耐受130℃和0.25MPa(绝对压力)。 之机械搅拌发酵罐 罐 体 椭圆封头 筒体 冷却蛇管 接管 进料管，补料管，进气管，排气管，接种管和仪表接管等。 之机械搅拌发酵罐 搅拌器 作用：打碎气泡，使氧溶解于发酵液中。 轴向式（浆叶式，螺旋桨式）；径向式（涡轮式） 图3.7 不同搅拌器的流型 目的：促使液体激烈翻动，增加溶解氧。 挡板宽度：(0.1～0.12)D，装设4~6块即可满足全挡板条件。 全挡板条件： 之机械搅拌发酵罐 无挡板的搅拌器形成的流型 有挡板的搅拌器形成的流型 挡板 搅拌流型的仿真模拟实验 发酵罐内的列管、排管或蛇管也可起相应的挡板作用。 之机械搅拌发酵罐 轴 封 填料函轴封 端面式轴封又称机械轴封：是靠弹性元件的压力使垂直轴线的动环和静环光滑表面紧密地相互贴合，并作相对转动而达到密封。 压紧螺栓 填料箱体 图2.10 填料函 转轴 填料压盖 铜环 填料 转轴 图2.11 端面封轴 动环 静环 堆焊硬质 O形环 图2.12 双 端面封轴 密封环 搅拌轴 罐体 齿轮箱 传动齿轮箱 机械轴封装置 1）动环和静环 2）弹簧加荷装置 3）辅助密封元件 “O”形环和平橡胶垫片 机械密封原理 轴封安装实验 之机械搅拌发酵罐 作用：吹入无菌空气，并使空气均匀分布。 空气由分布管喷出上升时，被搅拌器打碎成小气泡，并与发酵液充分混合，增加了气液传质效果。 空气分布器 之机械搅拌发酵罐 消泡装置 化学消泡：植物油脂，动物油脂，高分子化合物。 机械消泡装置：耙式消泡器，涡轮消泡器、旋风离心式和叶轮式离心消泡器、碟片式消泡器和刮板式消泡器等。 旋风离心式 叶轮离心式 耙式消泡器 之机械搅拌发酵罐 旋风式消泡器 耙式消泡器 大型发酵罐搅拌轴较长，常分为二至三段，用联轴器使上下搅拌轴成牢固的刚性联接。 之机械搅拌发酵罐 联轴器及轴承 小型的发酵罐可采用法兰将搅拌轴连接。 常用的联轴器有鼓形及夹壳形两种。 联轴器 法兰 联轴器示意图 中型发酵罐一般在罐内装有底轴承； 大型发酵罐装有中间轴承。 罐内轴承不能加润滑油，应采用液体润滑的塑料轴瓦（如石棉酚醛塑料，聚四氟乙烯等）。 之机械搅拌发酵罐 轴 承 底轴承 中间轴承 ？ 之机械搅拌发酵罐 冷却装置 加工方便，提高传热推动力的温差。 流速大，传热系数大，降温效果较好。 结构简单，加工容易，罐内死角少，容易清洗灭菌 优点 缺点 适用范围 用水量较大。 冷却水较高时，降温困难，弯曲位置易腐蚀。 传热壁较厚，冷却水流速低，降温效果差。 大型发酵罐 气温较高的地区 大型发酵罐 5m3以下小发酵罐 竖式列管冷却 竖式蛇管冷却 夹套冷却 在罐外安装板式或螺旋板式热交换器，采用无菌空气使发酵液进行循环冷却。 一、类型 气升环流式、鼓泡式、空气喷射式等 二、气升式发酵罐(ALR) 之气升式发酵罐 工作原理 之气升式发酵罐 无菌空气喷射入发酵液 湍流作用使气泡分割细碎 气液混合物密度降低向上运动，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。 * * *