【文章內(nèi)容簡介】 的發(fā)酵罐，普遍采用 單位體積液體功率 P/V相等 的放大方法。 ?目前趨向于溶氧系數(shù)相等的放大方法 。溶氧系數(shù)是所有好氣性發(fā)酵的主要指標，維持大、小發(fā)酵罐的溶氧系數(shù)相等，就能在較經(jīng)濟的條件下獲得較高的產(chǎn)率。同時，即使對于幾何不相似以及不同型式的反應器，溶氧系數(shù)相等的放大方法也能適用。 ?至于攪拌雷諾準數(shù) Re、 攪拌器末端線速度 nDi和單位液體的攪拌循環(huán)流量 F/V， 一般僅作為放大設計的基本參考數(shù)據(jù)，只在特殊場合下才用作比擬放大的依據(jù)。 第二節(jié) 機械攪拌發(fā)酵罐的比擬放大 ?以體積溶氧系數(shù) KLa為基準進行比擬放大必須已知小型試驗條件下溶氧系數(shù)的大小和適合于放大設備的溶氧系數(shù)計算式。由于適應范圍較廣的溶氧系數(shù)計算式大多是用亞硫酸鹽氧化法測定的結果，因而小試條件下的溶氧系數(shù)也用 亞硫酸鹽氧化法 測定。當然用此法測定的溶氧系數(shù)只具有相對的意義，并不代表實際發(fā)酵時的溶氧系數(shù)。 溶氧系數(shù)相等的放大方法 ， 其 主要步驟 ? (1) 確定試驗設備的主要參數(shù) ， 并試算 Kd ? (2) ? (3) 決定通風量 Q ? (4) 按溶氧系數(shù)相等的原則確定攪拌功率 P及轉(zhuǎn)速 n。 以體積溶氧系數(shù)相等為基準的比擬放大法 通風發(fā)酵罐的放大設計 ? 機械攪拌通風發(fā)酵罐的經(jīng)驗放大 —— ? 以體積溶氧系數(shù) kLa(或 kd)相等為基準的放大法 通氣攪拌發(fā)酵罐的主要參數(shù)及計算公式： （ 1）不通氣的攪拌功率 P0＝ NPρn3Di5 （ 2） 通氣攪拌功率 Pg＝ 103（ P02 nDi3/) 高好氧發(fā)酵通常應用 等 kLa的原則進行反應器放大 通風發(fā)酵罐的放大設計實例 某廠在 100L機械攪拌發(fā)酵罐中進行淀粉酶生產(chǎn)試驗 ， 所用端菌種為枯草桿菌 ， 為獲得良好的發(fā)酵效果擬放大至 20m3生產(chǎn)罐 。 此發(fā)酵液為牛頓型流體 ， 黏度 μ＝ 103 PaS，密度 ρL=1020kg/m3。 試驗罐的尺寸為： D＝ 375mm直徑 ， 攪拌葉輪 Di＝ 125mm， 高徑比 H/D=， 液深 HL=， 4塊擋板的 W/D=； 裝液量為 60L， 通氣速率為 m3/m3min， 使用 兩擋 圓盤 六直葉 渦輪攪拌器 ， 轉(zhuǎn)速 ω＝ 350 r/min。 通過實驗研究 ， 證明此發(fā)酵為高耗氧的生物反應 ， 故可按體積溶氧系數(shù)相等之原則進行放大 。 以體積溶氧系數(shù)相等為基準 (1) 計算試驗罐的 kLa a. 先求攪拌雷諾準數(shù) ReM 4322 10134102521020225060350 ??????? ..).)(/(ReM ?? Lnd 當發(fā)酵系統(tǒng)充分湍流時 , 即 ReM≥104時 , 對圓盤六直葉渦輪 , NP=；對圓盤六彎葉渦輪， NP=；而對圓盤六箭葉渦輪， NP=。 由于此處 ReM104,為圓盤六直葉渦輪，因此 NP取為 b. 2檔葉輪的不通氣時的攪拌功率為 : kW ..)(.P ???????? 17412501020603500622 5353 dnN LP ?c. 通氣攪拌功率為 : (下式中 Qg的單位是 ml/min由 m3/m3 min轉(zhuǎn)化 ) kW 0 .0 3 9 5)..(.)(.P ....g ??????? ?? 390080 323390080 323 60000 512350074101025210252gQndP從而可以算出體積溶氧系數(shù) : 6..0 . 5 6...L107 .0 1 .)0 .0 60 .0 3 9 52 ) (3 .3( 2 .3 6 ))(..(ak??????????????9707097070560103503541033362 nuVPm sLg其中空截面空氣線速度（通風量 /截面積）為 ： c m / m i n .)./(u 35453741 0 0 060 2 ???? ?s(2)按幾何相似原則確定 20m3生產(chǎn)罐的尺寸： DDL 5146020 2 .%V ???? ?據(jù)題設幾何尺寸比例，放大罐與小罐相同，則有 H/D＝ , D/d=, HL/D=, (題中給出已知條件 )而有效裝料體積仍取 60%，由此可得： 可得 D=, H==, d=D/3=, HL== 這是按 幾何相似原則 計算求得的 20m3生產(chǎn)罐的尺寸。仍采用兩組圓盤六直葉渦輪攪拌器。 (3) 決定大罐的通氣量 Qg: 由于空截面氣速 us與罐體積的立方根成正比。所以經(jīng)放大的倍數(shù)較大時，則其空截面氣速 us有較大的增加。如體積放大 100倍，線速度提高 100的 1/3次方 =4， 64倍，過大的 us會造成太多的泡沫產(chǎn)生甚至跑料，而且消耗的通氣功率也將太高。因此在發(fā)酵反應器放大時，必須全面考慮以確定通氣流率。 若按通氣強度不變 ，即取大罐的通氣速率為 m3/m3 min ， 可算出通氣量及相應的空截面氣速為： c m / m i n 324m / m i n ./.u/ m i nm .%s3?????????24341721241202202022 ?? D g 對比小罐的空截面氣速 (us=),可見，若按通氣強度不變，則大罐的通氣截面氣速約相當于小罐的 6倍。經(jīng)驗表明，這種氣速太高。故可折中取大罐的 us=150 cm/min,由此可計算出大罐的通氣速率為： )/ m i nm(.)/sm(.)//(.u 33 555092501006015017244 22 ?????? ?? sg DQ 通氣強度為： min (裝料 12m3) (4) 按 kLa相等原則計算放大罐的攪拌轉(zhuǎn)速和攪拌功率 705608970705609707056010101501296810233362........7 .4 3 4 )(.