【正文】 ? 其作用是打碎氣泡，使氧溶解于醪液中，從攪拌程度來說，以平葉渦輪最為激烈，功率消耗也最大，彎葉次之，箭葉最小。? （ 3）振動(dòng)混合器，盡管可以提供較高的氧傳遞效率，但剪切力較低。攪拌槳上至少有一個(gè)暴露在液體中的開口。? 二是半封閉式渦輪消泡器，它是由前者發(fā)展改進(jìn)而來，泡沫可直接被渦輪打碎或被渦輪拋出撞擊到罐壁而破碎。要達(dá)到全擋板條件必須滿足下式要求：? D— 罐的直徑（ mm）? Z— 擋板數(shù)? W— 擋板寬度（ mm） ? 常用的聯(lián)軸器有鼓形及夾殼形兩種。? 采用變極電動(dòng)機(jī)作階段變速，即在需氧高峰時(shí)采用高轉(zhuǎn)速，而在不需較高溶解氧的階段適當(dāng)降低轉(zhuǎn)速。該距離可根據(jù)溶氧情況適當(dāng)調(diào)整，空氣由分布管噴出上升時(shí)，被攪拌器打碎成小氣泡，并與醪液充分混合，增加了氣液傳質(zhì)效果。 大型發(fā)酵罐采用列管冷卻（四至八組）。通用式發(fā)酵罐是最廣泛應(yīng)用的深層好氣培養(yǎng)設(shè)備 浸在發(fā)酵液中的轉(zhuǎn)子迅速旋轉(zhuǎn)，液體和空氣在離心力的作用下，被甩向葉輪外緣。氣泡塔式發(fā)酵罐 ? 要大于 1000kW的機(jī)械攪拌；? 大量的冷卻水和排除熱量；? 能量的均勻分布；? 溶解氧、碳源和其它營(yíng)養(yǎng)與 pH控制等 .? 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，冷卻面積小，無攪拌傳動(dòng)設(shè)備，料液充滿系數(shù)大，無須加消泡劑，維修、操作及清洗簡(jiǎn)便，節(jié)省動(dòng)力，減少染菌等。? ? 這種形式的反應(yīng)器常用于廢水處理，如在一個(gè)15000m’ 的活性污泥池中，安裝 56個(gè)噴嘴，每天可轉(zhuǎn)化 30000kg的氧?？諝馐窃诠薜讓?dǎo)入并與液體逆向流動(dòng)。 酶固定在固體基質(zhì)上；? ②(一 )單級(jí)塔式 在塔底裝有多孔管或多孔板或多孔環(huán)作為通氣裝置。工業(yè)上它巳用于年產(chǎn) 1000噸規(guī)模的單細(xì)胞蛋白 (SCP)的生產(chǎn)。它已用于連續(xù)培養(yǎng)大腸桿菌和廢水處理。 ? 2．過濾器：空氣過濾器的類型很多，有棉花活性炭過濾器、管式過濾器和接送式過濾器等。? 維持設(shè)備有兩種：罐式和管式。發(fā)酵罐上常用的閥門有：閘閥、球閥、活塞閥、針型閥、蝶形閥、球心閥、隔膜閥，單向閥 (止逆閥 )、安全閥、壓力控制閥等。 微生物在具有一定溫度和濕度的固體表面進(jìn)行生長(zhǎng)和繁殖就稱作為固體發(fā)酵。能耗低。（二）固體發(fā)酵設(shè)備? 無菌的壓縮空氣需調(diào)節(jié)好溫度和濕度，空氣的相對(duì)濕度一般為 92％，空氣風(fēng)壓常為 200mmHg，這種裝置的進(jìn)出料和翻曲可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，在工業(yè)生產(chǎn)上已有應(yīng)用。因此，實(shí)現(xiàn)固體發(fā)酵的最優(yōu)化困難重重。原料來源廣，價(jià)格低廉。（一）固體發(fā)酵 ? 噴射式加熱器有一噴嘴，蒸汽由噴嘴噴出，料液從側(cè)面進(jìn)入加熱器而被蒸汽加熱。目前常用的是往復(fù)式空壓機(jī)，最好選用水冷式和無油潤(rùn)滑的。加熱器 二、發(fā)酵輔助設(shè)備 ? (四 )具有不同內(nèi)裝結(jié)構(gòu)的塔式：? 1．多級(jí)分離板塔式：塔內(nèi)裝有分離板，使氣液逆向流動(dòng)，在每一級(jí)分離板上形成氣體層和液體層。2 生化流化床廣泛應(yīng)用于廢水處理過程。在窄管的終端，氣體向上運(yùn)動(dòng)并離開液體排出。這些噴嘴分別具有不同的特點(diǎn)和功能：? A是氣液兩相自噴射噴嘴；? B是兩相噴嘴，中心噴嘴是液相，氣體從周圍吸入；? C也是兩相噴嘴，中心噴嘴是液相，氣體從旁邊的管道吸入；? D是放射流噴嘴，用于氣體分散和氣泡分配；? E是垂直流噴嘴； ? F是泵噴射型噴嘴，可采用不同的噴射長(zhǎng)度。? ? 由于液位高，空氣利用率高，節(jié)省空氣約 5％，節(jié)省動(dòng)力約 30％，但底部存在沉淀現(xiàn)象；溫度高時(shí)降溫較難。① 回轉(zhuǎn)翼片式自吸攪拌器；② 噴射式自吸攪拌器；③ 具有轉(zhuǎn)子和定子的自吸攪拌器。 ? 求攪拌雷諾準(zhǔn)數(shù)? 在不通氣條件下一只圓盤彎葉渦輪攪拌器的輸入攪拌功率? 在不通氣條件下兩只圓盤彎葉渦輪攪拌器的輸入攪拌功率? 求通氣條件下兩只圓盤彎葉渦輪攪拌器的輸入攪拌功率? 選用電機(jī)標(biāo)準(zhǔn)通用式發(fā)酵罐 ? 安裝在旋轉(zhuǎn)軸與設(shè)備之間的部件，它的作用是阻止工作介質(zhì)（液體、氣體）沿轉(zhuǎn)動(dòng)軸伸出設(shè)備之處泄漏冷卻裝置 因而氧的傳質(zhì)系數(shù)也越大。常用的為單管式，管口對(duì)正罐底中央，裝于最低一擋攪拌器下面，管口與罐低的距離約 40mm，并且空氣分散效果較好。變速裝置 聯(lián)軸器及軸承 ? 通常擋板寬度?。?） D，裝設(shè) 46塊即可滿足全擋板條件。機(jī)械消泡裝置主要有四種。因此特別適用于絲狀菌發(fā)酵。：由圓柱體及橢圓形或碟形封頭焊接而成，材料為碳鋼或不銹鋼，對(duì)于大型發(fā)酵罐可用襯不銹鋼板或復(fù)合不銹鋼制成，襯里用的不銹鋼板厚為 23毫米。 =（ 6）攪拌器的軸封應(yīng)嚴(yán)密，防病量減少泄漏。（ 2）發(fā)酵罐能承受一定的壓力。一、機(jī)械攪拌發(fā)酵罐 2．由數(shù)個(gè)高度 6～ 9m的塔式發(fā)酵罐串聯(lián)起來，附加一些酵母分離和啤酒貯藏設(shè)備。至此完成了全部清洗過程。清洗程序(1)預(yù)沖洗：在罐底的沉渣放了一半之后進(jìn)行，每次預(yù)沖洗的時(shí)間為 30秒，進(jìn)行 10次，是通過回轉(zhuǎn)噴嘴進(jìn)行的，每次沖洗之后要有 30秒的排泄時(shí)間，主要排去底部的沉渣。? CIF循環(huán)單位設(shè)在酒庫(kù)內(nèi)，包括微型開關(guān) (控制清洗液的進(jìn)出 )、控制盤、 CIP供應(yīng)泵、污水泵、水箱。 place的簡(jiǎn)稱，意即內(nèi)部清洗系統(tǒng)。? （ 3）若雙乙酰含量高，或生味物質(zhì)較顯著，可在第 10天進(jìn)行第三次循環(huán)操作。（ 1）利用離心機(jī)回收酵母（ 2）利用薄板換熱器控制發(fā)酵溫度（ 3）利用循環(huán)泵把發(fā)酵液抽出又送回去。總的表面積是 378m3而且在發(fā)酵時(shí)上升的二氧化碳?xì)馀輰?duì)周圍的液體具有一種拖曳力? 由于拖曳力和提升力結(jié)合后所造成的氣體攪拌作用，使罐的內(nèi)容物得到循環(huán)，促進(jìn)了發(fā)酵液的混合相熱交換。? 大型發(fā)酵罐放料的速度很快造成一定的負(fù)壓。? 優(yōu)點(diǎn)：? （ 1）是能耗低，采用的管徑小，生產(chǎn)費(fèi)用可以降低。? 已滅菌的新鮮麥汁與酵母由底部進(jìn)入罐內(nèi)；? 發(fā)酵最旺盛時(shí)，使用全部冷卻夾套，維持適宜的發(fā)酵溫度。圓筒體錐底發(fā)酵耀? ? 如果濾酒時(shí)貯酒罐的背壓用 CO2，情況會(huì)好得多。? 貯酒室和通道相隔的墻壁上開有一定直徑和數(shù)量的玻璃窺察窗，便于觀察后發(fā)酵室內(nèi)部情況。? ? 降低發(fā)酵室的冷耗量措施? 合理地在室內(nèi)配置進(jìn)出風(fēng)道以及正確操作空調(diào)設(shè)備? 發(fā)酵室的四周墻壁和頂棚均要采用較好的絕熱結(jié)構(gòu)，絕熱層厚度不應(yīng)小于 5cm。形式以長(zhǎng)方形或正方形為主。隨著啤酒生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，發(fā)酵容器大型化，并為密閉式。假定罐壁不包扎保溫層，壁溫最高可達(dá) 35t，生產(chǎn)廠所在地區(qū)的夏季平均溫度可查閱有關(guān)資料，現(xiàn)假定為 32℃。? QA—— 酒精或其他發(fā)酵產(chǎn)品的總發(fā)酵熱 (J／ h)? QB—— 冷卻水帶走的熱量 (J／ h)? [例題 ]? 4．冷卻水耗量的計(jì)算? ? 代謝氣體帶走的蒸發(fā)熱量 Q2與糖濃濃度、發(fā)酵程度好壞有關(guān)，除間接測(cè)定外，目前還難具體計(jì)算，一般計(jì)算時(shí)可取 Q1的 6％左右。? 對(duì)于確定酒精、啤酒等嫌氣發(fā)酵的發(fā)酵熱，一船按發(fā)酵最旺盛時(shí)單位時(shí)間糖度降低的百分值來計(jì)算，通常以消耗 1kg麥芽糖發(fā)酵放出的熱量約為 418， 600J為計(jì)算基準(zhǔn)。洗滌水若用廢熱水，還可提高洗滌效果。? 近年來，酒精發(fā)酵罐巳逐步采用水力噴射洗滌裝置，從而改善了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高了操作效率。? 在酒精發(fā)酸過程中，為了回收二氧化碳?xì)怏w及其所帶出的部分酒精，發(fā)酵罐宜采用密閉式。? 它的容積常大于 50m3， H:Dt=12，罐的上、下部都是錐形的。1．按微生物生長(zhǎng)代謝需要分類：好氣：抗生素、酶制劑、酵母、氨基酸，維生素等產(chǎn)品是在好氣發(fā)酵罐中進(jìn)行的；需要強(qiáng)烈的通風(fēng)攪拌，目的是提高氧在發(fā)酵液中的傳質(zhì)系數(shù)；厭氣：丙酮丁醇、酒精、啤酒、乳酸等采用厭氣發(fā)酵罐。7．功率消耗： ～ 4kW／ m3。3．滅菌條件；溫度 100～ 140℃ ，壓力 0～ 3? 發(fā)酵工業(yè)上最常用的是通風(fēng)攪拌罐。 ? 第三階段： 19401960年，機(jī)械攪拌、通風(fēng)，無菌操作和純種培養(yǎng)等一系列技術(shù)開始完善，發(fā)酵工藝過程的參數(shù)檢測(cè)和控制方面已出現(xiàn)，耐蒸汽滅菌的在線連續(xù)測(cè)定的 pH電極和溶氧電極，計(jì)算機(jī)開始進(jìn)行發(fā)酵過程的控制。發(fā)酵罐的定義：是為一個(gè)特定生物化學(xué)過程的操作提供良好而滿意的環(huán)境的容器。第七章 發(fā)酵設(shè)備主講人：劉萍第一節(jié) 發(fā)酵設(shè)備概述? 發(fā)酵主要設(shè)備為發(fā)酵罐和種子罐，它們各自都附有原料 (培養(yǎng)基 )調(diào)制、蒸煮、滅菌和冷卻設(shè)備，通氣調(diào)節(jié)和除菌設(shè)備，以及攪拌器等。一、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。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。發(fā)酵罐的種類 kg／ cm3(表壓 )。VVM。