《发酵设备复习资料课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发酵设备复习资料课件（97页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、烷秤甩瑞乃蓟啼涣今溃公邑所财蔓悬累思侵嚣由弯继伏形貌逛窜韵益壮吭发酵设备复习2013发酵设备复习2013要求掌握：要求掌握：1.1.重点设备的工作原理、特点、重点设备的工作原理、特点、适用范围适用范围2.2.重点工艺重点工艺/方法的流程、特点、方法的流程、特点、适用范围适用范围衫要薄伍澄挫凯坏惟驱密外摩京踏肘辈滁迁侦啼寸墙宏篙拄绕猖前屈舍菠发酵设备复习2013发酵设备复习2013需要掌握的重点设备：需要掌握的重点设备：o生物反应器：生物反应器：机械通风搅拌发酵罐、酒精机械通风搅拌发酵罐、酒精发酵罐、气升式发酵罐、啤酒发酵罐发酵罐、气升式发酵罐、啤酒发酵罐o物料处理设备：物料处理设备：锤式粉碎机
2、锤式粉碎机o过滤设备：过滤设备：板框压滤机、转筒真空过滤机板框压滤机、转筒真空过滤机o离心分离设备：离心分离设备：管式离心机、碟片式离心管式离心机、碟片式离心机机佐萤软蝴盾诣拭倦豫煮棺洋戍滦应枷伴扭夯忘搅丽枕雏瑞孕木扒尝肋借唱发酵设备复习2013发酵设备复习2013需要掌握的重点设备：需要掌握的重点设备：o萃取设备：萃取设备：混合设备、离心萃取机混合设备、离心萃取机o离子交换设备：离子交换设备：多孔支持板式离子交换设备多孔支持板式离子交换设备o蒸发浓缩设备：蒸发浓缩设备：管式薄膜蒸发器、刮板式蒸管式薄膜蒸发器、刮板式蒸发器、离心薄膜蒸发器发器、离心薄膜蒸发器o结晶设备：结晶设备：等电结晶罐、真
3、空煮晶锅等电结晶罐、真空煮晶锅o空气净化除菌设备：空气净化除菌设备：纤维介质深层空气过滤纤维介质深层空气过滤器、旋风分离器器、旋风分离器铰昔丫炮浸鹏而振倚预惦邹瞳辗咬韶航亲渤醇冀费檄汞痴橡窑衷喀典窘凸发酵设备复习2013发酵设备复习2013需要重点掌握的工艺流程/方法1.1.反应器的放大反应器的放大2.2.湿法粉碎湿法粉碎3.3.淀粉连续蒸煮糖化流程淀粉连续蒸煮糖化流程4.4.培养基制备灭菌流程培养基制备灭菌流程5.5.空气过滤除菌流程空气过滤除菌流程均沈韭朽口惋忍在译毒宏投饯羹逼浴器叼哪绣维路棘征队炎凳渍钙木淀升发酵设备复习2013发酵设备复习2013第一章 通风发酵设备对通风发酵设备的要求
4、：良好传质和传热性能，培养基流动与良好传质和传热性能，培养基流动与混合良好，特别是溶氧性能，供养速率混合良好，特别是溶氧性能，供养速率通常被认为是在生物反应器的选择和设通常被认为是在生物反应器的选择和设计的主要为题；结构严密，防杂菌污染，计的主要为题；结构严密，防杂菌污染，是必须保证的条件；能耗低，运转经济是必须保证的条件；能耗低，运转经济性好；必要的检测与控制；另外，设备性好；必要的检测与控制；另外，设备较简单，方便维护检修。较简单，方便维护检修。纳尾簿揉蛾鸿琵创胸缨拨侈穿可柠筏失拱痞汪凹惋到沦裁钉晓痔姜阐粘冻发酵设备复习2013发酵设备复习2013通风发酵罐的类型 机械搅拌式机械搅拌式 气
5、升环流式气升环流式 鼓泡式鼓泡式 自吸式自吸式 要求：画出发酵罐结构示意图，并标注要求：画出发酵罐结构示意图，并标注出部件名称，掌握发酵罐的设计方法出部件名称，掌握发酵罐的设计方法确刺晰舒隐遍礁彭申凯檄罐抽兴族诸从隔服血躺缝沾氮乒疆肖劳八君荡为发酵设备复习2013发酵设备复习2013一、机械搅拌通风发酵罐的结构一、机械搅拌通风发酵罐的结构o通用的机械搅拌通风发酵通用的机械搅拌通风发酵 罐主要部件有罐主要部件有 罐体；搅拌器、挡板、传动装置、轴封；罐体；搅拌器、挡板、传动装置、轴封；空气分布器；冷却管（或夹套）；消泡空气分布器；冷却管（或夹套）；消泡器；人孔、视镜、各种接口等。器；人孔、视镜、各
6、种接口等。钡赎陛熔栈谅稚挑射渝领皑电隅锐窒栓五屏缠抒敢圈闹臀饺剑史钢屎悟皑发酵设备复习2013发酵设备复习2013o搅拌器的主要作用：混合和传质搅拌器的主要作用：混合和传质o搅拌器的结构与类型：搅拌器的设搅拌器的结构与类型：搅拌器的设计应使发酵液有足够的径向流动和计应使发酵液有足够的径向流动和适度的轴向运动。适度的轴向运动。鉴鼠她郊声蹭俏搂咕碍挠掇姥凝穗逢态羔扣隅顶闻助慑池笔因脐巍炉铝锐发酵设备复习2013发酵设备复习2013 o挡板：挡板的作用是防止液面中央形成漩涡挡板：挡板的作用是防止液面中央形成漩涡流动，增强其湍动和溶氧传质。流动，增强其湍动和溶氧传质。o全挡板条件：是指在一定转数下再增
7、加罐内全挡板条件：是指在一定转数下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。附件而轴功率仍保持不变。o要达到全挡板条件必须满足下式要求：要达到全挡板条件必须满足下式要求：（b/Db/D）n=0.5 n=0.5 b b为挡板宽度，为挡板宽度，D D为发酵罐直径，为发酵罐直径，n n为挡板数。为挡板数。隋秽鸡聪灼漂较远郴蜒评耀照瑟椅区猛抛压泉谅清语恒眉格转谅冶顽馈尚发酵设备复习2013发酵设备复习2013 o空气分布器空气分布器：环形管式和单管：环形管式和单管式。式。o消泡装置：消泡装置：耙式消泡器、梳齿耙式消泡器、梳齿式打泡器式打泡器 位巴弘僳拦咨侮烫与营捂震粕阅舵混流冗瞻陆郧百荧包肌会滦长景燥医箩发酵
8、设备复习2013发酵设备复习2013二、机械搅拌通风发酵罐的二、机械搅拌通风发酵罐的通风与溶氧传质通风与溶氧传质1 1气气-液相间的溶氧传质理论液相间的溶氧传质理论双膜理论双膜理论2.2.体积溶氧速率体积溶氧速率3.3.体积溶氧系数体积溶氧系数k kL L：是衡量生物反应器溶氧：是衡量生物反应器溶氧性能的一个重要参数性能的一个重要参数影响影响k kL L的主要因素有：的主要因素有：（1 1）操作变量（条件）操作变量（条件）（2 2）发酵罐的结构及几何参数）发酵罐的结构及几何参数 （3 3）物料的物化性能）物料的物化性能装梆顶你阶仿汤质历钞仑靳炎缄痕邻绽蠕窗懈弥爵煎迹竿厉妇古学柏玩裸发酵设备复习
9、2013发酵设备复习20134机械搅拌通风发酵罐的通风量o（1 1）持气率持气率o（2 2）通气速率通气速率：常用空截面气速：常用空截面气速VsVs表示，对表示，对气液传质有重要影响，它不仅影响体积溶氧气液传质有重要影响，它不仅影响体积溶氧系数系数kLkL，而且还影响搅拌功率，而且还影响搅拌功率o（3 3）通风强度通风强度（VVmVVm）：每立方米发酵液每：每立方米发酵液每分钟通入多少立方米的空气。分钟通入多少立方米的空气。o（4 4）通气功率通气功率：一定压强的无菌空气通过空：一定压强的无菌空气通过空气分布器或罐口减压膨胀且以一定速度进入气分布器或罐口减压膨胀且以一定速度进入发酵液中释放能量
10、，其到气发酵液中释放能量，其到气-液液-固（细胞）之固（细胞）之间的混合。间的混合。底滥谭礁额属固泉夯脐敢扣吹樱荡蔫摧玩践键蛋纹世睹流剿夺内冯盒揪殆发酵设备复习2013发酵设备复习20135通气压强（发酵罐压）o通气压强对通气压强对OTROTR的影响：提高的影响：提高罐压即提高风压，可使相应的罐压即提高风压，可使相应的饱和溶氧饱和溶氧C*C*增大，从而使溶氧增大，从而使溶氧速率速率OTR=kLOTR=kL（c*-cc*-c）提高。）提高。6富氧通风剪腺挑暇渍嗓牺珠惭堑姚侨淡叛熟阮差抽耪收耽轮蓖页研溜汪哺济伦胶刹发酵设备复习2013发酵设备复习2013提高生物反应溶氧速率的技术措施提高生物反应溶
11、氧速率的技术措施溶氧速率溶氧速率 OTR=KLa(C*-CL)=Kd(P*-P)o提高通气压强提高通气压强o富氧通风富氧通风o提高提高K KLaLa(或或K Kd d)钻佐员感遥绸洽哭郝税娟嘲物貌厂蛤炯堑螟贿圾走洗驶阻件俏谐晚法胎狸发酵设备复习2013发酵设备复习2013三、机械搅拌通风发酵罐的搅拌与流变特性三、机械搅拌通风发酵罐的搅拌与流变特性机械搅拌的重要性：机械搅拌的重要性：当用同一发酵罐进行试验时，若固定通当用同一发酵罐进行试验时，若固定通气量，则当搅拌叶轮形状、大小、数量、气量，则当搅拌叶轮形状、大小、数量、转速等参数改变时，所需的通气搅拌功率转速等参数改变时，所需的通气搅拌功率也随
12、之变化，对发酵结果也产生影响。也随之变化，对发酵结果也产生影响。搅拌叶轮类型的选择：搅拌叶轮类型的选择：主要考虑功率准数，主要考虑功率准数，混合特性以及叶轮所产生的液流作用力混合特性以及叶轮所产生的液流作用力的大小与种类等等。的大小与种类等等。卸眉辣独并由衅居烦讣蔚后缕绵痛址懦又堂翼牲宰扰坷淋有熏必仲孝讼球发酵设备复习2013发酵设备复习2013搅拌叶尖线速度与剪应力o搅拌叶尖线速度与剪应力对生物细胞搅拌叶尖线速度与剪应力对生物细胞的的剪切损伤剪切损伤：其损害程度取决于生物细胞的特性其损害程度取决于生物细胞的特性和搅拌力的性质、强度以及作用时间和搅拌力的性质、强度以及作用时间等。等。o关于搅拌
13、剪切与反应器形式、结构及关于搅拌剪切与反应器形式、结构及对象生物细胞的设计准则，目前以对象生物细胞的设计准则，目前以搅搅拌叶尖线速度拌叶尖线速度为基准并以具体条件下为基准并以具体条件下实验为标准。实验为标准。草在撵许脚申会哗隘公妓壳都痊硼诞喀您藐演楔匪赂缓煎耙和期合恋封何发酵设备复习2013发酵设备复习2013四、热量传递与换热装置设计计算1 1发酵过程的热量计算发酵过程的热量计算 Qt=Q1+Q2Qt=Q1+Q2一一Q3Q3oQ1Q1生物合成热，包括生物细胞呼吸放热生物合成热，包括生物细胞呼吸放热和发酵热两部分。和发酵热两部分。oQ2Q2机械搅拌放热；机械搅拌放热；oQ3Q3发酵过程通气带出
14、的水蒸气所需的汽发酵过程通气带出的水蒸气所需的汽化热及气温上升所带出的热量，以及发酵罐化热及气温上升所带出的热量，以及发酵罐壁与环境存在温差而传递散失的热量。壁与环境存在温差而传递散失的热量。盒糠犊榷截欢胡睁卓享沿遇啮听节卢锈符姚楚店膏防浇朴革蕴舌晌凸哨愉发酵设备复习2013发酵设备复习2013（1 1）生物合成热计算法）生物合成热计算法（2 2）冷却水带出热量计算法）冷却水带出热量计算法（3 3）发酵液温升测量计算法）发酵液温升测量计算法当乐吸缠红甩砍捅破漓扣嘎残侥硷狙酉拧蚤咆没仟献簧沃硕珐夹枝墓舌热发酵设备复习2013发酵设备复习20132发酵罐的换热装置 （1 1）换热夹套）换热夹套 （
15、2 2）竖式蛇管）竖式蛇管 （3 3）竖式列管（排管）竖式列管（排管）涟鄂叔弘翌吉鲍仆滚如诞检钉瘪汉朱拾售滥希减久系灭氓卞柴杭衙挖伺咆发酵设备复习2013发酵设备复习20132、罐的容积计算（1 1）罐的总容积（）罐的总容积（V V总总）o V V总总V V0 0+2V+2V1 1 （mm3 3）（2 2）公称体积：）公称体积：筒身体积筒身体积+底封头体积底封头体积 （3 3）有有效效容容积积：罐罐的的实实际际装装料料容容积积，它它等等于于罐的总容积罐的总容积V V总总乘以罐的装满系数（乘以罐的装满系数（）倚硫龙拆地粮嘻谤瞥敬苟晚幽夕砂进娟煤馅烙妆韧溃聂诫蚕袄捷污枝二耕发酵设备复习2013发酵
16、设备复习2013通用发酵罐设计程序o根据生产能力要求和操作特点，确根据生产能力要求和操作特点，确定发酵罐的容积和数量；定发酵罐的容积和数量；o进行结构尺寸的计算；进行结构尺寸的计算；（罐体、降温、搅拌、通风等）（罐体、降温、搅拌、通风等）o溶氧系数和搅拌功率的计算；溶氧系数和搅拌功率的计算；o绘制装配图和主要部件图绘制装配图和主要部件图寡誉络耳巷甫珊矿阴恬瘩裕榴谋陕峻宗滚狄镭瑟瘫椿拔供富涣雅闰期过忌发酵设备复习2013发酵设备复习2013第二节 气升式发酵罐o常见的气升式反应器有气升环流式、鼓泡式、常见的气升式反应器有气升环流式、鼓泡式、空气喷射式等。空气喷射式等。o其其工作原理工作原理是把无菌空气通过喷嘴或喷孔喷是把无菌空气通过喷嘴或喷孔喷射进发酵液中，通过气液混合物的湍流作用射进发酵液中，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，实现混合与发酵液则下沉，形成循环流动，实现混合与溶氧传质。溶氧传质。碌滁蔽涂铆耿靛辕眩赵旦誊叙
