【正文】 無(wú)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。 3． 厚層式：固體發(fā)酵床的底部為多孔篩板，風(fēng)道傾斜形，可使平行流動(dòng)的氣流變成垂直流動(dòng)。工業(yè)上是用多層鋁制淺盤放在架子上進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)室保持一定的溫度和濕度。（二）固體發(fā)酵設(shè)備? 因此，實(shí)現(xiàn)固體發(fā)酵的最優(yōu)化困難重重。固體發(fā)酵的產(chǎn)物回收 — 般步驟少，費(fèi)用也省。能耗低。原料來(lái)源廣，價(jià)格低廉。固體發(fā)酵的優(yōu)缺點(diǎn) 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。（一）固體發(fā)酵 第四節(jié) 固體發(fā)酵設(shè)備 隔膜由氯丁橡膠與天然膠混合制成，可耐高溫，價(jià)格也高。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。 閥門是發(fā)酵罐的重要組成，它被用于調(diào)節(jié)控制氣體和液體的流量。 ? 與發(fā)酵罐連接的管道有水管、料管、空氣管和蒸汽管 發(fā)酵罐內(nèi)的冷卻蛇管與發(fā)酵罐內(nèi)直接相連的料管等，最好采用不銹鋼管。? 維持設(shè)備有兩種：罐式和管式。? 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。? 塔式加熱設(shè)備又稱連消塔，塔的有效高度 2～ 3m，料液在塔中的流速是 ／ s，因此料液在塔內(nèi)的滯留時(shí)間為 2～ 30s。? 2. 加熱設(shè)備：在配料罐里培養(yǎng)基被加熱到 70℃，然后，用泵送到加熱設(shè)備，在 20秒的時(shí)間內(nèi)繼續(xù)加熱到 130～ 140℃ 。? 2．過(guò)濾器：空氣過(guò)濾器的類型很多，有棉花活性炭過(guò)濾器、管式過(guò)濾器和接送式過(guò)濾器等。目前常用的是往復(fù)式空壓機(jī)，最好選用水冷式和無(wú)油潤(rùn)滑的。空氣貯罐 空氣過(guò)濾器 發(fā)酵罐。加熱器 析水器 二、發(fā)酵輔助設(shè)備 ? (五 )氣體流化床式：它巳用于酵母和乙醇生產(chǎn)。 ? ：它有兩種形式； ① 不帶循環(huán)式； ② 帶循環(huán)的。它已用于連續(xù)培養(yǎng)大腸桿菌和廢水處理。? (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。．循環(huán)通道式：氣體滯留時(shí)間長(zhǎng)，功率輸入也大。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)。2(二 )單級(jí)氣提循環(huán)塔式 通氣運(yùn)行時(shí)，氣泡攜帶著液體向上運(yùn)動(dòng)，有一部分液體沿罐壁向下運(yùn)動(dòng)，這種逆向液流可通過(guò)將反應(yīng)器分成向上和向下流動(dòng)兩部分來(lái)控制的。 單級(jí)塔可用于面包酵母、啤酒、醋的生產(chǎn)，真菌培養(yǎng)，白喉毒素生產(chǎn)和廢水處理等。(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。 生化流化床廣泛應(yīng)用于廢水處理過(guò)程。 酶固定在固體基質(zhì)上；? ②然而功率輸入也是相當(dāng)高的。這種液流以單向通過(guò)泵和流量計(jì)。液休平面由溢流管控制。? 空氣是在罐底導(dǎo)入并與液體逆向流動(dòng)。在窄管的終端，氣體向上運(yùn)動(dòng)并離開(kāi)液體排出。? (四 )噴射通道式? 在這種反應(yīng)器里，液體在細(xì)長(zhǎng)形的噴嘴里被加速，使循環(huán)液體的位能更有效地轉(zhuǎn)變成動(dòng)能。? (三 )噴璃循環(huán)式? 它利用噴嘴的噴射力，吸入氣體，使氣體在罐體內(nèi)部循環(huán)，達(dá)到較好的傳氧效果。? 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。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。壓縮氣體通過(guò)空氣分布器進(jìn)入液體后，最初形成的氣泡是由液體劇烈翻動(dòng)來(lái)分散的，所以氣泡的分散程度決定于功率消耗速率。? ? 液提發(fā)酵罐是液體借助于一個(gè)液體泵進(jìn)行輸送，同時(shí)氣體在液體的噴嘴處被吸入發(fā)酵罐．? 噴嘴是這類發(fā)酵罐的一個(gè)特殊部件，制造要求精密。液提式發(fā)酵罐 ? 特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，冷卻面積小，無(wú)攪拌傳動(dòng)設(shè)備，料液充滿系數(shù)大，無(wú)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。? ? 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 .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。? 與分批的機(jī)械攪拌發(fā)酵罐類似，有的塔頂橫截面擴(kuò)大，供以降低流速，截留液體夾帶的懸浮物。氣泡塔式發(fā)酵罐 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。 由于轉(zhuǎn)子的空膛與大氣相通，發(fā)酵罐外的空氣通過(guò)過(guò)濾器不斷地被吸入，隨即甩向葉輪外緣，再通過(guò)異向葉輪使氣液均勻分布甩出。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。? 具有轉(zhuǎn)子和定子的攪拌器的吸氣原理：? 它與通用發(fā)酵罐的主要區(qū)別是： ① 有一個(gè)特殊的攪拌器，攪拌器由轉(zhuǎn)子和定子組成； ② 沒(méi)有通氣管。 ? 這種發(fā)酵繞既具有機(jī)械攪拌裝置，又具有壓縮空氣分布裝置。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 ? 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 采用有效的機(jī)械消渙裝置，可以提高罐的裝料量。冷卻列管極易腐蝕或磨損穿孔，最好用不銹鋼制造。大型發(fā)酵罐采用列管冷卻（四至八組）。? 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 常用的軸封有填料函軸封和端面軸封兩種。封 因而氧的傳質(zhì)系數(shù)也越大。? 通風(fēng)量在 ~，氣泡的直徑與空氣噴口直徑的 1/3次方成正比。為了防止吹管吹入的空氣直接噴擊罐底，加速罐底腐蝕，在空氣分布器下部罐底上加焊一塊不銹鋼補(bǔ)強(qiáng)。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。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。? 空氣分布裝置的作用是吹入無(wú)菌空氣，并使空氣均勻分布。? 自動(dòng)化程度較高的發(fā)酵罐，采用可控硅變頻裝置，根據(jù)溶氧測(cè)定儀連續(xù)測(cè)定發(fā)酵液中溶解氧濃度的情況，并按照微生物生長(zhǎng)需要的耗氧及發(fā)酵情況，隨時(shí)自動(dòng)變更轉(zhuǎn)速，這種裝置進(jìn)一步節(jié)約了動(dòng)力消耗，并可相應(yīng)提高發(fā)酵產(chǎn)率，但其裝置頗為復(fù)雜 。? 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。變速裝置 ? 軸瓦與軸之間的間隙常取軸徑的 %，以適應(yīng)溫度差的變化。? 為了減少震動(dòng)，中型發(fā)酵罐一般在罐內(nèi)裝有底軸承，而大型發(fā)酵罐裝有中間軸承，底軸承和中間軸承的水平位置應(yīng)能適當(dāng)調(diào)節(jié)。? 常用的聯(lián)軸器有鼓形及夾殼形兩種。聯(lián)軸器及軸承 ? 擋板與罐壁之間的距離為（ 1/5~1/9） W，避免形成死角，防止物料與菌體堆積 。? （但冷卻管為盤管時(shí)，則應(yīng)設(shè)擋板。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） ? 通常擋板寬度?。?） D，裝設(shè) 46塊即可滿足全擋板條件。擋 ? 第四種是刮板式消泡器，它安裝于發(fā)酵罐的排氣口處，泡沫從氣液進(jìn)口進(jìn)到高速旋轉(zhuǎn)的刮板中，刮板轉(zhuǎn)速為 1000—1450? 二是半封閉式渦輪消泡器，它是由前者發(fā)展改進(jìn)而來(lái)，泡沫可直接被渦輪打碎或被渦輪拋出撞擊到罐壁而破碎。機(jī)械消泡裝置主要有四種。? 消泡裝量? 它適應(yīng)于低粘度的發(fā)酵液。攪拌槳上至少有一個(gè)暴露在液體中的開(kāi)口。這種攪拌槳具有較好的剪切分散能力和較低的功率消耗，在整個(gè)發(fā)酵過(guò)程中功率變化相對(duì)渦輪槳要小的多。? （ 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。因此特別適用于絲狀菌發(fā)酵。通用發(fā)酵罐的攪拌槳類型 攪拌器? 攪拌器有平葉式、彎葉式、箭葉式三種? 其作用是打碎氣泡，使氧溶解于醪液中，從攪拌程度來(lái)說(shuō)，以平葉渦輪最為激烈，功率消耗也最大，彎葉次之，箭葉最小。：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