气升 自吸式发酵罐共39页
工程设备课件-发酵罐
盘顶 旋风方向
图 13-11 空气分配盘
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图 13-12 气流喷舞干燥喷咀 空气管 2-压紧螺帽 3-喷咀座 4-压紧螺帽
5-喷咀 6-进液管 7-喷咀口
➢喷雾干燥特点
1.干燥速率快、时间短； 2.干燥温度低； 3.制品具有良好的分散性和溶解性，成品纯度高。
➢应用
特别适用于不能借结晶方法得到固体产品的生物制 品生产中，如酵母、核苷酸和某些抗生素药物的 干燥。
一，粗馏塔板类型及结构
1 泡罩塔板
该类塔板适宜处理易起泡的液 体。是国内不少酒精厂家的粗 馏塔主要采用的装置。主要由 塔体，塔板和升气管等部件组 成。
泡罩塔的操作：
泡罩底部浸没在塔板上的液体，形成 液封，气体自升气管上升，流经升气 管和泡罩之间的环形通道，再从泡罩 齿缝（主要是分散气体，增大气液接 触面积）中吹出，进入塔板上的液层 中鼓泡传质。常见的泡罩为倒扣的自 行车铃盖形，周边有齿缝。齿缝一般 为矩形，三角形和梯形。
湿物料的干燥操作有2个基本过程同时进行：
1.传热过程，热量由气体传递给湿物料，使其温度 升高；
2.传质过程，物料内部的水分向表面扩散，并在表 面汽化被气流带走。
三、干燥设备的选型原则
➢生物工业制品的干燥设备类型
瞬时快速干燥设备：滚筒干燥设备、喷雾干燥 设备、气流干燥设备、沸腾干燥设备
低温干燥设备：真空干燥设备、冷冻干燥设备
机械搅拌自吸式发酵罐
▪
之
自 吸 式
自 吸
发
式
酵
发
罐
酵
罐
的结Βιβλιοθήκη 构气升式发酵罐类型： 气升环流式
鼓泡式 空气喷射式
气升自吸式发酵罐ppt课件
二、常见类型：
气升环流式反应器 气液双喷射气升环流反应器 设有双层板的塔式气升发酵罐等
三、气升环式反应器的特点
1 反应溶液分布均匀；（气液固三相均 匀混合)
2 较高的溶氧速率和溶氧效率；(气升式 反应器具有较高的气含率和比气液接触 截面，因而有较高的传质速率和溶氧效 率。)
3 剪切力小，对生物细胞的损伤小；(无 机械搅拌叶轮)
它的搅拌器是一个空心 叶轮，叶轮快速旋转时 液体被甩出，叶轮中形 成负压，从而将罐外的 空气吸到罐内，并与高 速流动的液体密切接触 形成细小的气泡分散在 液体之中，气液混合流
（二） 喷射自吸式发酵罐
文氏管吸气自吸式发酵罐 液体喷射自吸式发酵罐
文氏管吸气自吸式发酵罐
原理：用泵使发酵液通 过文氏管吸气装置，由 于液体在文氏管的收缩 段流速增加，形成真空 而将空气吸入，并使气 泡分散与液体均匀混合， 实现溶氧传质。
第二节 气升式发酵罐
机械搅拌发酵罐不足： 设备构造比较复杂， 动能消耗较太。 轴封易泄露和染菌； 采用气升式发酵罐可以克服上述的缺点。
本节主要研究内容
一、工作原理 二、常见类型 三、特点 四、主要结构及操作参数
一、工作原理
把无菌空气通过喷嘴或 喷孔喷射进发酵液中， 通过汽液混合物的湍流 作用而使空气泡分割细 碎，同时由于形成的汽 液混合物密度降低故向 上运动，而气含量小的 发酵液则下沉，形成循 环；(液体综合循环速率高，同 时便于在外循环管路加装换热器。)
5 结构简单，易于加工制造；
6 操作和维修方便。
四、主要结构及操作参数
1、主要结构参数 （1〕反应器的高径比： H/D=5~9 (2) 导流筒径与罐径比 DE/D=0.6~0.8 （3〕空气喷嘴直径与反应器直径比
气升式发酵罐..33页PPT
气升式发酵罐..
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。
39、没有不老的誓言，没有不变的承 诺，踏 上旅途 ，义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人， 决不会 坚韧勤 勉。
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
自吸式发酵罐
自吸式发酵罐详细介绍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。
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。
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。
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。
自吸式发酵罐的缺点是进罐空气处于负压，因而增加了染菌机会；其次是这类罐搅拌转速甚高，有可能使菌丝被搅拌器切断，影响菌体的正常生长。
所以，在抗生素发酵上较少。
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。
充气原理自吸式发酵罐搅拌器由罐底向上伸入的主轴带动。
叶轮旋转时叶片不断排开周围的液体使其背侧形成真空，由导气管吸入罐外空气。
吸入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。
循环式发酵罐循环式发酵罐是在液体循环的中途使发酵液获得氧气，在整个循环周期中予以消耗，到第二次循环时再重新获得氧。
如此周而复始直到完成整个发酵过程。
在发酵罐内部进行循环的叫内循环，借循环管在罐外进行循环的叫外循环。
①伍式发酵罐搅拌器是用六根弯曲的空气管子焊于圆盘上，兼作空气分配器。
气升式发酵罐
气升式发酵罐摘要 :该文简要介绍了气升发酵罐的、工作原理、结构设计、设备特点、优缺点及适用场合及在我国的现状。
并展望了气升式发酵罐的广阔的应用前景。
关键词：气升式发酵罐；结构；高效发酵；现状Abstract: This paper briefly introduces the airlift fermentor, working principle, structural design, equipment characteristics, advantages and disadvantages ，suitable occasion and the present situation in our country。
And the prospect of airlift fermentation tank the broad application prospects。
Key worlds ： Airlift fermentor ；construction；high acidicferm entation ；present situation；生化反应过程大都是需氧过程，通风发酵设备是需氧生化反应设备的核心和基础。
虽然目前应用最广泛的通风发酵罐是机械搅拌式的，但这种类型的发酵罐功率消耗大，加工困难，投资高，维修麻烦，轴封易泄漏，易染菌，搅拌剪切力大，大型化后混合不均匀，传质效率下降，因而难于超大型化。
因此，非机械搅拌发酵罐的研究和应用得到迅速发展，特别是气升式发酵罐。
气升式发酵罐是20世纪70年代开始发展应用的一种新型生物反应器。
因为无机械搅拌机构，所以最大限度地减少了染菌率；同时因为没有了机械剪切力，对长菌丝的各种真菌尤为适宜；由于气体提升，充分的气液混合使氧气的传递利用极大提高，特别适合高黏度培养基和对于溶氧要求高的产品。
一 .气升式发酵罐的原理它不用机械搅拌就能基本达到良好的氧溶解的目的。
生物反应与设备—发酵罐的操作(生物制药设备课件)
项目二 发酵罐操作技术
项目二 发酵罐操作技术
项目二 发酵罐操作技术
溶氧电极 （Do）
有原电池溶氧电极和极谱溶氧电极
原电池溶氧电极采用一对不同金 属材质制作的两个电极，将其浸没 在发酵液中，溶解氧得电子所产生 的电流强度与氧气的浓度成正比， 电信号经变送器输送，并在显示器 上显示出溶解氧浓度。
项目二 发酵罐操作技术
2.搅拌器 搅拌器安装在搅拌轴上，起着将空气分散成气泡并
与发酵液充分混合，提高溶氧速率的作用。
搅拌器的叶轮有多种形式，有涡轮式和螺旋桨式两种。 （1）涡轮式搅拌器
中央圆盘上设置 六个叶片，可分为平 叶式和弯叶式两种。
项目二 发酵罐操作技术
（2）螺旋桨式搅拌器 采用类似螺旋推进器的结构，在发酵罐内形成由下
机械搅拌 通风发酵罐 的主要部件有罐体、 搅拌器、挡板、空气 分布器、换热器、消 泡器、人孔、视镜等.
项目二 发酵罐操作技术
1.罐体 罐体是空心圆柱体上下两底焊接封头后所构成的容器。 圆柱体高径之比为1.7～3。
罐体一般采用卫级不锈钢，要求能耐受130℃的高 温和的绝对压力。
封头上设置有进料管、无菌呼吸口、接种管、人孔、 视镜、压力表和取样管等。罐侧壁上设计有各种检测仪器 接口以及换热器的进出口。无菌压缩空气从罐底部通入， 经空气分布管进入发酵液。
项目二 发酵罐操作技术 3.轴封
连接搅拌器的搅拌轴在电动机的驱动下转动，搅拌 轴与罐体间的缝隙通过轴封实现密闭。发酵罐上常采用端 面机械轴封。
端面机械轴封由动环和静环构成 动环由碳化钨钢制成， 静环由聚四氟乙烯制成
动环和静环具有导热性能好，摩擦系数小等特性。
机械搅拌通气发酵罐Ppt
缺点：对气体的控制能力较弱。 缺点：上下混合性能差，不能很好的混合发酵液，功耗较大。 （三）：搅拌器和搅拌轴
F/A：施加液体内的剪切应力 2：机械搅拌自吸式发酵罐
满足全挡板条件的挡板数和宽度可以由下式来计算。
ω：液体的平均流速 φ：焊缝系数 C:腐蚀裕度 S-C<10时，C=3mm
机械搅拌通气发酵罐Ppt
一：发酵罐的分类
（一）通风发酵罐 1：机械搅拌通气发酵罐 2：机械搅拌自吸式发酵罐 3：气升式发酵罐 4：喷射自吸式发酵罐
（二）厌氧发酵罐
二：机械搅拌通气发酵罐
（一）：结构特点 机械搅拌通气发酵罐的主要部件包括罐体、 搅拌器、轴封、消泡器、联轴器、空气分布 器、挡板、冷却装置
缺点：对气体的控制能力较弱。
αF：：系搅数拌器施ω加于A液：体的搅力 拌器对液体的翻动量 （式三中） ：：S:受搅内拌F压器：的和罐搅搅壁拌厚轴拌度 器施加于液体的力 A：叶片的面积 （三）：搅拌器和搅拌轴
缺点：对气体的控制能力较弱。 优点：提高传质系数，减少功率消耗。 二：机械搅拌通气发酵罐 （2）翻动流体：箭叶>弯叶>平叶 缺点：不能很好的分散气体，溶氧能力较差 优点：混合性能相对较好，能耗低，作用范围大 （三）：搅拌器和搅拌轴 1：机械搅拌通气发酵罐 （1）粉碎气泡：平叶>弯叶>箭叶 式中：S:受内压的罐壁厚度 优点：混合性能相对较好，能耗低，作用范围大
（五）空气分布管
作用：将无菌空气引入到发酵罐中的装置。 种类：1：单孔式
2：环 0 1 1PD H H C
式中：S:受外压的罐壁厚度 P:外受压力，kg/cm2 α：系数 H:圆筒高度，mm
（三）：搅拌器和搅拌轴
制药设备与工艺设计
14 第十三页，共69页。
V ≈ ? ? 得
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( H Di )
V0:物料(wù liào)体积
2、将上式计算的结果( jiē guǒ)圆整为标准直径，再代入下式中克计
算出罐体的高度(gāodù)
H
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? 切向流
23 第二十二页，共69页。
径向( jìnɡ xiànɡ)流
? 流体(liútǐ)的流动方垂向直(于ch搅uí拌zhí)
轴，沿径向流动，碰到容器
壁面分成 两股流体分别向上、
向下流动 ，再回到叶端，不
穿过叶片，形成 上、下两个 循环
24 第二十三页，共69页。
轴向流
? 流体(liútǐ)的流动方平向行(于pí搅ng拌x(ínjiǎgo)bàn)
什么(shén me)是发酵
? 生物化学中(sh把ē酵nɡ母w的ù无h氧uà呼x吸ué(h) ūxī)过程称作发
酵
? 微生物生理学：有机物被生物体氧化降解
成氧化产物并释放能量的过程
? 工业生产上笼统地把一切依靠微生物的生
命活动而实现的工业生产均称为“发酵”
? 发酵的菌种 —微生物，包括细菌、病毒、真菌
? 特点：装置简单( jiǎndān)、互换性大，投资低等。
◆ 管式反应器
管式反应器主要用于气相、液相、气 —液
相连续反应过程。
6 第六页，共69页。
管式反应器结构( jiégòu)示意图