發(fā)酵罐的比擬放大ppt課件-展示頁
2025-05-15 18:05本頁面
【正文】 又因 ωg∝ (VVM)VL/(PD2) ∝ (VVM)D/P 故 (VVM)2/(VVM)1=(D1/D2)2/3(P2/P1) 若 V2/V1=125， D2=5D1,P2=，則用上述三種不同方法計算發(fā)酵罐放大后的通氣量。HLD2(273)D12D22第四章 發(fā)酵罐的比擬放大 項目 實驗用反應(yīng)器 生產(chǎn)用反應(yīng)器 功率消耗 不必考慮 需認(rèn)真對待 反應(yīng)器內(nèi)空間 控制檢測裝置占去一定空間 無此影響 混合特性 可不必考慮 需認(rèn)真對待 換熱系統(tǒng) 較易解決 較難解決 小型和大型生物反應(yīng)器設(shè)計的不同點 ? 放大方法：經(jīng)驗放大法，因次分析法，時間常數(shù)法，數(shù)學(xué)模擬法， ? 放大原則：重點解決主要矛盾 氣體傳遞、混合；剪切敏感性；熱傳遞等。 ? 放大所需解決的主要參數(shù)：罐體參數(shù)、空氣流量、攪拌轉(zhuǎn)速和攪拌功率消耗等 ? 經(jīng)驗放大法： 幾何相似放大 恒定等體積功率放大 單位培養(yǎng)液體積的空氣流量相同原則放大 空氣線速度相同原則放大 KLa/Kd值相同原則放大 ? 因次分析法：保持無因次準(zhǔn)數(shù)相等原則放大 Re， Nu， Da， Pez ? 時間常數(shù)法：某一變量與其變化速率之比 反應(yīng)時間 tr = C/r r 反應(yīng)速率 擴散時間 tD = L2 /Dz 混合時間 tm = Tm /n ……… ? 數(shù)學(xué)模擬法： 放大基準(zhǔn) 以 kLa(或 kd)為基準(zhǔn) 以 P0/V相等為基準(zhǔn) 恒周線速度 πND 恒混合時間 tm∝ HL1/2D3/2/(N2/3d11/6) Q/H ∝ d/N 液流循環(huán)量 /液流速度壓頭 歐洲發(fā)酵工業(yè)中的放大準(zhǔn)則 工業(yè)應(yīng)用的比例（ %） 所采用的經(jīng)驗放大準(zhǔn)則 30 單位培養(yǎng)液體積消耗功率相等 30 kLa恒定 20 攪拌槳葉端速度恒定 20 氧分壓恒定 一、幾何尺寸放大 ? 幾何相似原則： H1/D1=H2/D2=A ? 放大倍數(shù) m=V2/V1 m=V2/V1=π/4H 2/ (π/4H 1)＝ (D2/D1)3 ? D2/D1=m1/3， H2/H1=m1/3 二、空氣流量放大 ? 空氣流量表示方法： （ 1）單位體積培養(yǎng)液在單位時間內(nèi)通入的空氣量（以標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)計），即 Q0/VL=VVM m3/() （ 2）操作狀態(tài)下的 空氣直線速度 （ ωg， m/h)） 兩者的換算關(guān)系： P1V1/T1=P2V2/T2 QgP/ (273+t) = Q0( 104)/273 Qg= Q0 (273+t) ( 104)/(273P) (m3/h) ωg＝ Q0(60)(273+t)( 104)/(π/4P) ＝ Q0(273+t)/(PD2) ＝ (VVM)(VL)(273+t)/(PD2) (m/h) (1) VVM= ωgPD2/[ (VL)(273+t)] ( ) (2) Q0= ωgPD2/[ (273+t)] ( ) 注： VL 發(fā)酵液體積 (m3) P 液柱平均絕對壓力 (Pa) P=(Pt+ 104)+ρ HL發(fā)酵罐液柱高度 (m) Pt 罐頂壓力表所指示的讀數(shù) (Pa) ? 以單位培養(yǎng)液體積中空氣流量相同的原則放大 依據(jù)式（ 1）得 ωg∝ (VVM)VL/(PD2) ωg∝ (VVM)D3/(PD2) ∝ (VVM)D/P 因為 (VVM)2=(VVM)1 所以 (ωg)2/ (ωg)1 =D2/D1 P1/P2 ? 以 空氣直線速度 相同的原則放大 依據(jù)式（ 2）得 VVM ∝
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