发酵罐管路示意图(图)
年产5.3万吨一水柠檬酸工厂发酵罐的设计(附发酵罐图,工艺流程图)
❈生化工程课程设计❈课题名称：年产5.3万吨柠檬酸发酵工厂发酵罐设计学生姓名：冯佩全学号：14801056专业：生物工程班级：14生物本2成绩：指导老师：杨立、龚乃超设计时间：2017年4月10日~ 2017年4月21日目录摘要 (I)Abstract ........................................................ I I 前言. (1)1.1柠檬酸的性质和用途 (1)1.2柠檬酸的来源和发展情况 (1)生产工艺 (2)1.3生产方法 (2)1.4工艺流程 (2)1.5操作工艺 (3)1.5.1原料的处理 (3)1.5.2发酵工序 (3)1.5.3醪液处理工序 (4)1.5.4提取工段 (4)1.5.5精制工段 (4)工艺计算书 (5)1.6物料衡算 (5)1.6.1工艺技术指标及基础数据 (5)1.6.2原料消耗计算（基准：一吨成品柠檬酸） (5)1.6.3发酵醪量的计算 (6)1.6.4接种量 (6)1.6.5液化醪量计算 (6)1.6.6成品柠檬酸 (7)1.6.7淀粉质原料年产1.4万吨一水柠檬酸厂总物料衡算 (7)1.7热量衡算 (8)1.7.1液化热平衡计算 (8)1.7.2发酵过程中的蒸汽耗量的计算 (8)1.7.3发酵过程中的冷却水耗量计算 (10)1.7.4发酵过程中的无菌空气耗用量的计算 (11)1.8发酵罐的选型 (11)1.8.1发酵罐容积和台数的确定 (12)1.8.2主要尺寸的计算 (13)1.8.3发酵罐冷却面积的计算 (13)1.8.4发酵罐搅拌器的设计 (14)1.8.5发酵罐设备结构的工艺设计 (15)1.8.6发酵罐设备材料的选择 (17)1.8.7发酵罐壁厚的计算 (17)1.8.8发酵罐接管设计 (18)1.8.9发酵罐支座的选择 (19)1.9贮罐选型 (19)1.9.1发酵成熟醪贮罐 (19)1.9.2硫酸銨贮罐 (19)结论： (21)参考文献 (22)附录1 (23)附录2 (24)年产5.3万吨一水柠檬酸工厂发酵罐的设计摘要本设计采用薯干原料发酵，只需将薯干磨成粉，加水调浆，直接加入少量α－淀粉酶液化后灭菌、冷却即可接种发酵。
第十章 通风发酵的设备
第二节
通气与搅拌
一、搅拌器的型式及流型 1. 型式
机械搅拌器大致可分为：轴向推进、径向推进
（1） 螺旋桨式搅拌器
（2）圆盘平直叶涡轮搅拌器
（3）圆盘弯叶涡轮搅拌器
（4）圆盘箭叶涡轮搅拌器
2. 流型
（1）罐中心装垂直螺旋桨搅拌器的搅拌流型
（2）涡轮式搅拌器的流型
（3）装有套筒时的搅拌器搅拌流型
（9）发酵罐的换热装臵
①夹套式换热装臵
优点
结构简单； 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。
缺点
传热壁较厚，冷却水流速低，发酵时降温效果差。
②竖式蛇管换热装臵
优点：冷却水在管内的流速大；传热系数高。
适用于冷却用水温度较低的地区 气温高的地区，应采用冷冻盐水或冷冻水冷却 。
E
A. 几种电解质的混合溶液
氧的溶解度根据溶液的离子强度计算：
lg CW hi I i *
*
C
e
i
hi：第I种离子的常数（m3/kmol） Ii：第I种离子的离子强度（kmol/m3）
B. 非电解质溶液
C lg C
*
*
W * n
K CN
C ：氧在在非电解质溶液中的溶解度（mol/m3）
③使菌体分散，同时减少菌体表面液膜的厚度，有
利于氧的传递；
④使发酵液产生湍流，降低气/液接触界面的液膜厚 度，减小氧传递过程的阻力，增大KLa值。
带有机械搅拌的通风发酵罐其搅拌器与氧传递
速率常数KLa的关系
Pg K L a k V
0.95
Vs0.65
生物反应器(发酵罐)5
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·
第二章 通风发酵设备
（3） 挡板 挡板的作用：
a. 改变液流的方向，由径向流改为轴向流，促使液体激烈翻动，增 加溶解氧。 b. 防止搅拌过程中漩涡的产生，而导致搅拌器露在料液以上，起不 到搅拌作用。 挡板宽度：（0.1～0.12）D，装设4～6块即可满足全挡板条件。 挡板与罐壁之间的间隙：（1/8～1/5）D，避免形成死角，防止物料与菌 体堆积。
全挡板条件：条件是达到消除液面旋涡的最低条件（在搅拌发酵罐中增 加挡板或其他附件时，搅拌功率不再增加，而旋涡基本消失）。 （2-3）
(4) 轴封 定义：运动部件与静止部件之间的密封叫作轴封。如搅拌轴 与罐盖或罐底之间。
作用：防止泄漏和污染杂菌。
形式：填料函和端面轴封两种。
填料函式轴封是由填料箱体、填料底 衬套、填料压盖和压紧螺栓等零件构成， 使旋转轴达到密封的效果。 端面式轴封又称机械轴封。密封作用 是靠弹性元件（弹簧、波纹管等）的压力 使垂直于轴线的动环和静环光滑表面紧密 的相互贴合，并作相对转动而达到密封。
(2)机械搅拌通气发酵罐的溶氧系数
对通气发酵系统的氧溶解过程通常用溶氧系数（kLa）表示，有多种经验公式。
'
Pg ' k L a K ' vs VL
Pg V 或 k L a K '' G VL VL
B、竖式蛇管换热装置
① 结构及形式，以蛇管的形式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 m3以上的发酵罐多用这种换 热装置。 ② 优点：冷却水在管内的流速大；传热系数高。适用于冷却用水温度 较低的地区，水的用量较少。
0.4
vs 0.5n0.5
设备复习题--画图10个(1)
图2-4 连续灭菌设备流程示意图1-配料罐（拌料罐）2-蒸汽入口 3-连消塔 4-维持罐 5-培养基出口 6-喷淋冷却 7-冷却水1234567图2-4是一种连消塔、维持罐、喷淋冷却的连续灭菌流程。
配好的培养基用泵打入连消塔与蒸汽直接混合，达到灭菌温度后进入维持罐，维持一定时间后经喷淋冷却器冷却至一定温度后进入发酵罐。
连续灭菌的基本设备一般包括（1）配料预热罐，将配好的料液预热到60~70℃，以避免灭菌时由于料液与蒸汽温度相差过大而产生水汽撞击声；（2）连消塔，连消塔的作用主要是使高温蒸汽与料液迅速接触混合，并使料液的温度很快升高到灭菌温度（126~132℃）；（3）维持罐，连消塔加热的时间很短，光靠这段时间的灭菌是不够的；（4）冷却管，从维持罐出来的料液要经过冷却管进行冷却，生产上一般采用冷水喷淋冷却，冷却到40~50℃后，输送到预先已经灭菌过的罐内。
图2-5是一种喷射加热、管道维持、真空冷却的连续灭菌流程。
培养基（生培养液）用泵打入喷射加热器，以较高速度自喷嘴喷出，借高速流体的抽吸作用与蒸汽混合后进入管道维持器，经一定维持时间后通过一膨胀阀进入真空闪急蒸发室，因真空作用使水分急骤蒸发而冷却到70~80℃左右，再进入发酵罐冷却到接种温度。
这个流程的优点是：加热和冷却在瞬间完成，营养成分破坏最少，可以采用高温灭菌，把温度升高到140℃而不致引起培养基营养成分的严重破坏。
设计得合适的管道维持器能保证物料先进先出，避免过热。
但如维持时间较长时，维持罐的长度就很长，给安装使用带来不便，所以如酒精厂的液蒸煮等大多仍采用维持罐。
灭菌温度取决于喷射加热器中加入蒸汽的压力和流量，要保持灭菌温度恒定就需要使蒸汽的压力和；流量以及培养基的流量稳定，故宜设置自动控制装置，如果自动控制的滞后较大，也会引起操作不稳定而产生灭菌不透或过热现象。
图2-5 加热-真空冷却连续灭菌流程生培养液蒸汽喷射加热器维持管膨胀阀急聚蒸发室灭菌好的培养液真空喷射式加热器（图2-10）的特点是蒸汽和料液迅速接触，充分混合，加热是在瞬时内完成的。
《气升式发酵罐》课件
REPORTING
• 气升式发酵罐简介 • 气升式发酵罐的应用 • 气升式发酵罐的设计与优化 • 气升式发酵罐的操作与维护 • 气升式发酵罐的发展趋势与展望
目录
PART 01
气升式发酵罐简介
REPORTING
定义与特点
定义
气升式发酵罐是一种利用气体提 升液体的方式进行混合、传质和 传热过程的设备，常用于生物发 酵领域。
乳制品加工
在气升式发酵罐中发酵生产酸奶、 奶酪等乳制品，丰富产品种类和风 味。
在环境保护领域的应用
有机废弃物处理
气升式发酵罐可用于有机 废弃物的厌氧消化处理， 实现废弃物的资源化利用 。
废水处理
通过气升式发酵罐进行废 水处理，降低污染物浓度 ，提高废水处理效率。
沼气生产
利用气升式发酵罐将有机 废弃物转化为沼气，为可 再生能源的开发利用提供 支持。
PART 05
气升式发酵罐的发展趋势 与展望
REPORTING
新型气升式发酵罐的研究与开发
新型气升式发酵罐的研究
01
新型气升式发酵罐的设计与开发，旨在提高发酵效率、降低能
耗和减少环境污染。
新型气升式发酵罐的特点
02
具有更高的传质效率和更低的能源消耗，同时能够更好地控制
发酵过程，提高产品质量和产量。
特点
气升式发酵罐具有结构简单、操 作方便、能耗低、耐腐蚀等优点 ，能够满足大规模生物发酵生产 的需求。
工作原理
工作原理
气升式发酵罐通过气体提升液体的方 式，使发酵液在罐内形成循环流动， 促进微生物与营养物质充分混合，提 高发酵效率。
气体提升
循环流动
发酵液在罐内形成循环流动，使微生 物与营养物质充分混合，提高发酵效 率。
第十一章 发酵设备课件
11.2.2.1 机械搅拌通风发酵罐的结构
• 主体部件： • 罐体 • 搅拌器 • 档板 • 轴封 • 空气分布器 • 传动装置 • 冷却管(夹套) • 消泡器 • 人孔 • 视镜
发酵罐设计的内容
• 工艺设计（工艺人员提出） • 容积，几何尺寸，主要结构和附件，设计
kLa,kd的换算
• 因：No2= kLa C*； No2=kdP • kLaC* =kdp*
• 总压P相当于p*,因为从氧饱和的角度看，即氧 含量为21%达到最大； p*的单位是0.21 (atm) 其中，kLa的单位为（h-1); 故得到换算式： kLa =kdp* /C*
（2）机械搅拌通风发酵罐的通风量
倾斜式转鼓反应器的挡板
（3） 轴封
• 作用：防止染菌进 入，泡沫泄漏
双端面机械轴封
• 右图 双端 面机械轴封
• 大型发酵罐 常用.
密封作用
（4）空气分布管
• 环形管式(中大型)和单管式(小型) • 大型罐采用环形管式。要求环管上的空气
喷孔应在搅拌叶轮叶片内边之下。同时喷 气孔应向下，以尽可能减少培养液在环形 分布管上滞留。 • 喷孔的孔径：2-5mm。 • 喷孔的总截面积等于空气分布管截面积。 • 分布管内空气流速取20m/s。
• kLa 是以C*-C为溶氧推动力的体积溶氧系数。 • 单位：1/s或1/h。应得到kLa 值。这是衡量通
风发酵设备性能的重要参数。
氧传递速率 OTR: No2= kLa (C*-CL) (mol/m3 s)
• 但上述公式是定义式，要得到kLa不易。原因 是溶氧浓度难测。
体积溶氧系数kLa的计算及测定
• kLa影响因素有： • （1）操作条件：搅拌转速，通气量； • （2）发酵罐的结构及几何参数，如体积、
发酵罐的结构系统及使用
、实验目的：1 ．了解发酵罐(气升式、搅拌式)的几大系统组成，即空气系统、蒸汽系统、补料系统、进出料系统、温度系统、在线控制系统。
2．掌握发酵罐空消的具体方法及步骤3．掌握发酵罐进料及实消的具体方法及步骤4．掌握发酵罐各系统的控制操作方法二、实验原理：1．蒸汽系统：三路进汽——空气管路、补料管路、罐体)2．温度系统：(1)夹套升温：蒸汽通入夹套。
(2)夹套降温：冷水通入夹套，下进水，上出水。
(3)发酵过程自动控温系统：热电偶控温，马达循环，只能加热，发酵设定温度低于室温时，由夹套进冷水降温。
3．空气系统：取气口T空压机：往复式油泵获得高脉冲的压缩空气粗过滤器：由沙布包裹棉花压实成块状叠加制得，作用是去除部分细菌及大部分灰尘(贮气罐)：空压机压缩使气体温度升高，经贮气使气体保温杀菌；压缩空气中有油污、水滴，且压力不稳，有一定的脉冲作用，会冲翻后面的过滤介质，贮气后可使油滴重力沉降，减小脉冲。
（冷却塔）：有降温并稳定作用，同时经旋风分离器进行气液分离（丝网分离器）：通过附着作用，逐步累积沉降而分离 5 微米以上的微粒其作用介质为铜丝网（加温器）：对压缩空气升温，除湿，使湿度达50%-60%总过滤器：纱布包裹棉花加活性炭颗粒，逐层压紧而成。
分过滤器：平板式纤维，中间为玻璃纤维或丝棉，下面放水阀应适时打开放出油、水，再用压缩空气控干。
种子罐或发酵罐4．补料系统：补培养基、消泡剂、酸碱等。
5．在线控制系统：热电偶（温度探关）、溶氧探头、pH 探头（后二者实消时才安装，为不可再生探头，有限定使用次数，pH 探头使用前要先校准）、控制柜、数据采集系统。
6、进出料系统：进料口（接种口）、出料口（取样口）。
7．蒸汽过滤器：在蒸汽进入空气系统时应用，以免蒸汽中携带的杂质颗粒堵塞分过滤器微孔。
三、方法与步骤：（一）原则：1．通蒸汽前先关闭所有阀门。
2．粗过滤器不空消也不实消，要定期处理，所以必须关闭通向粗过滤器的阀门。
9 微生物工程 第九章 发酵罐的设计与放大
④ 使不均匀的另一液相均匀悬浮或充分乳化；
⑤ 强化相间的传质；
⑥ 强化传热。
发酵罐的组成：
主要包括
釜体
搅拌装置
传热装置 轴封装置
其他的附件：
各种接管（为了便于检修内件及加料、排料）、 温度计、压力表、视镜、安全泄放装置等。
釜体：由筒体和两个封头组成。 作用：为物料进行化学反应提供一定的空间。 搅拌装置：由传动装置、搅拌轴和搅拌器组成。
④ 固定化发酵罐：
圆筒形的容器中填充固定化酶或固定 化微生物进行生物催化反应的的装置。
生物利用率高。
⑤ 自吸式发酵罐：
特点：不需其他气源提供压缩空气，搅拌器带有中
央吸气口。搅拌过程中自吸入过滤空气，适用于需
氧低的发酵。
与通用发酵罐的主要区别
① 特殊的搅拌器（由转子和定子组成）；
② 没有通气管。
叶尖端线速度
n1d 1 n 2d 2
n2 d 1 n1 d 2
放大方法
经验
放大法
量纲 分析法
时间 常数法
数学模型 放大法
某一变量与变化率之比
经验放大法
几何相似放大法
非几何相似法
(1)几何相似放大法：
放大后发酵罐的空气流量、搅拌转速和 消耗功率——操作参数的放大。
空气流
几何尺寸 的确定
右图为改进的 旋风式消泡器， 它可以和消泡 剂盒配合使用， 并根据发酵罐 内的泡沫情况 自动添加消泡 剂。
（5） 空气分布器
作用：吹入无菌空气，并使空气均匀分布。
形式：单管；环形管
空气由分布管喷出上升时，被搅拌器打碎成小气
泡，并与发酵液充分混合，增加了气液传质效果。
发酵罐的设计PPT演示课件
4 空气分布管
作用：使通入的空气均匀分布
型式： 单管式 正对罐底，距罐底 40mm，罐底衬不锈 钢圆板，防空气冲击
环 式 不常用，易堵。
24
5 传动装置 （1）变速装置：无级变速与皮带轮变速。10级
(500)，八级(750)，六级(1000)，从主动轮直径比 要小于7，以增加吃带面积。另外拉大主、从动 轮间距也可增加吃带面积。
时自动吸入空气。
41
42
2.2.2 定子与转子的结构与类型
将液转 气体子 体甩的 吸出作 入，用 。形：
成将 内转 部子 真内 空的 ，
打体定 碎混子 ，匀的 促，作 进甩用 溶出： 氧，将 。将气
大体 气与 泡液
43
44
45
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2.2.3 自吸式发酵罐的优缺点
优点: 不需另设空气制备系统,投资少,能耗低,吸 入的气泡小,溶氧效果好,是通用罐的3倍.
5
2.1 通风机械搅拌发酵罐
2.1.1罐体尺寸 2.1.2罐的结构 2.1.3罐容积的计算 2.1.4罐的优缺点
6
2.1.2 罐的结构
图6-1 小型发酵罐结构图 1.三角皮带转轴；2.轴承支柱；3.联轴节； 4.轴封；5.窥镜；6.取样口；7.冷却水出口； 8.夹套；9.螺旋片；10.温度计；11.轴；12. 搅拌器；13.底轴承；14.放料口；15.冷水进 口；16.通风管；17.热电偶接口；18.挡板； 19.接压力表；20.手孔；21.电动机；22.排 气孔；23.取样口；24.进料口；25.压力表接 口；26.窥镜；27.手孔；28.补料口
26
6 轴封
型式：端面轴封和填料函式轴封 作用：密封搅拌轴与罐顶（底）间的
缝隙，防止泄漏和染菌 组成：
发酵罐的结构系统及使用
之阳早格格创做收酵罐的结构系统及使用.txt28死计是一位睿智的父老，死计是一位专教的教授，它时常秋风化雨，润物无声天为咱们指面迷津，给咱们人死的开迪.没有要怜惜自己的爱，关关自己的胸怀，多多赋予，您会创造，您也已经沐浴正在了爱河里.真验十五收酵罐的结构系统及使用要领一、真验手段：1．相识收酵罐（气降式、搅拌式）的几大系统组成，即气氛系统、蒸汽系统、补料系统、出进料系统、温度系统、正在线统造系统.2．掌握收酵罐空消的简直要领及步调3．掌握收酵罐进料及真消的简直要领及步调4．掌握收酵罐各系统的统造支配要领二、真验本理：1．蒸汽系统：三路进汽——气氛管路、补料管路、罐体）2．温度系统：(1) 夹套降温：蒸汽通进夹套.(2) 夹套落温：热火通进夹套，下进火，上出火.(3) 收酵历程自动控温系统：热电奇控温，马达循环，只可加热，收酵设定温度矮于室温时，由夹套进热火落温.3．气氛系统：与气心→空压机：往复式油泵赢得下脉冲的压缩气氛细过滤器：由沙布包裹棉花压真成块状叠加造得，效率是去除部分细菌及大部分灰尘（贮气罐）：空压机压缩使气体温度降下，经贮气使气体保温杀菌；压缩气氛中有油污、火滴，且压力没有稳，有一定的脉冲效率，会冲翻后里的过滤介量，贮气后可使油滴重力重落，减小脉冲.（热却塔）：有落温并宁静效率，共时经旋风分散器举止气液分散(丝网分散器)：通过附着效率，逐步乏积重落而分散5微米以上的微粒其效率介量为铜丝网(加温器)：对于压缩气氛降温，除干，使干度达50%-60%总过滤器：纱布包裹棉花加活性冰颗粒，逐层压紧而成.分过滤器：仄板式纤维，中间为玻璃纤维或者丝棉，底下搁火阀应适时挨开搁出油、火，再用压缩气氛控搞.种子罐或者收酵罐4．补料系统：补培植基、消泡剂、酸碱等.5．正在线统造系统：热电奇（温度探关）、溶氧探头、pH 探头（后二者真消时才拆置，为没有成复活探头，有规定使用次数，pH探头使用前要先校准）、统造柜、数据支集系统.6、出进料系统：进料心(交种心)、出料心(与样心).7．蒸汽过滤器：正在蒸汽加进气氛系统时应用，免得蒸汽中携戴的纯量颗粒阻碍分过滤器微孔.三、要领与步调：(一)准则：1．通蒸汽前先关关所有阀门.2．细过滤器没有空消也没有真消，要定期处理，所以必须关关通背细过滤器的阀门.3．活蒸汽，灭过头，即尾汽没有克没有及关死，要包管有活蒸汽搁出，但是没有克没有及太大，免得分压.4．罐体排汽心排汽，并脆持罐内正压.5．气氛过滤系统只空消，没有真消，免得罐中物料突进过滤器内.但是空消一中断，即要通进无菌气氛吹搞管路并保压，预防染菌.6．进蒸汽时顺着蒸汽管路开阀门，中断时顺着进路关阀门，先开尾阀后开主阀，中断时先关主阀后关尾阀.8．蒸汽一停，即由无菌气氛充进脆持罐内正压.（二）空消：先开开蒸汽爆收器，自有蒸汽爆收并排掉管路中热凝火后，按以下步调举止：1．先关关所有阀门，查看处是可关稀切启，挨开罐上圆排气心.2．蒸汽进步气氛系统，蒸汽→蒸汽过滤器→分过滤器，无论蒸汽走到哪一路得先搁尾阀，搁出热凝火，排掉热气氛，待有蒸汽冲出后调小，挨开主阀.3．再进罐体：由主路进罐，而后通进与料管路，再进补料系统（二边）.4．罐压降至0.12Mpa(此时统造系统中温度读数约为120℃安排)时开初计时，保温保压，30分钟.保压办法：（1）安排主汽路进汽阀门统造进汽量；（2）安排排气心排气量大小或者尾阀搁汽量.5．中断空消：（1）顺着蒸汽进路关，先关近罐阀.（2）共时准备佳压缩气氛保证蒸汽一停即充进无菌压缩气氛以保护气氛系统及罐内的正压.近罐气氛阀的尾阀要背去微开开.注意：空消前应查看夹套中是可残留了热火，若有，效率罐体降温，须自夹套出火心将火搁出.（三）进料及降温1、调大排气心排气量，至罐压掉整，开开进料心，加料.拆上溶氧探头及pH探头.2．夹套降温：蒸汽由夹套蒸汽管路加进夹套举止降温（有表压可读出加进夹套的气压），温度可由统造里板上读出，降至90℃，关关夹套蒸汽.*降温手段：热的物料战罐体中直交突进蒸汽，极易爆收洪量热凝火而使培植基中火分过大；其余，对于淀粉量的物料，则直交通进蒸汽很简单使物料结球没有溶，表面糊化结团，效率灭菌效验；降温还不妨好处淀粉量本料液化.*证明：(1)培植基配造时，思量真消时会爆收火分，果此，若思量用7降的拆液量(10降罐)，则加液量应为6降安排，其余物料按7降需量称量.拆料系数普遍为70%.（2）通蒸汽对于夹套降温时，必须排空夹套内火(可用蒸汽冲出)，但是可微开开出火心阀门适合减压，预防夹套内压力过大. (四) 真消：1．关关气路进罐阀，主汽路进汽→补料心进汽（要领共空消）→罐压降至0.12Mpa（121℃），保压、保温30分钟→真消中断.（五）热却交种：蒸汽关关的共时，即通进压缩气氛（罐压表头掉至0.05MPa 时交进无菌气氛）→夹套通进自去火热却（下进火，上出火阀门，支火排火）→热却至约32℃→交种（搁大排气心出气量，至表头掉整，开开交种心，火圈交种）→交种后拧紧交种心，将排气阀调小，交上玻璃转子流量计，使流量计读数正在8.0安排，共时脆持罐压0.06Mpa→正在统造系统中设定佳收酵温度→保温保压收酵24hr（六）数据支集、与样、搁罐数据支集：系统自动支集，每2分钟支集一组数据并存贮，包罗：温度、溶氧、pH、等，系统可自动给出有关直线.共时由值班者每20分钟记录一次，准确挖表，获与数据创造历程直线.中间与样：每与样前，将与样心蒸汽灭菌半小时→弃去初搁出的样液约10毫降，再用无菌空容器与样约100毫降→无菌启存→与样心再灭菌30分钟→样液热躲待测.(简直步调睹电脑桌里文献)搁罐：安排无菌气氛量搁罐，要领共与样.(七) 罐体荡涤搁罐后，加大排气，使表压掉整，与出各探头，加盖，由进料心加进洁火关佳，罐内降压，搁罐，如许重复二次.* 与样支配步调：（1）须提样前半小时，开开蒸汽爆收器，支进蒸汽，开开阀门1，2，蒸汽灭菌.（2）半小时后，关阀门1，坐时开开阀门3，先搁弃部分培植液，再与样100ml安排至灭菌三角瓶中（标注佳与样日期、时间、与样人），热躲备测.（3）关关阀门3，开开阀门1，半小时后关关阀门2，再关阀门1.注意：1．溶氧仪安排要领：待系统温度宁静后，调整→转至“丈量”，调“斜率”旋钮，至读数值为100.0（即溶氧百分数%）→丈量.中间若创造溶氧太矮时，须安排气量.2．惟有正在罐温矮于设定温度时，才可运止加热火循环控温系统，可则没有开开.3．切切注意：开开进样心时，一定要压力表头掉整再开开，可则进样心盖易冲出伤人，缸内液体验喷出.。
第五章发酵罐
3.挡板
• 挡板的作用是改变液流的方向，由径向流改为 轴向流，防止产生漩涡，促使液体剧烈翻动， 增加溶解氧。通常，挡板宽度取(0.1~0.2)D， 装设6~4块即可满足全挡板条件 • 全挡板条件：是指在一定转数下再增加罐内附 件而轴功率仍保持不变。要达到全挡板条件必 须满足下式要求：
右半边：不带挡板的搅拌流型，
三种通风发酵罐之比较
机械搅拌 通风发酵罐
结构特点 有搅拌装置 有空气压缩 有冷却装置 分类 夹套式 蛇管式
气升式 发酵罐
无搅拌装置 有通风装置 冷却面积小 内循环 外循环
自吸式发酵罐
有或无搅拌装置 无空气压缩 有冷却装置 机械搅拌自吸式 溢流自吸式 喷射自吸(文氏) 高位塔式(有空 气压缩)
第三节 发酵罐选型注意事项
文氏管发酵罐
溢流喷射自吸式发酵罐
• 原理：液体溢流时形成抛射流，由于液
体表面层作用，使靠近表面的气体边界 层具有一定的速率，从而形成气体的流 动和自吸作用
高位塔式发酵罐
• 原理：无需机械搅拌装置，是利用通入 培养液的高压缩空气的气泡上升时的动 力带动液体运动，达到混合效果。 • 特点：结构简单，造价低，动力消耗少， 操作成本低，，噪音小。适合于培养液 黏度低、固形物少、需氧量较低的发酵。 • 例：多层水平筛板的鼓泡式发酵罐
（6）变速装置、空气分布装置
• 试验罐采用无级变速装置。发酵罐常用 的变速装置有三角皮带传动，圆柱或螺 旋圆锥齿轮减速装置，其中以三角皮带 变速传动较为简便 • 空气分布装置：单孔管和环行管
（7）轴封
• 轴封的作用是使罐顶或罐底与轴之间的缝 隙加以密封，防止泄漏和污染杂菌。 常用的轴封有填料函和端面轴封两种。 • ①填料函式轴封是由填料箱体，填料底衬 套，填料压盖和压紧螺栓等零件构成，使 旋转轴达到密封的效果。 • 填料函式轴封的优点：结构简单。 缺点：死角多，很难彻底灭菌，容易渗漏 及染菌；轴的磨损情况较严重；填料压紧 后摩擦功率消耗大；寿命短，经常维修， 耗工时多
GUJS-5_7、10、15、20、25、30发酵罐操作说明(触摸屏)
GUJS 发酵系统由发酵罐、空气处理系统、蒸汽净化系统、电气控制系统、恒温系统及管道、阀门等组成。
其工艺流程图如图一。
㈡ 空气过滤器及空气管路的消毒⒈ 关闭空气阀F 11(图三);打开F 2，慢慢打开蒸汽阀阀门F 1,当冷凝水排尽后微开F 2，打开F 12,排尽冷凝水后F 12调为微开。
注意:此时蒸汽压力应在0.12～0.14MPa 之间;压力过低将造成灭菌不彻底,压力过高则空气过滤器滤芯有可能被损坏而失去过滤能力。
⒉ 微开F 13、F 15,打开F 14蒸汽通过空气过滤器及以后的空气管道进入发酵罐内。
⒊ 开启空气压缩机,调节空气减压阀,使其出口压力在0.2～0.25MPa 之间。
⒋ 消毒时间一般为30分钟。
到时间后依次关闭F 13、F 15、F 12、F 2、F 1。
⒌ 打开F 11、F 2、F 12;排去冷凝水后,再将F 12、F 2、F 13、F 15、转为微开;稍开F 13、F 15，吹空气过滤器。
⒍ 吹干空气过滤器一般需20分钟左右。
然后关闭F 12、F 2、F 13、F 15,保持空气管道及空气过滤器中是正压。
空气减压阀分水过滤器绝对过滤器发酵罐蒸汽源蒸汽过滤器摇床菌种发酵液自来水电磁阀压缩空气加热器图 一 工艺流程图㈢空消1.打开排水阀F33,蒸汽阀F5，排尽夹套中的水后即关闭F5。
2.打开F4、F22,排尽蒸汽管中冷凝水后将F22转为微开;稍开F21,微开F14使蒸汽徐徐进入发酵罐;对发酵罐进行空消。
3.注意在升温过程中需将“加热”、“冷却”、“pH调节”、“消泡”、“流加”开关置于“关”的位置或将控制器置与“停机”状态。
否则当温度设定值设定在培养温度时,会自动通冷却水,影响升温速度,同时也浪费蒸汽。
4.在灭菌过程中,应时刻注意罐压,并控制在0.11～0.12MPa之内,请勿超压。
罐压的控制通过调节阀门F4和F14来实现。
5.空消时间一般为30～50分钟。
到时间后,关闭F4、F14。
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
13气升式发酵罐
５、静电吸附作用机理
干空气对非导体的物质相对运动磨擦时，会产生诱导
电荷，纤维和树脂处理过的纤维m尤其是一些合成纤
维更为显著。悬浮在空气中的微生物微粒大多带有不
同的电荷，如枯草杆菌孢子20%带正电荷，20% 带
负电荷，15%中性， 这些带电的微粒会受带异性电
荷的物体所吸引而沉降.此外，表面吸附也归属于这
为惯性冲击滞留作用。
惯性冲击滞留机理三维动画
20
２、拦截滞留作用机理
气流速度降到临界速度以下，微粒不能因惯性碰 撞而滞留于纤维上，捕+集效率显著下必,但随时 着气流速度的继续下降，纤维对微粒的捕集效率 又有回升。原因是微生物直径很细，质量很轻， 它随低速气流流动慢慢靠近纤维时，微粒所在的 主导气流流线受纤维所阻，而改变流动方向，绕 过纤维前进，并在纤维的周边形成一层边界滞流 区。滞流区的气流速度更慢,进到这滞留区的微粒 慢慢靠近和接触纤维而被粘附滞留,称为拦截滞留 作用。
11
机械搅拌自吸式发酵罐的工作原理 自吸式发酵罐的主要构件是自吸搅拌器和导轮，空气管与转子 相连接,在转子启动前,先用液体将转子浸没,然后启动马达使 转子转动,由于转子高速旋转,液体或空气在离心力的作用下, 被甩向叶轮外缘,在这个过程中,流体便获得能量,若转子的转 速愈快,旋转的线速度也愈大,则流体(其中还含有气体)的动能 也愈大,流体离开转子时,由动能转变为静压能也愈大,在转子 中心所造成的负压也越大，因此空气不断地被吸入，甩向叶轮 的外缘，通过定子而使气液均匀分布甩出。由于转子的搅拌作 用，气液在叶轮的外缘形成强烈的混合流（湍流），使刚刚离 开叶轮的空气立即在不断循环的发酵液中分裂成细微的气泡， 并在湍流状态下混合、翻腾、扩散到整个罐中，因此转子同时 具有搅拌和充气两个作用。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。