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发酵罐的结构基本要求3.搅拌通风装置使之气液充分混合,保证发酵液一定的溶解氧。4.足够的冷却面积。5.尽量减少死角。6.轴封严密。7.维修操作检测方便(二)发酵罐的结构1.罐体接管2.搅拌装置搅拌器结构为了拆装方便,大型搅拌器可做成两半型,用螺栓联成整体。功率消耗:平板式最大,弯叶式次之,箭叶式最小。搅拌器宜用不锈钢制造。1.圆盘平直叶涡轮搅拌器2.圆盘弯叶涡轮搅拌器3.圆盘箭叶涡轮搅拌器挡板挡板计算3.轴封a.填料函密封b.机械密封机械密封同填料函密封比较,具有很多优点:④摩擦功率损耗小。由于密封端面的面积小、摩擦系数小,故摩擦阻力小,功率消耗小。其损耗功率仅为填料函密封的10~15%。⑤轴与轴套不受磨损。⑥结构紧凑,安装长度较短。由于不需要调整用的间隙,因而结构紧凑。但存在着结构复杂,密封加工精度要求高,安装技术要求高,拆装不便,初次成本高等缺点。4.通气装置通气量较小时,气泡的直径与空气喷口直径有关。喷口直径越小,气泡直径越小,氧的传质系数越大。发酵过程中通气量较大,气泡直径仅与通气量有关而与分布器直径无关。强烈机械搅拌时,多孔分布器对氧的传递效果并不比单孔管为好,会造成不必要的压力损失,且易使物料堵塞小孔。5.传热装置Q发酵发酵过程中释放的净热量Q生物—生物合成热,包括生物细胞呼吸放热和发酵热Q搅拌—3600Pg,Pg搅拌功率,功热转化率860(Pg/V)Pg/V,单位体积培养液所消耗的功率(在通气情况下)860,热功当量,kcal/kwhQ蒸发—排出空气带走水分所需的潜热Q显—排出空气带出的显热Q辐射—因罐外壁与大气间的温度差使罐壁向大气辐射的热量Q蒸发+Q显=Q空气=(I2-I1)(L/V)L/V—单位培养液体所导入的干空气重量Kg/m3I2-I1—空气进入及离开发酵罐时的热含量Kcal/Kg发酵罐传热面的传热系数发酵换热装置的形式夹套上设有水蒸汽,冷却水或其他介质的进出口。当加热用水蒸气,进口管应靠近夹套上端,冷凝液从底部排出;如果冷却介质是液体,则进口管应安在底部,是液体从底部进入上部流出。优点竖式蛇管换热装置6、机械消沫装置消沫器可分为两大类7、连轴器及轴承支承发酵罐的支承搅拌轴的支撑2.气升式发酵罐特点是结构简单,不需要搅拌不易污染,氧传质效率高,能耗低,节省动力约50%;装料系数达80~90%;安装维修方便,冷却面积小剪切力小较适于单细胞蛋白等的生产发展外循环与内循环气升式发酵罐工作机理结构参数循环周期时间的确定气液比R溶氧传质体积溶氧系数3.鼓泡塔生物反应器压缩空气由塔底导入,经过筛板逐渐上升,气泡在上升过程中带动发酵液同时上升,上升后的发酵液又通过筛板上带有液封作用的降液管下降而形成循环。在降液管下端的水平面与筛板之间的空间是气-液混合区。由于筛板对气泡的阻挡作用,使空气在塔内停留时间较长,同时在筛板上大气泡被重新分散,从而提高了氧的利用率。除了气液两相外,还有气液固三相鼓泡塔生物反应器培养时空气由下而上鼓入,在反应器中沿着一侧的器壁上流,培养液和聚氨酯泡沫块在气流的带动下,作从下往上,再从另一侧顺流而下的循环流动,形成一个内循环气升式三相鼓泡塔反应器。由于聚氨酯泡沫的比重很小,润湿后其比重和水的比重相差不大,在鼓泡塔中能够获得很好的流化效果。鼓泡反应器结构筒单,易于操作,操作成本低,混合和传质传热性能较好,因此广泛应用于生物工程行业中,例如乙醇发酵、单细胞蛋白发酵、废水处理、废气处理(例如用微生物处理气相中的苯)等。鼓泡反应器内无传动部件,容易密封,对保持无菌条件有利。流体力学特征参数