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气升式发酵罐搅拌需要注意什么方面的影响

发布时间:2019.04.08     浏览次数:     新闻来源:http://www.zhjrt.com/

气升式发酵罐搅拌的另一个重要原则就是对发酵液的理化性质的关注,由于发酵液成分复杂。影响也是比较显著的,因此,根据发酵液的特性设计搅拌系统也是非常必要的,由于目前还无法量化描述发酵液成分对发酵过程传质传热的影响,大型发酵罐的设计应以小型试验为基础,选择适合的关联式作为放大依据。可能是最佳的设计方法。尽管,对发酵罐搅拌系统的研究已经取得了许多可喜的进展,但仍有许多同题需要深入研究。气升式发酵罐多搅拌系统中预测各种参数影响的关联式多由单搅拌系统相关的关联式引申而来,没有注意两者在流型和流动状态上的显著差异。应利用能量守恒和CFD规则进行多搅拌系统中各种定量关系的研究。同时,多层搅拌系统目前以两层搅拌居多,还需研究更多层搅拌系统的各种关系,更有利于在实际中使用相关的成果,总之,尽管目前的研究已经充分注意多层搅拌系统的特殊性.但需要更加深入的研究才能满足实际设计工作的需要。

自吸式发酵罐罐体的结构自吸式发酵罐罐体的结构自吸式发酵罐罐体的结构自吸式发酵罐罐体的结构大致上与通用式发酵罐相同,主要区别在于搅拌器的形状和结构不同。自吸式发酵罐使用的是带中央吸气口的搅拌器。
1.搅拌器由从罐底向上伸人的主轴带动,叶轮旋转时叶片不断排开周围的液体使其背傻g形成真空,于是将罐外空气通过搅拌器中心的吸气管而吸人罐内,吸人的空气与发酵液充分混合后在叶轮末端排出,并立即通过导轮向罐壁分散,经挡板折流涌向液面,均匀分布。
2.空气吸人管通常用一端面轴封与叶轮连接,确保不漏气。由于空气靠发酵液高速流动形成的真空白行吸人,气液接触十分良好,气泡分散较细,从而提高了氧在发酵液中的溶解速率。据报道,在相同空气流量的条件下,溶氧系数比通用式发酵罐高。
3.可是由于自吸式发酵罐的吸人压头和排出压头均较低,习惯用的空气过滤器因阻力较大已不适用,需采用其他结构型式的高效率,低阻力的空气除菌装置。另外,自吸式发酵罐的搅拌转速较通用式高,所以它消耗的功率比通用式大,但实际上由于节约了空气压缩机所消耗的大量动力,对于大风量的发酵,总的动力消耗还是减少的为了增大产量,降低成本与提高劳动生产率。随着放大技术与防止污染技术的进步,国外抗菌素、谷氨酸的发酵罐容积。
这些设备一般采用机械搅拌的发酵罐。至于气升式发酵罐,生产单细胞蛋白的可达4000m而污水生化处理装备可达20000m 左右的超大型设备,由于平均染菌率较高和放大技术掌握不够,容积都比较小,如谷氨酸罐多数仅为50m。产品质量达到国际标准。姜信真等人用气升式发酵罐进行GA发酵研究,证明其产率、发酵时间等多项指标均优于机械搅拌罐,而且与二倍体积搅拌罐相比,单位体积发酵液节能7.7%。这在能源严重短缺的今天,无疑有巨大的潜在优势。是为适应多相反应系统的需要。
目前工业上采用的发酵反应器主要有三种类型:
1.机械搅拌型。能处理大容积,低速下的粘性液体系或悬浮体系,在技术上比较成熟,但输入能量有l0%左右消耗于轴磨损,结构较复杂,维修较困难。

2.输液泵型:是利用液休和气体的动量交换使流体沿一定路程循环而达到搅拌目的。中心喷出的液体射流把同时由喷咀环隙出来的气体进行动量交换,把气体冲击成细泡,进行氧气的传递,在需氧发酵过程为微生物的生长及代谢过程提供大量氧气。目前国外发展较快的有气,液两相喷咀船环流反应器与倒喷式环流反应器。它的优点是设计合理操作方便,但工业放大尚存在困难。

3.气升式主要利用流体本身的功能,台理利用系统由的比重差使液体循环。它的优点是结构简单搅拌均匀,动力消耗低,易于放大,适用稀薄培养基的发酵及大型化,有逐步取代机械搅拌型的趋向。然而在国内还主要是机械搅拌的通用型罐,自吸式及塔式多筛板等反应器尚处于试产阶段。此外,还有各种特殊反应器,如管式膜式、固定床、流化床,带透析装置等,其中固定化酶反应器普遍受到重视,已有盘式球式,柱式,塔式、中空纤维式等在生产应用。在污水生化处理中,除一般曝气池和厌氧发酵池外,还有各种好气处理设备,例如滴流塔.生物转盘,深井礞气地、流化床等

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