1、第七章 生物反應(yīng)器的放大,確定大型生物反應(yīng)器的幾何尺寸，一般根據(jù)幾何相似的原理，按照小罐的尺寸確定。 確定小罐的攪拌軸功率 確定大罐的操作變量（主要指n和Q） 確定大罐的攪拌軸功率，選擇電機(jī),7.1 攪拌軸功率的計(jì)算,定義：指攪拌漿以既定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，用以克服介質(zhì)阻力所需的功率。 與介質(zhì)性質(zhì)、反應(yīng)器的幾何尺寸、操作變量等有關(guān)，一般表示成功率的函數(shù)。P=f（n,d,g）,1、 單支渦輪不通氣時(shí)軸功率的計(jì)算,當(dāng)D/d=3,HL/d=3,B/d=1,擋板為4塊時(shí)，通過(guò)因次分析法及實(shí)驗(yàn)證明，在全檔板條件下，對(duì)于牛頓型流體，有下述關(guān)系成立： ，其中 K是與攪拌器類型、發(fā)酵液幾何尺寸有關(guān)的常數(shù) 實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)

2、Re104時(shí)，x=0，所以 此時(shí)攪拌軸功率與液體粘度無(wú)關(guān)，且NP是常數(shù) 對(duì)于一般發(fā)酵罐，可用下式進(jìn)行校正,2、多支渦輪不通風(fēng)時(shí)軸功率,多支渦輪，其功率的輸出與組數(shù)、間距有關(guān)，對(duì)于牛頓型流體，兩組渦輪間距s，取2d,非牛頓型取2.53d，靜液面至上渦輪距離為0.52.0d，下渦輪至罐底距離B=0.51.0d。 符合上述條件的發(fā)酵罐，其經(jīng)驗(yàn)式約為單只渦輪功率乘以渦輪只數(shù)或者,3、通氣液體的軸功率的計(jì)算,通氣時(shí)，使液體密度變小，因而軸功率會(huì)下降，但同時(shí)軸功率也與渦輪周圍氣液接解情況有關(guān)。 引入通氣準(zhǔn)數(shù) 對(duì)于大罐，福田秀雄經(jīng)驗(yàn)式,4、確定操作變量Q和n,采用KLa相等的原則：一般用于耗氧速率很快的發(fā)酵

3、體系 采用單位體積發(fā)酵液消耗的軸功率等原則 以恒周線速度相等為基準(zhǔn),例題,某廠試驗(yàn)車間用枯草菌在100L罐中進(jìn)行淀粉酶的生產(chǎn)，獲得良好成績(jī)，今要放大到20m3，此細(xì)菌醪液接近于牛頓型流體，在35時(shí)的粘度為2.25103 Ns/m2，醪液密度為1010Kg/m3，試驗(yàn)罐尺寸為D=375 mm,d=125 mm,D/d=3, H/D=2.4, HL/d=1.5, 四塊擋板，裝液量為60L，通氣量為1VVM，攪拌渦輪為兩支圓盤(pán)六彎葉渦輪，n=350 r/min，通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)為此菌高耗氧菌，體系對(duì)剪切力不敏感，按KLa進(jìn)行比擬放大。,解：1）看流體在流動(dòng)狀況： 為充分湍流，因此Np=K=4.7（查表） 2）計(jì)算小罐軸功率 對(duì)于雙渦輪， 則通氣時(shí)軸功率為,為 計(jì)算空塔氣速： 令1.4,計(jì)算小罐KLa： 3）按幾何相似原則確定大罐尺寸： 取H/D=2.4,HL/D=1.5,D/d=3，有效容積60%，忽略封底容積，則液體體積為,仍采用兩支圓盤(pán)六彎葉渦輪 4）決定通風(fēng)量：按幾何相似原則進(jìn)行放大，若仍VVM表示通風(fēng)量，則放大罐的空塔氣速為327cm/min，比小罐大的多，造成太多的泡沫并產(chǎn)生逃液，因此在大罐的通氣量根據(jù)小罐實(shí)驗(yàn)，150cm/min時(shí)不會(huì)產(chǎn)生逃液，因此大罐的空塔氣速定為150cm/min，則通氣量為 5）決定大罐的轉(zhuǎn)速及軸功率 又,同一個(gè)