1、3.2 發(fā)酵設(shè)備13.2 發(fā)酵設(shè)備發(fā)酵的操作過(guò)程發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)要求常用發(fā)酵罐機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐自吸式發(fā)酵罐氣升式發(fā)酵罐塔式發(fā)酵罐2什么是發(fā)酵生物化學(xué)中把酵母的無(wú)氧呼吸過(guò)程稱作發(fā)酵微生物生理學(xué)：有機(jī)物被生物體氧化降解成氧化產(chǎn)物并釋放能量的過(guò)程工業(yè)生產(chǎn)上籠統(tǒng)地把一切依靠微生物的生命活動(dòng)而實(shí)現(xiàn)的工業(yè)生產(chǎn)均稱為“發(fā)酵”發(fā)酵的菌種微生物，包括細(xì)菌、病毒、真菌以及一些小型的原生動(dòng)物等在內(nèi)的一大類生物群體3什么是酵母一種單細(xì)胞真菌,在有氧和無(wú)氧環(huán)境下都能生存,屬于兼性厭氧菌有氧氣的環(huán)境中，酵母菌將葡萄糖轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳無(wú)氧的條件下，將葡萄糖分解為二氧化碳和酒精C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 +

2、2 ATP (放出能量:118 kJ/mol) 釀酒過(guò)程中，乙醇被保留下來(lái)烤面包或蒸饅頭的過(guò)程中，二氧化碳將面團(tuán)發(fā)起，而酒精則揮發(fā)4發(fā)酵罐的操作和設(shè)計(jì)要求氣-液接觸濃度的在線檢測(cè)混合傳熱泡沫控制營(yíng)養(yǎng)物或控制pH用的試劑的加入結(jié)構(gòu)可靠良好的氣液接觸和液固混合性能減少機(jī)械攪拌和通氣所消耗的動(dòng)力良好的傳熱性能設(shè)置有效的消泡沫裝置必要和可靠的監(jiān)測(cè)及控制儀表5發(fā)酵罐的設(shè)計(jì)要求7發(fā)酵罐型式按攪拌和通氣的能量輸入方式可分為機(jī)械攪拌式外部液體循環(huán)式空氣噴射提升式8外部液體循環(huán)式10空氣噴射提升式11常用發(fā)酵罐機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐自吸式發(fā)酵罐氣升式發(fā)酵罐塔式發(fā)酵罐12機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐主要組成部件罐體-1攪拌裝置-2

3、傳熱裝置-4通氣裝置-7傳動(dòng)機(jī)構(gòu)-614罐體組成 圓筒形筒身上下兩個(gè)橢圓形封頭幾何尺寸比例H/D=1.73；d/D=1/21/3W/D=1/81/12；B/D=0.81s/d=1.52.5 (2); s/d=12 (3)發(fā)酵罐的公稱容積V0為筒身部分容積Vc和底封頭容積Vb之和，即V0=Vc+Vb實(shí)際裝料量 V=0V0;0是裝料系數(shù)，0.70.8 V= （0.70.8）V015攪拌裝置采用圓盤渦輪式攪拌器配置2-3個(gè)攪拌器 有利于液體本身的混合及氣液和液固之間的混合改善傳質(zhì)和傳熱有助于氧的溶解17通氣裝置將無(wú)菌空氣導(dǎo)入罐內(nèi)的裝置單孔管單孔管的出口位置正下方開(kāi)口向下18傳熱裝置發(fā)酵過(guò)程中發(fā)酵液產(chǎn)

4、生熱量最適宜培養(yǎng)溫度冷卻水導(dǎo)出部分熱量發(fā)酵罐的傳熱裝置有夾套和蛇管19機(jī)械消末裝置發(fā)酵過(guò)程中，由于發(fā)酵液中含有大量蛋白質(zhì)等發(fā)泡物質(zhì)，在強(qiáng)烈的通氣攪拌下將產(chǎn)生大量泡沫消除發(fā)酵液泡沫 消泡劑(天然油脂、聚醚類、硅類、高碳醇)機(jī)械消泡裝置20耙式消泡槳消泡槳安裝于攪拌軸上，與軸同轉(zhuǎn)，齒面略高于液面，消泡槳直徑約為罐徑的0.80.9當(dāng)少量泡沫上升時(shí)，如果泡沫的機(jī)械強(qiáng)度較小，耙齒可把泡沫打碎。21封閉式渦輪消泡槳尺寸消沫器直徑約為罐徑的1/2安裝渦輪消沫器直接安裝于攪拌軸上，由于攪拌軸轉(zhuǎn)速太低效果不佳下伸軸發(fā)酵罐，罐頂安裝，渦輪軸高速旋轉(zhuǎn)工作過(guò)程泡沫直接被渦輪打碎，或被渦輪拋出撞擊到罐壁而破碎22自吸式

5、發(fā)酵罐的形式形式葉輪和導(dǎo)輪自吸入式發(fā)酵罐噴射自吸式反應(yīng)器文丘里管反應(yīng)器共同特點(diǎn):利用特殊轉(zhuǎn)子或噴射器或文丘里管所形成的負(fù)壓，將空氣從外界吸入24文氏管的原理文氏管的原理把氣流由粗變細(xì)，以加快氣體流速，使氣體在文氏管出口的后側(cè)形成一個(gè)“真空”區(qū)。當(dāng)這個(gè)真空區(qū)靠近工件時(shí)會(huì)對(duì)工件產(chǎn)生一定的吸附作用 25自吸式發(fā)酵罐的缺點(diǎn)必須采用高效率、低阻力的空氣除菌裝置用于無(wú)菌要求較低的醋酸和酵母的發(fā)酵生產(chǎn)中不適用于對(duì)剪切作用敏感的微生物的發(fā)酵27氣升式發(fā)酵罐28工作原理利用空氣噴嘴噴出250300m/s高速的空氣，空氣以氣泡形式分散于液體中，使平均密度下降；在不通氣一側(cè)，因液體密度較大，與通氣側(cè)的液體產(chǎn)生密度差，從而形成發(fā)酵罐內(nèi)液體的環(huán)流噴嘴29類型30氣升式發(fā)酵罐的特點(diǎn)能耗低、液體中的剪切作用小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單氧傳遞能力比機(jī)械攪拌發(fā)酵罐高不適于高黏度或含大量固體的培養(yǎng)液31塔式發(fā)酵罐利用通入培養(yǎng)液中的空氣泡的上升，從而帶動(dòng)液體運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生混合效果，并供給微生物生長(zhǎng)繁殖所需要的氧32高位篩板塔式發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)高度與直徑比約為7左右罐內(nèi)裝有若干塊篩板1工作原理進(jìn)料壓縮空氣由罐底導(dǎo)入，經(jīng)過(guò)篩板逐漸上