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20l高溫發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與控制開題報(bào)告-wenkub

2023-04-08 04:32:15 本頁面
　

【正文】 細(xì)化工、飲料業(yè)、釀酒業(yè)、生物計(jì)算機(jī)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防建設(shè)、樹脂、科研等等，高性能高效率的發(fā)酵罐將會給國民生產(chǎn)的眾多領(lǐng)域帶來極其深遠(yuǎn)的影響。細(xì)菌利用工業(yè)被認(rèn)為是影響人類未來生活的重要技術(shù)之一，這種新興技術(shù)為人們提供了一種全新的工業(yè)生產(chǎn)的途徑。在這一背景下，我們更要生產(chǎn)出高性能，高效率的發(fā)酵罐。假設(shè)一個(gè)人若要游覽英國十座城市，從倫敦(第一個(gè)城市)出發(fā)，最后目的地為布里斯托爾(第十個(gè)城市)。而一臺由數(shù)百萬細(xì)菌組成的計(jì)算機(jī)則能同時(shí)考慮每一條路徑?！胺屣瀱栴}”簡單說就是要把一疊不同大小、半面焦且金黃焦面向下的煎餅，利用一只翻鏟，將每一焦面全部向上，同時(shí)將最大片的置于底部，最后計(jì)算出此一問題的可能解答數(shù)。然而要解決大批量次的生產(chǎn)這種計(jì)算機(jī)就離不開這種大批量生產(chǎn)大腸桿菌的發(fā)酵罐。第二階段：19001940年，出現(xiàn)了200m3的鋼制發(fā)酵罐，在面包酵母發(fā)酵罐中開始使用空氣分布器，機(jī)械攪拌開始用在小型的發(fā)酵罐中。由于大規(guī)模生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白的需要，又出現(xiàn)了壓力循環(huán)和壓力噴射型的發(fā)酵罐，它可以克服?些氣體交換和熱交換問題。于是，大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)發(fā)酵罐應(yīng)運(yùn)而生，胰島素，干擾素等基因工程的產(chǎn)品走上商品化[4]。美國益生菌產(chǎn)業(yè)市場已躍居第二且增長迅速,預(yù)計(jì)到2010年該市場收入將超過46億美元。它表明消費(fèi)者對這類產(chǎn)品的喜愛。而在食品工業(yè)的應(yīng)用中,投入使用的益生菌種類就已超過20種,益生菌產(chǎn)品總數(shù)超過380種。根據(jù)國家發(fā)展和改革委員會的2004年第75號公告，其中與葡萄酒釀造有關(guān)的發(fā)酵罐等不銹鋼容器將實(shí)施新標(biāo)準(zhǔn)。QB/T26812004標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了視屏工業(yè)用不銹鋼薄壁容器的產(chǎn)品分類、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和儲存。前發(fā)酵主要是利用酵母菌將麥芽汁中的麥芽糖轉(zhuǎn)變成酒精（即酵母的無氧呼吸作用），后發(fā)酵主要是產(chǎn)生一些風(fēng)味物質(zhì)，排除掉啤酒中的異味，并促進(jìn)啤酒的成熟[6]。對比的結(jié)果是在較高的單位容積功率Pv及通氣線速度V，條件下六彎葉型效果交加，在Pv即V較低的條件下六平葉型交加，伍式攪拌則在需氧要求較低的情況下功率消耗略低。這樣勢必造成實(shí)驗(yàn)重復(fù)率高，消耗大量的實(shí)驗(yàn)材料，往往試驗(yàn)結(jié)果還不能令人滿意，為此，利用PLC作為下位機(jī)，采用開發(fā)軟件，建立起多臺發(fā)酵罐集中控制系統(tǒng)這樣一方面可以改善科研人員的試驗(yàn)環(huán)境，是工作人員可以在辦公室就可以實(shí)時(shí)監(jiān)控控制發(fā)酵罐的作業(yè)；另一方面通過實(shí)施的圖形顯示，更直觀的觀察到發(fā)酵罐中各個(gè)參數(shù)的變化過程，從而對發(fā)酵罐進(jìn)行自動控制。同時(shí)可對發(fā)酵罐進(jìn)行控制，將命令通過上位機(jī)PC傳至下位機(jī)PLC，最終游俠危機(jī)PLC將命令傳至發(fā)酵罐的傳感器(見圖3)，從而達(dá)到發(fā)酵罐自動控制的目的。細(xì)菌發(fā)酵和酵母菌發(fā)酵在本質(zhì)上是沒有區(qū)別的，只不過兩者的發(fā)酵用的菌種不同而已，一種是酵母菌，另一種是細(xì)菌，細(xì)菌發(fā)酵分為厭氧和好養(yǎng)兩種，通過特種發(fā)酵罐，產(chǎn)物豐富，種類多，應(yīng)用廣，發(fā)酵細(xì)菌結(jié)構(gòu)簡單，有眾多的特殊代謝途徑，使得其食譜更粗獷，原料成本更便宜，對環(huán)境也敏感，易于改良菌種，在目前應(yīng)用最廣的也是研究最深入的就是大腸桿菌[10]。例如細(xì)菌運(yùn)用在民用安全監(jiān)控方面，德國的一家博物館利用某種細(xì)菌對光照與溫度的敏感性設(shè)計(jì)了一個(gè)報(bào)警系統(tǒng)，他們將細(xì)菌報(bào)警器放在珍貴文物或藝術(shù)品的底部或背面，通過偵測燈光的亮度改變和溫度情況，來判斷展覽品的安全狀態(tài)。在醫(yī)療監(jiān)控方面，美國麥克道爾公司目前正在研制家庭護(hù)理的細(xì)菌傳感系統(tǒng)，作為我們家具環(huán)境監(jiān)測的手段，使得我們生活的每一個(gè)角落都能夠成為安全放心可靠地，也有巨大應(yīng)用潛力[12]。XZEH公司一經(jīng)采用了焚燒方法，處理了制藥廢水中高濃度的POPs/EH主要部分。伯德通過潛心研究，發(fā)現(xiàn)通過一種神奇的假單細(xì)胞菌，可以將塑料袋的自然降解過程從上千年縮短至短短3個(gè)月。這些物質(zhì)在上清液中累積會對系統(tǒng)產(chǎn)生不良的影響，也會對產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生影響，所以要避免上清液的產(chǎn)生是一個(gè)重要的問題。六箭葉型換為六彎葉型攪拌，兩者功率常數(shù)基本相等，對電機(jī)功率要求不變，而供養(yǎng)系數(shù)K則六彎葉
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