机械搅拌发酵罐的结构

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第一篇第二章通风发酵设备

防止泄露、污染杂菌。
采用—— 双端面轴封结构：如图
原理
填料函端面轴封双端面轴封
现在好气性发酵罐中已不再采用此密封。但是在转速较低的其他设备中，如味精结晶锅、啤酒糖化罐等，仍用填料函轴封做为密封。
采用氟橡胶和碳素纤维盘根

端面轴封
又称机械轴封，机械密封.

系指两块密封元件垂直于轴线的光洁而平
要达到全挡板条件必须满足下式要求：
b (0.1 ~ 0.12 ) D ( )n n 0 .5 D D
b----挡板宽度，mm。 D---- 罐的直径，mm； n---- 挡板数，个；
竖立的蛇管、列管、排管，也可以起挡板作用。挡板长度：自液面起至罐底为止。
挡板与罐壁之间的有一定的距离。
3. 轴封作用：使传动的搅拌轴与罐之间密闭，
（2）弹簧加荷装置弹簧座靠螺钉固定在轴上；当轴转动时，由弹簧座带动弹簧，传递扭矩，带动动环及动环上的密封圈转动，并向静环端面传递压力，即：弹簧的弹力。
弹簧：小轴4根，大轴6根。
（3）辅助密封元件主密封——端面密封动环与轴之间的————相对静止辅助密封静环与静环座之间静环座与壳体之间绝对静止
传热壁较厚
K值较低弯曲处易蚀穿传热系数较蛇形管低用水量大
5m3以下的罐
冷水温度
（ 4~6组）
K值较大
要求低
（3）竖式列管：有利于提高温差（排管）传热推动力大
加工方便
为了提高传热系数，可采用罐外装设板式换热器，不仅强化了热交换，而且便于检修和清洗。
第二节
如：有机酸
抗生素维生素
机械搅拌通风发酵罐的溶氧传质

工程设备课件-发酵罐

5-成品收集器
盘顶旋风方向
图 13-11 空气分配盘
5
6
4 3
2
1
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

生物反应器(发酵罐)5

耙式打泡器半封闭涡轮消泡器
直接连在轴上
因转速低，强度不大
离心式消泡器
装于罐顶；
碟片式消泡器
适于下伸轴罐
图消泡器的安装
梳齿式打泡器
耙式打泡器
半封闭涡轮消泡器
离心式消泡器
碟片式消泡器
图37 碟片式消泡器
8、其它配置
罐顶：人孔、视镜（冲洗管）及镜灯、进料管、
补料管、排气管、接种管、压力表接管、
定子（导轮）
自吸式发酵罐的充气原理：
启动前转子被液体浸没；转子高速旋转，液体、空气在离心力作用下被甩向外缘，在转子的中心处形成负压；于是将罐外的空气通过搅拌器中心的吸入管而被吸入罐内；通过导轮使气液均匀分布甩出，并使空气在循环的发酵液中分裂成细微的气泡。自吸式发酵罐在搅拌的同时完成了充气作用。
. Z = 0.5
4、空气分布装置
作用：通入无菌空气并使空气分散均匀位置：罐底中央类型：
1）环形管
2）单管式
环径 = 0.8 d ; 多喷孔，向下；易堵
普遍采用
向下的管口距罐底约30～60mm 分散器（防止空气喷击、蚀穿罐底）
单管式空气分布装置
5、换热装置夹套式
竖式蛇管
竖式列管
据经验表明，发酵罐热交换用的竖立的列管、排管或蛇管也可起相应的挡板作用
图竖立的列管/排管也可以
图全挡板条件下的搅拌流型
全挡板条件---
在一定转数下再增加附件而轴功率仍保持不变。
W D
. Z = 0.5
D ---- 罐直径 W ---- 挡板宽度 Z ---- 挡板片数
( 0.1～0.2) D D
g ——空气黏度(N· m-2) s· l ——液体黏度(N· m-2) s·

发酵工程与设备第九章、第一讲-发酵放大与设计

缺点
气体吸入量与液体循环量之比较低，对于耗氧量较大的微生物发酵不适宜。
机械搅拌通风发酵罐
（二）罐体的尺寸比例
H----柱体高 (m) HL---液位高度（m） D----罐内径 (m) d----搅拌器直径 s----两搅拌器的间距 B----最下一组搅拌器距罐底的距离 W----挡板宽度
H / D = 1.7 ～ 4 d / D = 1/2 ～ 1/3 W / D = 1/8 ～ 1/12 B / d = 0.8 ～1.0 (s/d)2 = 1.5 ～2.5 (s/d)3 = 1 ～2
用水量大
6、轴封、联轴器和轴承
上
下
传
传
动
动
1）轴封
作用：使罐顶（或底）与搅拌轴间的缝隙密封；防止泄漏和染菌
类型：填料函端面轴封
1 转轴 3 压紧螺栓 5 铜环
2 填料压盖 4 填料箱体 6 填料（石棉等）
填料函
构成优点：结构简单、价格低
缺点：易渗漏，寿命短对轴磨损较重摩擦功率消耗大
雷诺（Reynolds），英国，流型判别的依据雷诺实验（1883年）表明，流动的几何尺寸（管内径d）、流动的平均流速u及流体性质（密度ρ和粘度μ）对流型的变化有很大影响。可以将这些影响因素综合成一个无因次的数群作为流型的判据。
Re=d·u·ρ/μ
d—管内径； u—流动的平均流速 ρ—流体密度； μ—流体粘度
VL —— 发酵罐内发酵液量(m3) Qc —— 发酵液循环量(m3/s) d —— 环流管二内径(m)
—— 发酵液在环流管内流速(m/s)
2）压比、压差、环流量间的关系
发酵液的环流量与通风量之比称为气液比。
A = Qc / Q

200M3机械搅拌通风发酵罐

1 设计方案的拟定我设计的是一台200M3机械搅拌通风发酵罐,发酵生产有机酸。

设计基本依据（1）、机械搅拌生物反应器的型式通用式机械搅拌生物反应器，其主要结构标准如下：①高径比：H/D=1.7-4.0②搅拌器：六弯叶涡轮搅拌器,Di :di:L:B=20:15:5:4③搅拌器直径：Di=D/3④搅拌器间距：S=（0.95-1.05）D⑤最下一组搅拌器与罐底的距离：C=（0.8-1.0）D⑥挡板宽度：B=0.1D，当采用列管式冷却时，可用列管冷却代替挡板（2）、反应器用途用于有机酸生产的各级种子罐或发酵罐，有关设计参数如下：①装料系数：种子罐0.50-0.65发酵罐0.65-0.8②发酵液物性参数：密度1080kg/m3粘度2.0×10-3N.s/m2导热系数0.621W/m.℃比热4.174kJ/kg.℃③高峰期发酵热3-3.5×104kJ/h.m3④溶氧系数：种子罐5-7×10-6molO2/ml.min.atm发酵罐6-9×10-6molO2/ml.min.atm⑤标准空气通风量：种子罐0.4-0.6vvm发酵罐0.2-0.4vvm（3）、冷却水及冷却装置冷却水：地下水18-20℃冷却水出口温度：23-26℃发酵温度：32-33℃冷却装置：种子罐用夹套式冷却，发酵罐用列管冷却。

（4）、设计压力罐内0.4MPa；夹套0.25 MPa发酵罐主要由罐体和冷却列管，以及搅拌装置，传动装置,轴封装置，人孔和其它的一些附件组成。

这次设计就是要对200M 3通风发酵罐的几何尺寸进行计算；考虑压力，温度，腐蚀因素，选择罐体材料，确定罐体外形、罐体和封头的壁厚；根据发酵微生物产生的发酵热、发酵罐的装液量、冷却方式等进行冷却装置的设计、计算；根据上面的一系列计算选择适合的搅拌装置，传动装置，和人孔等一些附件的确定,完成整个装备图，完成这次设计。

这次设计包括一套图样，主要是装配图，还有一份说明书。

25l发酵罐的结构和操作

25l发酵罐的结构和操作一、罐体设计1. 容积：25L，适合小规模发酵实验。

2. 材质：主体结构采用304不锈钢，具有良好的耐腐蚀性和高强度。

3. 结构设计：罐体分为上下两部分，上部为发酵区，下部为加热/冷却区。

4. 密封性：采用机械密封方式，确保发酵过程中无泄漏。

二、搅拌系统1. 搅拌桨：采用多层桨叶设计，能够提供良好的混合效果和溶氧能力。

2. 搅拌速度：可调，根据发酵工艺需要进行调整。

3. 搅拌电机：采用直流电机，稳定可靠，易于维护。

三、加热/冷却装置1. 加热方式：采用PTC加热元件，加热均匀，速度快。

2. 冷却方式：采用半导体制冷片，可实现快速降温。

3. 温度控制：采用PID温度控制器，精确控制发酵温度。

四、通风 system1. 空气过滤：为确保进入发酵罐的空气的洁净度，配置初效过滤器。

2. 通风量：配置了合适的风机，以提供足够的通风量。

3. 消音装置：为降低风机运行时的噪音，配置了消音装置。

五、消泡装置1. 消泡方式：采用机械消泡和化学消泡相结合的方式，有效降低泡沫的产生。

2. 消泡元件：搅拌桨上配置了消泡元件，可有效破碎气泡。

3. 消泡剂喷嘴：罐体上部安装了消泡剂喷嘴，可定时喷洒消泡剂。

六、控制系统1. 控制界面：采用触摸屏控制界面，操作简单直观。

2. 控制功能：可实现温度、湿度、通风量、搅拌速度等参数的实时监测和控制。

3. 安全保护：配置了过温、过载等安全保护功能，确保设备安全运行。

七、清洗装置1. 清洗方式：采用自动清洗和手动清洗两种方式，方便快捷。

2. 清洗元件：配备高压喷头和刷子，可有效清洗罐体内外表面。

3. 清洗液：配置了专用清洗液，可有效去除残留物和生物污垢。

八、记录仪1. 数据记录：可记录温度、湿度、通风量、搅拌速度等参数的历史数据。

2. 数据导出：数据可通过USB接口导出，方便数据分析。

九、操作流程1. 准备阶段：在开始发酵前，确保所有设备都已清洗干净，并按照要求组装好。

发酵罐的结构-发酵罐夹套内部结构

H]
MV ■
= 1
-搅拌桨的层Biblioteka ：根据H/D及（s/d） n的要求进行计算。一般3—4层，底
层搅拌最重要， 1=) 占轴功率
的40% ,所具叶片数最多
（6〜8片）。
2.搅拌装置（续）一联轴器
■大型发酵罐搅拌轴较长，常分为二至三段，用联轴器使上下搅拌轴成牢固的刚性联接。常用的联轴器有鼓形及夹壳形两种。小型的发酵罐可采用法兰将搅拌轴连接，轴的连接应垂直，中心线对正。
■((ss/d/d))32==ll.5—-22.5
可以取相同il值，L5《s/d《2
S-搅拌器间距
.图29-6..通用式发酵罐的几何尺寸比例 H一筒身高度；6一破松矛一挡板宽度；H— 液位高度；4—搅拌器直径；s-两搅拌器间距；
气’ 3 一下搅拌器距底间距 s
2-搅拌装置MV ■ =1
■搅拌的目的 ■打碎气泡, 增加气液接触面积，即at -产生涡流，延长气泡在液体中的停留时间减 ■造成湍流，小气泡外滞流液膜的厚度，KL t -动量传递（N、Ws）,有利于混合及固体物料保持悬浮状态
(4) 固定化发酵罐
物催化反应的装置。其优点是生物利用率比较高。
(5) 自吸式发酵罐
自吸式发酵罐是一种无需其他气源供应压缩空气的发酵罐，其关键部位是带有中央吸气口的搅拌器。在搅拌过程中可以自吸入过滤空气，适合于耗氧很低的发酵类型。
(6) 伍式发酵罐
伍式发酵罐的主要部件是套筒、搅拌器。搅拌时液体沿着套简外向上升至液
-搅拌的效果： -原生流一圆周运动（径向运动）:层流及漩涡，原生流速V原xn 挡板
作用：次生流一轴向运动、翻动，决定混合好坏，V次8疽 -搅拌效果评价：传质，传热及混合效果

机械搅拌发酵罐的主要结构

机械搅拌发酵罐的主要结构
《机械搅拌发酵罐的主要结构》
机械搅拌发酵罐是工业生产中常用的设备，用于实现微生物发酵过程。

它由多个主要部分组成，下面将详细介绍。

首先，机械搅拌发酵罐的外壳通常由不锈钢制成，以确保罐体的耐腐蚀性和持久性。

外壳的形状可以是立式、卧式或倾斜式，具体取决于不同的应用需求。

其次，发酵罐的主体是一个容器，用于盛放和培养微生物和培养基。

通常使用圆筒形设计，以充分利用空间。

发酵罐的容量可以从几十升到几千升不等，根据具体的生产要求进行选择。

发酵罐内部还配备有搅拌器，通过搅拌器的转动将培养基和微生物混合均匀，促进氧气和营养物质的充分交流和传递。

搅拌器通常由电机和叶片组成，可以设有调速装置来控制搅拌速度和方向。

发酵罐的顶部通常设有一个密封的物料进出口，并配备适当的阀门和管道以实现养料和添加剂的投入，并在发酵过程中监测和收集样品。

此外，顶部还可能配置有温度、压力和pH值等传
感器，以实时监测和控制发酵过程的参数。

罐体底部通常有一个底阀，用于废液排出。

废液排出后，可以采用继续与新的培养基供给进行复苏，以实现多次发酵的连续生产。

另外，发酵罐还通常配备有发酵罐的控制系统，用于监测和调节温度、pH值、搅拌速度等参数，以及自动化收集和处理数据。

综上所述，《机械搅拌发酵罐的主要结构》主要包括外壳、主体容器、搅拌器、顶部进出口、底部废液排出以及相关的控制系统。

这些部件的结合和配合，使得机械搅拌发酵罐成为工业发酵过程中不可或缺的设备。

发酵罐的结构型式及发酵领域的应用

发酵罐的结构型式及发酵领域的应⽤发酵罐的结构型式及发酵领域的应⽤1.1发酵罐的结构型式及发酵领域的应⽤发酵过程可以通过固体培养和深层浸没培养完成，从⽣产分为间隙分批、半连续和连续发酵等，但是⼯业化⼤规模的发酵过程，则以通⽓纯种深层液体培养为主。

通⽓纯种培养的发酵罐型式有标准式发酵罐、⾃吸式发酵罐、⽓升式发酵罐、喷射式叶轮发酵罐、外循环发酵罐和多孔板塔式发酵罐等。

⾃吸式发酵罐系通过发酵罐内叶轮的⾼速转动，引成真空将空⽓吸⼊罐内，由于叶轮转动产⽣的真空，其吸⼊压头和空⽓流量有⼀定限制，因⽽适⽤于对通⽓量要求不⾼的发酵品种；塔式发酵罐是将发酵液置于多层多孔塔板的细长罐体内(亦称⾼位筛板塔式)，在罐底部通⼊⽆菌空⽓，通过⽓体分散进⾏氧的传递，因⽽其供氧量受到了⼀定限制；⽓升式发酵罐、喷射式叶轮发酵罐、外循环发酵罐均是通过⽆菌空⽓在罐内中央管或通过旋转的喷射管和罐外喷射泵使发酵液按照⼀定规律运⾏，从⽽达到⽓液传质的效果，⽬前⽓升式发酵罐在培养其较稀薄，供氧量要求不太⾼的条件下(如VC发酵)得到了使⽤。

但在发酵⼯业中，仍数兼具通⽓⼜带搅拌的标准式发酵罐⽤途最为普遍，标准式发酵罐被⼴泛应⽤于抗⽣素、氨基酸、柠檬酸等各个领域。

重点介绍标准发酵罐的设计，对机械搅拌的⾃吸式发酵罐、空⽓带升环流式发酵罐和⾼位塔式发酵罐仅作简要介绍。

1.1.1机械搅拌⾃吸式发酵罐是⼀种⽆需⽓源供应空⽓的发酵罐，该发酵罐最关键部件是带有中央吸⽓⼝的搅拌器。

⽬前国内采⽤⾃吸式发酵罐中的搅拌器是带有固定导轮的三棱空⼼叶轮，叶轮直径d为罐径D的1/3，叶轮上下各有⼀块三棱形平板，在旋转⽅向的前侧夹有叶⽚，其各部件尺⼨⽐例关系见表10-1。

当叶轮向前旋转时，叶⽚与三棱形平板内空间的液体被甩出⽽形成局部真空，于是将罐外空⽓通过搅拌器中⼼的吸⼊管⽽被吸⼊罐内，并与⾼速流动的液体撞击形成细⼩的⽓泡，⽓液混合流通过导轮流⼊到发酵液主体。

导轮由16块具有⼀定曲率的翼⽚组成，排列于搅拌器的外围，翼⽚上下有固定圈予以固定。

第四章通风发酵设备1机械搅拌通风发酵罐

4.1 机械搅拌通风发酵罐
1－弹簧； 2－动环； 3－堆焊硬质合金； 4－静环； 5－“O”形圈
图4-4 端面机械轴封
4.1 机械搅拌通风发酵罐
端面机械轴封的优点是：（1）清洁；（2）密封可靠，在一个较长的使用周期中，不会泄漏或很少泄漏；（3）无死角，可以防止杂菌感染；（4）使用寿命长，质量好的可用 2～5年不需要维修；（5）摩擦功率耗损小；（6）轴或轴套不受磨损；（7）对轴的精度和光洁度要求不很严格，对轴的震动敏感性小。缺点是：结构比较复杂，装拆不便，对动环和静环的表面光洁度及平直度要求高。
图4-1 机械搅拌通风发酵罐结构
4.1 机械搅拌通风发酵罐
下面对此类型发酵罐的主要部件加以说明。 1．罐体罐体由罐身、罐顶、罐底组成，罐身为圆柱体，中大型发酵罐罐顶、罐底和小型发酵罐罐底多采用椭圆形或碟形封头通过焊接和罐身连接，而小型发酵罐罐顶却多采用平板盖和罐身用法兰连接。罐顶装设视镜及灯镜、进料管、补料管、排气管、接种管、压力表接管和快开手孔或快开人孔。罐身上设有冷却水进出管、进空气管、温度计和检测仪表接口管。取样管可装在罐侧或罐顶，视操作方便而定。
4.1 机械搅拌通风发酵罐
（a）旋风离心式；（b）叶轮离心式
图4-6 离心式消泡器
4.1 机械搅拌通风发酵罐
7．换热装置（1）夹套式换热装置这种装置多用于容积较小的发酵罐或种子罐，夹套高度比静止液面稍高。优点为结构简单，加工容易，罐内无冷却设备，死角少，容易清洗灭菌。（2）竖式蛇管换热装置这种装置的蛇管分组安装于发酵罐内，有四组、六组或八组不等。该装置的优点是：冷却水在管内的流速大，传热系数高，约为1200～1800 kJ／（m2·h·℃），若管壁较薄，冷却水流速较大时，传热系数可达4200 kJ／（m2·h·℃）。这种冷却装置适用于冷却用水温度较低的地区，水的用量较少。

第七讲(机械搅拌通风发酵罐不讲)

锅底夹层厚度（mm）搅拌器直径（m）搅拌器转速（r/min）电动机功率（kw）重量（kg）
10
10 3.6 30 30 7636
例2：厌氧发酵罐的设计计算
1—二氧化碳排出 2—洗涤器 3—冷却夹套 4—加压或真空装置 5—人孔
6—发酵液面
7—冷却剂进口 8—冷却剂出口 9—温度控制记录器 10—温度计 11—取样口 12—麦汁管路 13—嫩啤酒管路 14—酵母排出 15—洗涤剂管路
一、采用标准椭圆封头，设有压力安全阀、真空安全阀、人孔、CO2排放管、CIP 洗涤设备、压力传感器。
②罐体部分
• 罐体为圆筒体，设有温度传感控制器、取样阀
• 罐体外部用于安装冷却装置和保温层，冷却夹套可采用半圆形、弧形无缝钢管盘成蛇管，并分成2～3段，用管道引出与冷却介质进管相连，冷却层外覆以聚氨酯塑料等保温材料，
= 115591.4*4*1.02*0.01*418
= 1971341 kJ/h
G—发酵罐内料液量 kg； S——主发酵时糖度的下降百分数
(2)散失于周围空间的热量 Q2
Q2 = αkF表(t表-t空) 其中： αk = 4.187(8+0.05 t表) = 35 kJ/m2 h k
F——发酵罐表面积 m
=462.364/0.85
经计算
D=6m
H = 3D=18 m
罐顶 h1 =0.25*D
= 1.5 m 罐底 h2 =D/2*ctg(73/2) = 4.05 m 发酵罐总高 H 总= 18+1.5+4.05 = 23.55 m
（二）重量计算 (1) 罐身 G1 = πDHσρ = 3.14*6*18*0.008*7900 = 21039.5 kg F封 = 0.35πD2+πDh1 = 0.35*3.14*36+πDh1 = 67.8 m2 G2 = F封σρ = 67.8*0.008*7900 = 4285 kg G3 = (1/2)πD(D/2sin36.5)σρ = 3.14 *3*(3/sin36.5)*0.01*7900 = 4465 kg G = G 1+ G 2 + G 3 = 29789.5 kg

发酵罐综述

发酵罐综述学院：生命科学学院专业：生物工程班级：2014级学号：2014021168 学生姓名：汪裕强任课教师：谢和2015 年5 月22 日摘要：本文阐述了发酵罐的结构、操作、规范及保养等，介绍了酶工程在食品加工的应用现状,并对发酵罐的作用和发展作出了展望。

关键词：发酵罐、结构、操作引言：发酵罐是微生物工程中最重要的设备之一，一个优良的培养装置应设计为具有严密的结构，良好的液体混合性能，高的传质和传热速率，以及可靠的检测及控制仪表，才能获得最大的生产效率。

一、发酵罐的主要类型：（1）通气机械搅拌罐通气机械搅拌罐是许多发酵过程的首选设备，具有高传质和传热能力，理想的气液混合效果，较长的液体停留时间和较宽的操作气速。

但缺点也明显，剪切力较大，损害许多剪切敏感型微生物能耗大，混合不均。

因此，发扬通风搅拌罐的优势，克服其缺点是当前发酵罐研究的重点之一。

通风搅拌罐改进工作主要在搅拌系统，包括搅拌器和多层搅拌系统的优化，搅拌器主要是采用新型搅拌器或改进标准搅拌器，目的是减少桨叶尾流的漩涡以便节能，或者改变反应器的流态，使得剪切力可以均匀的分布，保护反应器中的微生物。

多层搅拌系统很早就开始使用，但由于对其工作机理研究不够深人，多年来一直采用简单的经验设计方法，没有发挥其应有的优势。

（2）气升式发酵罐气升式发酵罐有明显的优点，在生产SCP、丝状真菌、废水处理中已获得广泛应用。

气升式发酵罐是应用最广泛的生物反应设备。

这类反应器具有结构简单、不易染菌、溶氧效率高、能耗低等优点。

有多种类型，常见的有气升环流式、鼓泡式、空气喷射式等，生物工业已经大量应用的气升式发酵罐有气升内环流发酵罐、气液双喷射气升环流发酵罐、设有多层分布板的塔式气升发酵罐。

而鼓泡罐则是最原始的通气发酵罐，当然鼓泡式反应器内没有设置导流筒，故未控制液体的主体定向流动。

（3）自吸式发酵罐自吸式发酵罐罐体的结构自吸式发酵罐罐体的结构自吸式发酵罐罐体的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。

机械搅拌通风发酵设备

1.机械搅拌发酵罐的基本要求
• 发酵罐应具有适宜的径高比。 • 发酵罐能承受一定压力。 • 发酵罐的搅拌通风装置能使气液充分混
合，保证发酵液必须的溶解氧。 • 发酵罐应具有足够的冷却面积。 • 发酵罐内应尽量减少死角，避免藏垢积
污，灭菌能彻底，避免染菌。 • 搅拌器的轴封应严密，尽量减少泄漏。
2，机械搅拌发酵罐的结构
耙式消泡器结构
消泡器的安装
（5）联轴器
• 大型发酵罐搅拌轴较长，常分为二至三段，用联轴器使上下搅拌轴成牢固的刚性联接。
• 常用的联轴器有鼓形及夹壳形两种。小型的发酵罐可采用法兰将搅拌轴连接，轴的连接应垂直，中心线对正。
（6）轴承
• 为了减少震动，中型发酵罐—般在罐内装有底轴承，而大型发酵罐装有中间轴承，底轴承和中间轴承的水平位置应能适当调节。罐内轴承不能加润滑油，应采用液体润滑的塑料轴瓦(如聚四氟乙烯等)，轴瓦与轴之间的间隙常取轴径的0.4~0.7％。为了防止轴颈磨损，可以在与轴承接触处的轴上增加一个轴套。
流速大；传热系数高。这种冷却装置适用于冷却用水温度较低的地区，水的用量较少。
– 但是气温高的地区，冷却用水温度较高，则发酵时降温困难，发酵温度经常超过40˚C，影响发酵产率，因此应采用冷冻盐水或冷冻水冷却，这样就增加了设备投资及生产成本。此外，弯曲位置比较容易蚀穿。
• 竖式列管(排管)换热装置
加工容易，罐内无冷却设备，死角少，容易进行清洁灭菌工作，有利于发酵。
– 其缺点是：传热壁较厚，冷却
水流速低，发酵时降温效果差，
• 竖式蛇管换热装置
– 这种装置是竖式的蛇管分组安装于发酵罐内，有四组、六组或八组不等，根据管的直径大小而定，容积5米3以上的发酵罐多用这种换热装置。

发酵罐的构造认识和空消

（6）保温结束时，应先把空气管路中的隔膜阀关闭。把空气过滤器排水阀关闭，以及关闭取样阀。然后再关闭各路蒸汽阀门。（7）接着打开冷却水阀门及排水阀门。同时打开空气流量计和空气放空阀门，把空气过滤器吹干。此时必须注意罐压的变化，绝对不能让罐压低于0.02MPa，当罐压达到0.05MPa时，立即将空气管路打开，保证发酵罐的罐压在0.05MPa左右。
蒸汽管道
进水、出水管道
空气管道
机械搅拌式通风发酵罐
罐体正面
控制系统
罐体
视窗
罐体上盖
电机泡沫探头
尾气冷凝系统
补料口
加料接种口
罐体侧面－1
夹套
温度、 pH、溶氧电极放料阀
罐体侧面－2
空气分过滤器
空气流量计空气进口
连接罐体的管道
空气蒸汽
罐体背面
电磁阀和水泵
（3）当温度升至121℃（罐压在0.1~0.12MPa）时即可计时开始，一般为30分钟。在此时间内应保证温度不低于120℃。（4）当计时开始后，可进行空气过滤器及空气管道的灭菌。其过程是稍开过滤器的排水阀门及空气管道的隔膜阀，保证空气管道的蒸汽灭菌。注意不能开得太大，以免蒸汽大量进入罐内，而稀释培养基。（5）与此同时，还可将出料阀的蒸汽阀门及出口阀稍开，保证该管路灭菌。
水泵电磁阀
电加热器
电加热器
空气流量计
空气过滤器和压力表
搅拌器
控制系统
操作界面电源开关
蠕动泵
空气过滤器
蒸汽发生器
实验任务
1、实验室（4－120）实地认识发酵罐和配套设备 2、以小组为单位，完成一份发酵罐结构示意图

机械搅拌自吸式发酵罐的结构特点

次，这种类型的罐混合搅拌转速非常高，有可能使菌丝被搅拌器切断，使正常的生产受到影响。
唱了一首《你不是真正的快乐》，当歌的旋律响起的时候，我一下子就想起了你
所以在抗生素发酵上较少采用。但在生化曝气，
食醋发酵、酵母培养方面已有成功的使用。发酵
设备、研制生物反应器和生物过程控制器的专业生产厂家。产品包括发酵罐、玻璃发酵罐、细菌
机械搅拌自吸式发酵罐机械搅拌自吸式发
酵罐是一种不需要气源供应空气的带有中央吸
气口的搅拌器的发酵罐。目前国内采用自吸式发酵罐中的搅拌器是带有固定导轮的三棱空心叶
轮，叶轮直径 d 为罐径 D 的 1/3，叶轮上下各有
一块三棱形平板，在旋转方向的前侧夹有叶片。
当叶轮向前旋转时，叶片与三棱形平板内空间的液体被甩出而形成局部真空，于是将罐外空气通
唱了一首《你不是真正的快乐》，当歌的旋律响起的时候，我一下子就想起了你
过搅拌器中心的吸入管而被吸入罐内，并与高速
流动的液体撞击形成细小的气泡，气液混合流通
过导轮流入到发酵液主体。导轮由 16 块具有一定曲率的翼片组成，排列于搅拌器的外围，翼片
上下有固定圈予以固定。自吸式发酵罐的缺点是
进罐空气处于负压，从而增加了染菌的机会。其
匙工程、发酵工厂的工艺自动化控制和改造。
1ck0f7c7c 发酵罐/
发酵罐、细胞生物反应器、自动程序灭菌发酵罐、
固体发酵罐、酶生物反应器、光生物反应器、特
殊新型生物反应器以及自动生化反应过程控制系统。产品广泛应用于现代教学、科研、制药、
唱了一首《你不是真正的快乐》，当歌的旋律响起的时候，我一下子各类实验室
发酵设备、中试发酵车间及大型生产设备等交钥

50L发酵罐设计计算书

50L机械搅拌发酵罐设计机械搅拌发酵罐主要由发酵罐、搅拌装置、传动装置和轴封装置等部分组成。

发酵罐包括罐体和传热装置，他是提供反应空间和反应条件的部件。

搅拌装置由搅拌器和搅拌轴组成，靠搅拌轴传递动力，由搅拌器达到搅拌目的。

传动装置包括电动机、减速机及机座、连轴器和底座等附件，它为搅拌器提供搅拌动力和相应的条件。

轴封装置为发酵罐和搅拌轴之间的密封装置，以封住罐体内的流体不致泄漏,并使得罐内流体不受外界污染。

第一章发酵罐结构一,发酵罐结构选型机械搅拌发酵罐的主要部分是一圆柱形容器，其结构形式与传热方式有关。

常用的传热方式有夹套式壁外传热结构和罐体内部蛇管传热结构。

根据工艺要求，罐体上还需安装各种工艺接管。

根据已知条件：罐体全容积Ｖ＝50L，设计压力P=0.25Mpa，设计温度T=1300C查搅拌罐使用范围规格表得：选择41型搅拌罐，其罐底为焊接的标准椭圆型封头，顶盖为可拆连接的平盖，换热器型式为整体夹套式。

二，罐体尺寸确定发酵罐包括罐体和装焊在其上的各种附件。

１，罐体的高径比和装料量在知道发酵罐的全容积（Ｖ＝50Ｌ）以后，首先要选择适宜的高径比（H/D i）和装料量，确定筒体的直径和高度（1）罐体的高径比选择罐体的高径比应考虑的主要因素有三个方面：<1>，高径比对搅拌功率的影响一定结构形式搅拌器的浆叶直径同与其装配的搅拌罐罐体内径通常有一定的比例范围.随着罐体高径比的减小，即高度减小而直径放大，搅拌器浆叶直径也相应放大。

在固定的搅拌轴转数下，搅拌器功率与搅拌器浆叶直径的5次方成正比。

所以随着罐体直径的放大，搅拌器功率增加很多。

<2>，罐体高径比对传热的影响罐体高径比对夹套传热有显著影响。

容积一定时高径比越大则罐体盛料部分表面积越大，夹套的传热面积也越大。

同时高径比越大，则传热表面距离罐体中心越近，物料温度梯度就越小，有利于提高传热效果。

<3>，物料特性对罐体高径比的要求发酵罐的搅拌反应对罐体的高径比有着特殊要求，为了使通入罐内的空气与发酵液有充分的接触时间，需要有足够的高度，就希望高径比取的大一点。

实验八3M3机械搅拌通风发酵罐结构的认识

发酵实验(二)实验八 3 M3机械搅拌通风发酵罐结构的认识机械搅拌通风发酵罐在制药、生物制品的生产开发中起着特别重要的作用。

在众多类型的发酵设备中,兼具通气又带机械搅拌的标准式发酵罐用途最为普遍,广泛使用于抗生素、氨基酸、有机酸、酶制剂等领域,在生物制品工厂广泛使用。

据不完全统计,占发酵罐总数的70%-80%,故又称通用式发酵罐。

一、实验目的通过实地观察,了解机械搅拌式发酵罐的内部结构组成,各装置的配备安装及功能。

二、实验原理机械搅拌式发酵罐主体包括罐身、搅拌器、轴封、消泡器、中间轴承,空气分布器、挡板、冷却装置、人孔等,配套装置:各工艺参数监测系统、空气除菌系统、蒸汽热力系统等。

发酵罐主体各装置依据设计规范达到各自设置的作用。

三、实验设备3M3机械搅拌通风发酵罐.四、实验方法与步骤1. 打开人孔及内视灯观察以下各装置。

1.1罐体的材料、高径比、封头形式。

1.2搅拌器组数、叶轮类型。

1.3挡板的组数及安装。

1.4空气分布装置的形式。

1.5轴封的类型和结构。

1.6消泡装置类型和安装。

1.7冷却装置的类型。

1.8进料、进气、排料、出料、取样装置。

1.9加热、冷却装置。

1.10压力、温度、pH、溶氧控制接口。

2. 作出3 M3机械通风搅拌式生物反应器的结构示意图3. 考察本设备配备的蒸汽系统组成。

4. 考察本设备所配备的空气除菌系统组成,并作出空气除菌流程示意图。

五、实验结果1.作出3 M3机械通风搅拌式生物反应器的结构示意图,标注以上各装置名称。

五、思考题 1.小型和大型生物反应器设计上有什么不同点?2.本设备所选用的搅拌叶轮、机械消泡装置、冷却装置分别为何种形?除此之外分别还有哪些类型?3.本设备配备的蒸汽系统蒸汽生产量多大?4.本设备所配备的空气除菌系统为几级?分别采用何种过滤器?实验九 3 M3机械搅拌通风发酵罐的操作发酵车间实地训练是培养技能型人才,增强工程意识的必要途径。

通过中试发酵设备全方位的直接操作真正提高学生的适应能力和实战技能。