发酵罐的比.pptVIP

3.决定通气量 按几何相似原则放大设备，如果以VVM表示的通气流率相等，则放大罐的ωg比原型罐的ωg要显著增大 （（ωg）2/ （ωg）1 =D2/D1×P1/P2）。 过大的ωg将造成太多的泡沫和逃液，一般设计放大罐的ωg取值为150cm/min。 Q=π/4·D2ωg/100=π/4×(2.162)2×1.50=5.49m3/min VVM=5.49/12=0.46 * 4.按kd相等准则决定大罐的搅拌器转速及搅拌功率 依据福田修雄修正式： kd=(2.36+3.30m)(Pg/V)0.56ωg0.7N0.7×10-9 由于几何相似，V∝d3 ，则 kd∝ (Pg/d3)0.56ωg0.7N0.7 因Pg=2.25×10-3×(P2 N d3/Q0.08)0.39, P=2×Np N3 d5ρ 则Pg∝[(N3 d5)2 N d3/Q0.08]0.39∝N2.73d5.07/Q0.0312 kd∝[(N2.73d5.07/Q0.0312)/d3]0.56ωg0.7N0.7 ∝N2.229d1.159ωg0.7/ Q0.0175 ∝N2.229d1.159ωg0.7/ (d2 ωg)0.0175 ∝N2.229d1.124ωg0.6825 依据kd相等原则，推出 N22.229d21.124ωg20.6825= N12.229d11.124ωg10.6825 * 则 N22.229×0.721.124×1500.6825 =3502.229×0.1251.124 ×54.60.6825 N2=106 r/min P=2×NpN3d5ρ=2×4.7×(106/60)3×0.725×1010 =10129W=10.1kW Pg=2.25×103×(P2Nd3/Q0.08)0.39 =2.25×103× (10.12×106×72308)0.39 Pg=7.73kW * 对照项 原型罐 放大罐 V有效（m3） 0.06 12 放大倍数 1 200 HL/D 1.5 1.5 D/d 3 3 Q(VVM) 1 0.46 P/V(kW/m3) 0.98 0.84 Pg/V(kW/m3) 0.55 0.64 N(r/min) 350 106 kd(mol.ml-1.min-1.atm-1(po2)) 3.38×10-6 3.38×10-6 将原型罐与放大罐的结果对照如下： * 三、搅拌功率及搅拌转速的放大 1、以单位培养液体积所消耗的功率相等原则放大 此时，P2/V2= P1/V1 因为 P∝N3d5，V∝D3 ∝d3 P/V ∝N3d2 所以 (N3d2)2/ (N3d2)1=1 N2/N1=(d1/d2)2/3 P2/P1=(d2/d1)3 * 2、以单位体积培养液所消耗的通气功率相同原则放大 此时 Pg2/V2= Pg1/V1 因为P＝Np N3d5 ρ∝N3d5， Qg＝0.785×D2ωg∝d2ωg Michel修正式 Pg=2.25× 10-3× (P2Nd3/Q0.08)0.39 Pg∝[(N3d5)2Nd3/(d2ωg)0.08]0.39∝N2.73d5.01/ωg0.03 Pg/V∝ N2.73d2.01/ωg0.03 故 N2/N1=(d1/d2)0.736[(ωg)2/(ωg)1]0.01 P2/P1=(d2/d1)2.792[(ωg)2/(ωg)1]0.03 * 例题4.2 按例4.1中的数据，用P/V相等为准则比拟放大。 解：因几何相似，V∝d3， 由P=2×Np N3 d5ρ，推出P/V∝N3d2 依据P1/V1= P2/V2，则N2/N1=(d1/d2)2/3 N2=(0.125/0.72)2/3×350＝109r/min P=2×NpN3d5ρ=2×4.7×(109/60)3×0.725×1010 =11013(W)=11kW * 四、混合时间 混合时间：把少许具有与搅拌罐内的液体相同物性的液体注入搅拌罐内，两者达到分子水平的均匀混合所需要的时间。 FOX用因次分析法，当Re ＞ 105，得出以下关系式 Ft=tM(Nd2)2/3·g1/6d1/2/（HL1/2D3/2）=常数 发酵罐放大 *