【正文】 6．舉例說明風(fēng)機、壓縮機和真空泵在發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用。 ?思考題 1．舉例說明物料輸送機械在發(fā)酵工業(yè)中所起的作用？ 2．舉例說明發(fā)酵廠常見固體物料形態(tài)，及其可采用的輸送機械設(shè)備類型。管路中常用的衛(wèi)生閥有碟閥、球閥、塞閥、座閥以及基于座閥的組合閥等，它們可以手動、氣動和電動等方式操縱。對管路中涉及的部件有多種標準，選用時需要加以注意。發(fā)酵工廠中，低黏度料液常用離心泵輸送；高黏度料液常用螺桿泵、旋轉(zhuǎn)泵、齒輪泵等輸送；三柱塞泵能夠使被輸送料液獲得高壓。泵可以分為旋轉(zhuǎn)式和往復(fù)式，也可以分為容積式和非容積式等。其它的輸送機械與裝置還有氣流輸送系統(tǒng)、流送槽和懸掛輸送機等。 固體物料主要以帶式輸送機、螺旋輸送機和斗式提升機進行輸送。 ?本章小結(jié) 發(fā)酵工廠中 , 物料輸送機械與設(shè)備主要起到發(fā)酵物料輸送、提供加工設(shè)備連續(xù)化和輸送發(fā)酵介質(zhì)或產(chǎn)生加工環(huán)境條件等作用。 ? 有多種材料可作為無菌級液體發(fā)酵輸送管路的密封件材料。 ? 在管網(wǎng)系統(tǒng)中，密封件是易損件，需要經(jīng)常更換。 ? 值得一提的是， CIP（即在線清洗，參見第四章）清洗液流與產(chǎn)品流在管路間必須始終做到無殘液切換。 5． 閥系統(tǒng) ? 將若干閥成組安排，這樣可以使輸送系統(tǒng)的死角最少化，從而可對生產(chǎn)車間不同加工區(qū)域間的產(chǎn)品進行配送。自動調(diào)節(jié)閥用于在加工過程中的壓力、流量、液位的自動控制。 (3) 流量調(diào)節(jié)閥 ? 圖 閥塞，旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)手把，可使閥塞上下移動，使通道發(fā)生變化，從而引起流量和壓力變化，閥上帶有指示位置的刻度盤。如果系統(tǒng)壓力低，則彈簧將閥塞拉向閥座，當(dāng)壓力達到一定值時，在閥塞上的力超過彈簧力量，閥門打開。在正向流動時，該閥保持打開狀態(tài)；流動停止時，閥塞通過彈簧力量壓向閥座，這樣，閥對于反方向流動的流體是關(guān)閉的。其連接方式也采用符合標準的活接方式。 4． 特殊閥門 ? (1)止逆閥 ? (2) 減壓閥 ? (3) 流量調(diào)節(jié)閥 除上述閥門以外，發(fā)酵液體輸送管網(wǎng)還有一些特殊的閥門，如止逆閥、背壓閥、取樣閥等。通過閥桿上下升降，可使閥塞堵住或離開閥座，從而實現(xiàn)流路的關(guān)閉或開通。 ?應(yīng)用：塞閥的結(jié)構(gòu)使得其塞子可方便地從閥體上取出， 因此，罐器的放料口多采用塞閥，以便方便地進行徹底清洗。對于兩通閥，轉(zhuǎn)動手柄可以使塞子置于開通或關(guān)閉位置。 （ 3） 塞閥 ?有二通和三通閥兩種形式，如右圖所示。三通型球閥可用于需要改變流體輸送流向的場合。 從清洗角度看 ,它的衛(wèi)生性不如碟閥， 因為在全開狀態(tài)下 ,閥芯球面不能被清洗液沖洗到。 圖 2. 45碟閥 ； ； （ 2） 球閥 ?有 直通型 和 三通型 球閥之分。從閥門全閉位置開始旋，旋轉(zhuǎn)到 90176。 ~90176。 特適用于剪切敏感流體產(chǎn)品，如酸奶和其它發(fā)酵乳制品的輸送管路。 無菌級碟閥在全開狀態(tài)清洗時不存在死角。 1．截止閥與切換閥 (1) 碟閥 (2)球閥 (3)塞閥 2． 座閥及其組合閥 3． 防混閥 4． 特殊閥門 5． 閥系統(tǒng) （ 1） 碟閥 ?外形和結(jié)構(gòu) ?特點 : 結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕，只由少數(shù)幾個零件組成 。操作方式主要有手動、氣動和電動驅(qū)動等。 供焊接用的管件 利用活接頭連接的管件 （三） 閥與閥系統(tǒng) ? 發(fā)酵液體管路上使用的閥門，從功能上看多為截止閥（或稱直通閥）或切換閥（如三通閥），特殊功能的閥門有減壓閥（背壓閥）、止逆閥和取樣閥等。 ? 管件的兩種形式： ? 供焊接用的管件 ? 利用活接頭連接的管件 ? 單機設(shè)備定型設(shè)備中使用焊接管件多一些，而在工廠生產(chǎn)線上，則多直接使用活接頭形式。前一種需要專門的扳手操作，后一種只要采用大小適當(dāng)?shù)幕罱j(luò)扳手操作。 ?螺旋式活接頭 ? 結(jié)構(gòu)如圖 2. 43所示 , 它通過套在一個平頭管接頭的螺母與另一個接管頭外絲旋緊的方式，將兩個接管頭端面及墊圈夾緊，從而實現(xiàn)連接與密封。 ?相應(yīng)的標準 （一） 管路的活接頭形式 ? 液體發(fā)酵無菌級輸送管路中，目前主要采用兩種活接頭方式，即： ?卡箍式 ?螺旋式 ?卡箍式活接頭 ? 卡箍式活接頭構(gòu)成如圖 2. 42所示，卡箍將夾有密封圈的、兩個端面對齊的管接頭箍住，再用螺栓將卡箍夾緊。 有些是材料方面的，有些是尺寸方面的，也有些是表面處理或加工工藝方面的。 ?管件的標準 ? 國內(nèi)外就發(fā)酵液體無菌級輸送管路所涉及的各種構(gòu)件建立了 相應(yīng)的標準 （涉及管路各構(gòu)件的材料、形式、尺寸、表面處理及工作條件等規(guī)范）。 ? 從發(fā)酵工業(yè)無菌要求第一的角度看，發(fā)酵工業(yè)中采用的液體輸送系統(tǒng)，除加熱用的氣體及清洗用水的供應(yīng)，廢水處理等按照相應(yīng)的規(guī)范設(shè)計以外，凡是與發(fā)酵原料或生物量直接接觸的輸送系統(tǒng)，均應(yīng)在滿足無菌安全要求的前提下，才考慮其經(jīng)濟性。 ?系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理 ?系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理 三、 發(fā)酵液體輸送管路 ? （一） 管路的活接頭形式 ? （二） 管件 ? （三） 閥與閥系統(tǒng) ? （四） 密封件 ?液體輸送管路網(wǎng) ?管路設(shè)計注意事項 ?管件的標準 ?液體輸送管網(wǎng) ? 液態(tài)發(fā)酵的設(shè)備構(gòu)成中，包括管子、管件和閥件在內(nèi)的輸送管網(wǎng)無論從占用空間、構(gòu)件數(shù)量和投資費用等方面來看 , 均占有很大比例。 二、 真空吸料裝置 ?真空吸料裝置是一種簡易的利用壓差進行流體輸送的方法。 ? ④ 如選用葉片泵，而被輸送液體的黏度、密度較大時，則須對所選泵的特性曲線進行換算，對主要參數(shù) H 、 Q等重新進行校核，并注意工作點是否在高效率區(qū)。 ? ③ 當(dāng)生產(chǎn)要求輸液量過大，選不到合適的泵，或生產(chǎn)上輸液量波動過大，按最大輸液量選泵不很經(jīng)濟時，宜考慮泵的并聯(lián)問題。 ? ②根據(jù)計算所得的揚程 H和給定的流量 Q值，從產(chǎn)品目錄或制造商產(chǎn)品說明書上，選擇能滿足要求的泵。 ? (4)液體需要準確計量時，可選用柱塞式計量泵，液體要求嚴格密封時，可選用隔膜計量泵； ? (5)流量較小，溫度較低、壓力要求穩(wěn)定的，宜選用轉(zhuǎn)子泵。 ? (5)要求流量變化大、揚程變化小者，宜選用平坦的 HQ曲線的離心泵，要求流量變化小、揚程變化大者，宜選用陡降的 HQ曲線的離心泵。 ?泵類型的初步確定 ?離心泵的適用范圍 ? (1)輸送溫度下液體的運動黏度不宜大于 650 mm2/s ，否則，泵效率下降較大； ? (2)流量較大，揚程相對較低； ? (3)液體中溶解或夾帶的氣體不宜大于 5%（體積） 。由于轉(zhuǎn)子的制造精度要求較高，轉(zhuǎn)子泵的價格較高。 ? 轉(zhuǎn)子泵的結(jié)構(gòu) 如圖 2. 38所示 ，其轉(zhuǎn)子形狀簡單（一般為 2葉、 3葉和 5葉），易于拆卸清洗，對于料液的攪動作用小。 ?缺點：效率低、振動和噪音大。 ?特點 ?優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、重量輕和工作可靠等，故應(yīng)用范圍較廣。 1. 齒輪泵 ?型式： （發(fā)酵工廠常用）外嚙合和內(nèi)嚙合式 ?外嚙合 齒輪泵的結(jié)構(gòu) ?材料 ?特點 ?齒輪泵結(jié)構(gòu) ?材料 ? 齒輪泵采用耐腐蝕材料如尼龍，不銹鋼等制成。這種泵的輸出脈動小、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，無振動和噪音，適宜于輸送高黏度料液。 ? 螺桿泵不能空轉(zhuǎn)，否則橡皮套會因摩擦發(fā)熱而損壞。 ?泵的流量調(diào)節(jié) ? 螺桿泵的流量可以通過改變轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)，合理的轉(zhuǎn)速范圍為 750~1500r/min。當(dāng)螺桿轉(zhuǎn)動時，在吸入端形成的封閉腔沿軸向排出端方向運動，并在排出端消失。螺桿在橡皮套內(nèi)作行星運動，螺桿通過平行銷聯(lián)軸節(jié)（或偏心聯(lián)軸器）與電動機連接來傳動。偏心距為 3~6mm，螺距范圍為 50~60mm。 ? 單螺桿泵是一種內(nèi)嚙合的密閉式泵，它是利用裝在橡皮套內(nèi)旋轉(zhuǎn)的螺桿，使料液由螺桿與橡皮套形成的不斷改變大小的空間，通過擠壓作用使料液吸入并向泵的另一端壓出。 ? 泵的轉(zhuǎn)子與襯套 ? 泵的流量調(diào)節(jié) ? 泵的吸程與壓頭 ?螺桿泵類形 ? 螺桿泵有單螺桿、雙