《发酵工艺学》课程教学课件（讲稿）第九章 发酵罐放大与设计

第九章发酵罐放大与设计

n发酵罐：进行微生物深层培养的反应器统称为发酵罐中试用发酵罐

n发酵罐：进行微生物深层培养的反应器统称为发酵罐

大型发酵罐

大型发酵罐

本章内容、发酵罐的类型发酵罐的结构三、通用式发酵罐的设计与放大(一）发酵罐设计基本原则和要求(二)发酵罐放大设计

本章内容 一、发酵罐的类型 二、发酵罐的结构 三、通用式发酵罐的设计与放大 （一）发酵罐设计基本原则和要求 （二）发酵罐放大设计

发酵罐的基本类型发酵罐的类型与发酵类型、工艺类型和产物类型有关。轴封顶搅拌通用式搅拌罐（满足供氧、通气、搅拌底搅拌磁传动气鼓式（鼓泡式）内循环气升式发酵罐循环式外循环管道式反应器：流动代替搅拌填充床（液体循环）固定化发酵罐流化床（同通气搅拌）自吸式发酵罐：不需要空气压缩机，在搅拌过程中自吸入空气伍式发酵罐：多用于纸浆废液发酵生产酵母

n 发酵罐的类型与发酵类型、工艺类型和产物类型有关。                                                                                 顶搅拌       轴封 底搅拌       磁传动                                       气鼓式（鼓泡式）                                                        内循环 外循环         管道式反应器：流动代替搅拌                                       填充床（液体循环）                                       流化床（同通气搅拌）         自吸式发酵罐 ：不需要空气压缩机，在搅拌过程中自吸入空气         伍式发酵罐 ：多用于纸浆废液发酵生产酵母                                                                                               通用式搅拌罐(满足供氧、通气、搅拌 ) 气升式发酵 罐 循环式 固定化发酵罐 发酵罐的基本类型

基本结构和尺寸工通气式机械搅拌反应器的几何尺寸比例H/D=1.7~3:d/D=1/3~1/2;W/D=1/12~1/8:BD=0.8~1.0;S/D=1~3

基本结构和尺寸

通气式机械搅拌反应器的结构离心消泡排气无菌过滤培养基菌种酸、碱和消泡剂视镜(1）搅拌系统：空气无菌过滤Q搅拌器：主要作用有打碎气泡、增传热夹套加气-液接触面积：产生涡流，延长口挡板气泡在液体中的停留时间：使反应搅拌桨体系充分混合，并使固相物料保持口DO电极悬浮状态。pH电极温度电极口7①挡板：防止液面产生旋涡，改变液流方向，由径向流变为轴向流，促取样使流体翻动，增加传质与混合。空气分布器机械密封电动机蒸汽排液与放料

(1) 搅拌系统： Ø 搅拌器：主要作用有打碎气泡、增 加气-液接触面积；产生涡流，延长 气泡在液体中的停留时间；使反应 体系充分混合，并使固相物料保持 悬浮状态。 Ø 挡板：防止液面产生旋涡，改变液 流方向，由径向流变为轴向流，促 使流体翻动，增加传质与混合。 通气式机械搅拌反应器的结构

通气式机械搅拌反应器的结构径向流轴向流(a)六平叶涡轮浆()宽叶水翼浆(b)轴向流(a)径向流与转速N的平与转速N成正比

与转速N成正比￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾与转速N的平 方呈正比 通气式机械搅拌反应器的结构 径向流￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾轴向流

搅拌桨的类型(a)六平叶涡轮浆(b)六箭叶涡轮桨(c)六弯叶涡轮桨图7-4常用的涡轮式搅拌浆(c)半圆管涡轮浆(a)余叶浆(b)水翼浆（)宽叶水翼浆(d)螺旋桨(e)宽叶涡轮桨

搅拌桨的类型

微生物反应器-涡轮搅拌浆实验室工业(a）六平叶涡轮桨(c)六弯叶涡轮浆(b）六箭叶涡轮桨粉碎气泡：轴向混合：

微生物反应器-涡轮搅拌桨 粉碎气泡：￾￾￾￾￾＞￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾ ＞ 轴向混合：￾￾￾￾￾＜￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾ ＜ 实验室￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾工 业