通 冷却裝置 风 □夹套冷却 竖式蛇管冷却竖式列管冷却 发 醛||5m以下小发酵罐大型发罐 大型发醒罐 气温较高的地区 设 搅 拌 发优 结构简单,加工容 备 流速大,传热系数加工方便,提高 酵|点易,罐内死角少·大,降温效果较好。传热推动力的温 容易清洗灭菌 差 罐 传热壁较厚,冷却 缺水流速低,降温冷却水较高时,降 点果差 温困难,弯曲位置/用水量较大。 易腐蚀。 在罐外安装板式或螺旋板弌热交换器,釆用无菌空气使发酵液 进行循环冷令却
之 机 械 搅 拌 发 酵 罐 • 冷却装置 夹套冷却 竖式蛇管冷却 竖式列管冷却 适 用 范 围 5m3以下小发酵罐 大型发酵罐 大型发酵罐 气温较高的地区 优 点 结构简单，加工容 易，罐内死角少， 容易清洗灭菌 流速大，传热系数 大，降温效果较好。 加工方便，提高 传热推动力的温 差。 缺 点 传热壁较厚，冷却 水流速低，降温效 果差。 冷却水较高时，降 温困难，弯曲位置 易腐蚀。 用水量较大。 在罐外安装板式或螺旋板式热交换器，采用无菌空气使发酵液 进行循环冷却
〉机械搅拌通风发酵罐的几何尺寸及体积 通风发酵设备 尺寸 之机械搅拌发酵罐 B HD=173.5D/D=12~1/3 B/D=18~112C/D=0.8-10 S/D1=2~5H0/D=2 °体积 椭圆形封头体积 T V1=D'h,+Dha=D hB+2D 4 °发酵罐的总体积: D H+2 h,+-D 6 近似为: 图213机械搅拌通风发酵罐 V=D2H+0.15D2 的几何尺寸
图2.13 机械搅拌通风发酵罐 的几何尺寸 H D =1.7～3.5 Di D =1 2～1 3 B D =1 8～1 12 C Di = 0.8～1.0 S Di = 2～5 2 H0 D = ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ Di D B 之 机 械 搅 拌 发 酵 罐 ➢ 机械搅拌通风发酵罐的几何尺寸及体积 • 体积 • 尺寸 V = D hb + D ha = D hb + D 6 1 4 π 6 π 4 π 2 2 2 1 • 椭圆形封头体积： • 发酵罐的总体积： V = D H + hb + D 6 1 2 4 π 2 0 近似为： 2 2 0 0.15 4 π V = D H + D
机械搅拌发酵罐的嵱氧速率、通气与搅拌 通风发酵设备 熔氣传质速率OTR( Oxygen Transfer Rate) 机 OtR=K a(c-c) 械 搅 测量体积嵱氧糸数的方法 拌 发 亚硫酸盐氧化法 酵Na2O+O2-C→,2N2O4MasO2+1-"→Maso,+m 罐 Na so,+l->Nas,o t2Nal 二、溶氧电极法 影响Ka的主要因素 (1)操作条件; (2)发酵罐的结构及几何参数; (3)物料的物化性能
之 机 械 搅 拌 发 酵 罐 ➢ 机械搅拌发酵罐的溶氧速率、通气与搅拌 • 溶氧传质速率OTR(Oxygen Transfer Rate) OTR ( ) L = k a c −c • 测量体积溶氧系数的方法 一、亚硫酸盐氧化法 二、溶氧电极法 • 影响KLa的主要因素 (1) 操作条件； (2) 发酵罐的结构及几何参数； (3) 物料的物化性能。 2 2 3 2 2 2 4 4 Na SO O Na SO + ⎯CuSO ⎯⎯→ Na SO I Na SO HI H O 2 3 2 2 4 2 2 + ⎯ ⎯→ + Na S O I Na S O 2NaI 2 2 3 + 2 ⎯→ 2 4 6 +
机械搅拌发酵罐的嵱氧速率、通气与搅拌 通风发酵设备 机械搅拌发酵罐的嵱氧糸数 之机械搅拌发酵罐 K1a与操作变数的关系为: Ka=k8v或K1a=K 提高Ka的途径 )增加搅拌器转速N,以提高P,可以有效地提高K; 2)加大通气量VG,以提高V; 3)提高罐内操作压力或通入纯氣,提高C*。 。机械搅拌的剪切力影响 1)单细胞微生物如赇状或杄状的细菌、酵母、小球藻耐受剪切的能力强; 2)丝状菌的耐受力弱; 3)动物细胞对搅拌剪切力非常敏感
之 机 械 搅 拌 发 酵 罐 • 机械搅拌发酵罐的溶氧系数 ▪ KL a与操作变数的关系为： 1）增加搅拌器转速N，以提高Pg，可以有效地提高Kl a； 2）加大通气量VG，以提高vs； 3）提高罐内操作压力或通入纯氧，提高C*。 ▪ 提高KLa的途径 ➢ 机械搅拌发酵罐的溶氧速率、通气与搅拌 s g v V P K a K L = ' ' ' L = L g G V V V P 或 K a K • 机械搅拌的剪切力影响 1）单细胞微生物如球状或杆状的细菌、酵母、小球藻耐受剪切的能力强； 2）丝状菌的耐受力弱； 3）动物细胞对搅拌剪切力非常敏感