第二节 气升式发酵罐.ppt

第1页，共33页，星期日，2025年，2月5日外循环气升式发酵罐1.工作机理:第2页，共33页，星期日，2025年，2月5日2.循环时间的确定第3页，共33页，星期日，2025年，2月5日3.喷嘴直径的确定mnAm…上升管直径喷嘴直径比n…空气和发酵液粘度之比A…发酵液循环速度和空气喷出速度比第4页，共33页，星期日，2025年，2月5日4.空气用量的计算V空气…………空气喷出速度d1………………空气喷嘴直径P………………..喷嘴前后的压力差P2….罐内绝对压力第5页，共33页，星期日，2025年，2月5日P1…喷嘴前的空气绝对压力H0….液面到空气喷嘴的高度第6页，共33页，星期日，2025年，2月5日二.内环流式气升式发酵罐1.工作原理气升内环流式气液双喷射式第7页，共33页，星期日，2025年，2月5日2.操作参数(1)循环时间:(2)气液比:发酵液循环流量和通气量比第8页，共33页，星期日，2025年，2月5日3.主要结构参数(1)H/D5-9(2)导流筒直径与发酵罐直径比0.6-0.8导流筒上下端面到发酵罐顶和底部的距离(3)空气喷嘴直径和发酵罐直径比第9页，共33页，星期日，2025年，2月5日三.影响气升式发酵罐溶氧传质的主要因素1.湍流程度2.气泡的细碎程度h＝KvsnKLα＝bvsm第10页，共33页，星期日，2025年，2月5日四.气升式发酵罐的特点1.反应溶液均匀分布；2.溶氧速率和效率高:becausehigh气含率和气液接触面积；3.剪切力小:适于培养剪切力敏感的细胞；4.传热良好,发热量低；5.结构简单,易于加工制造；6.操作维修方便。第11页，共33页，星期日，2025年，2月5日第12页，共33页，星期日，2025年，2月5日第13页，共33页，星期日，2025年，2月5日第三节自吸式发酵罐自吸式发酵罐1.机械搅拌自吸式发酵罐(1)原理:叶轮转动产生真空而使空气吸入2.喷射自吸式发酵罐(1)原理:液体加速流动产生真空而使空气吸入3.溢流喷射自吸式发酵罐(1)原理:液体溢流抛射拖动气体进入发酵罐第14页，共33页，星期日，2025年，2月5日一.机械搅拌自吸式发酵罐的工作原理1-人孔2-进风管3-轴封4-转子5-电机6-联轴器7-轴封8-搅拌轴9-定子l0-冷却器11-消泡器12-排气管13-消泡转轴第15页，共33页，星期日，2025年，2月5日机械搅拌自吸式发酵罐的设计要点：1.H/D适当小保证转子与液面2－3m2.转子与定子结构尺寸的确定第16页，共33页，星期日，2025年，2月5日叶轮直径D/D发＝0.35第17页，共33页，星期日，2025年，2月5日D/L＝5，

D/r＝2.5，

定子厚度B＝(0.25~0.2)D，

定子直径d=2D，

定子与转子间距1～2.5mm。叶轮直径D/D发＝1/8—1/15四弯叶转子第18页，共33页，星期日，2025年，2月5日3.机械自吸式发酵罐吸气量计算当满足单位体积功率消耗相等的前提下，三棱叶自吸式搅拌器的吸气量可由下式确定：第19页，共33页，星期日，2025年，2月5日对于四弯叶转子的吸气量：Vg＝12.56CLB（D－L）K（m3/min)n……..转速，r/minD……..叶轮外径，m；L……...叶轮开口长度，m;B………叶轮厚度，m；C……….流率比＝K/(1+K)K……….充气系数K…..进气系统无阻力，无压降，罐内吸气终了的压力（绝对）pc与标态进气压力p（p=100kPa）比值。第20页，共33页，星期日，2025年，2月5日二.喷射自吸式发酵罐1．文氏管吸气自吸式发酵罐当收缩段液体流动雷诺准数Re6×104时，吸气量及溶氧速率较高。第21页，共33页，星期日，2025年，2月5日Re＝ρvL／μρ、μ为流体密度和粘度，v、L为流体的特征速度和特征长度。第22页，共33页，星期日，2025年，2月5日2.液体喷射自吸式发酵罐液体喷射吸气装置是这种自吸式发酵罐的关键装置。第23页，共33页，星期日，2025年，2月5日四、溢流喷射自吸式发酵罐