发酵工程设备
发酵工程与设备
发酵工程与设备什么是发酵工程发酵工程是一种利用微生物、酶和其他生物技术生产化学和生物制品的过程。
这种技术十分通用，适用于许多行业，如食品、制药、石油等。
发酵工程已成为现代工业中不可缺少的部分。
随着技术的进步和知识的增加，发酵工程变得越来越重要。
发酵工程的应用1.食品工业：发酵工艺已广泛应用于生产酸奶、面包、啤酒、酒精、味增等食品。
2.制药工业：发酵工艺已应用于生产大量的抗生素、激素、酶和蛋白质制品。
3.石油工业：通过发酵工艺可生产出一些高附加值的产物，如甘油、单体和聚合物等。
在这些行业中，发酵工程所涉及的组成部分包括微生物、培养基、发酵设备、控制系统等。
发酵设备发酵设备是用于生产中发酵过程的特定设备，包括发酵罐、离心机、培养箱、灭菌器、分离机等。
为了满足不同的生产需求，不同的发酵设备需要不同的设计和制造。
在发酵设备的选择上，需要考虑以下因素：1.安全性：发酵过程可以产生许多危险物质，因此设备必须安全可靠，具有充分的安全措施和预防措施。
2.耐用性：发酵设备必须经过长时间的使用和多次的清洗和消毒，所以它必须足够耐用。
3.易于清洗和维护：发酵设备必须易于清洗和维护，以充分消除杂质和其他污染物，从而确保生产的干净和纯度。
在发酵设备的选择中，不同的制造商和供应商之间存在着很大的差异。
为了确保选择的设备是合适的和符合要求的，需要了解所需设备的细节以及必需的规格和功能。
发酵的控制发酵工程中的控制是必不可少的，其目的是确保发酵过程中的操作符合预期，以达到预期的产量和质量。
主要的控制参数包括：1.温度：温度控制是发酵过程中最重要的因素之一。
不同的微生物和反应需要在不同的温度下进行。
因此，在研究和生产中必须选择适当的温度来控制发酵过程。
2.PH值：微生物和酶的活性与PH值密切相关。
因此，在发酵过程中对PH值的控制至关重要。
3.氧气供应：氧气是微生物需要的重要元素之一。
在发酵过程中，需要适当的氧气供应来维持产率和生长。
发酵工程设备课件 第五章嫌气发酵设备
②罐容量 罐有效容积一般为罐总量的80%左右。 ③锥角 一般在60°～90°之间， 常用60°～ 75°（不锈钢罐常用锥角60°，内有涂 料的钢罐锥角为75°），以利于酵母的沉 降与分离。
④冷却夹套
锥形发酵罐冷却常采用间接冷却。国内一般采用半圆 管、槽钢、弧形管夹套，或米勒板氏夹套在低温低压 （－3℃、0.03MPa）下用液态二次冷媒冷却，国外 多采用换热片式（爆炸成型）一次性冷媒直接蒸发式 冷却。一次性冷媒（如液氨蒸发温度为－3～－4℃） 蒸发后的压力为1.0MPa～1.2MPa,对夹套耐压性要求 较高。由于啤酒冰点温度一般为－2.0～－2.7℃,为防 止啤酒在罐内局部结冰，冷媒温度应在－3℃左右。 国内常采用20%～30%的酒精水溶液，或20%丙二醇 水溶液作为冷媒。
二、新型啤酒发酵设备
二、新型啤酒发酵设备
——圆筒体锥底发酵罐（锥形罐）
锥形罐结构图
（一）圆柱锥底发酵罐的特点
（1）该罐具有锥底，主发酵后回收酵母方便。 （2）圆柱锥形罐具有相当高度，凝聚力较强 的酵母可以沉淀，凝聚性差的酵母就需要离 心分离。 （3）圆柱锥底罐是密闭罐，既可以作发酵罐， 也可以作贮酒罐（二罐法）;也可将发酵和贮 酒合二为一（一罐法）。由于是密闭罐，可 以回收二氧化碳，CO2气体由罐顶排出罐外 并收集。
酒精发酵罐一般不配置机械搅拌装置
酒精发酵罐工作时罐内不同高度的发酵液中 CO2含量有所不同，一般罐底CO2气泡密集程 度高，醪液相对密度小，罐上部CO2气泡密集 程度低，醪液相对密度大，于是相对密度小的 底部发酵液具有上浮的提升力，同时上升的 CO2气泡对周围的液体也具有一定的拖拽力， 这拖拽力和液体上浮的提升力结合就构成气体 搅拌作用。 罐体较大，罐内产生的CO2较少时，可配置侧 向搅拌器。
发酵工程和设备试验指导书(河科大)
《发酵工程及设备》实验指导书（适用专业：食品科学与工程）2007年9月实验一摇床培养确定酵母菌体培养和营养条件一．实验目的：掌握微生物斜面培养基、种子培养基及发酵培养基确定方法，学会对已确定菌种确定实验室发酵工艺。
二．实验原理生物量的测定方法有比浊法和直接称重法等。
由于酵母在液体深层通气发酵过程中是以均一混浊液的状态存在的，所以可以采用直接比色法进行测定。
三．仪器与试剂1．仪器设备全恒温振荡培养箱，分光光度计、电热恒温水浴槽、天平、电炉。
2．试剂（1）葡萄糖标准溶液：准确称取100 mg分析纯葡萄糖（预先在105℃烘至恒重），置于小烧杯中，用少量蒸馏水溶解后，定量转移到100 ml的容量瓶中，以蒸馏水定容，冰箱中保存备用。
（2）3, 5－二硝基水杨酸试剂（DNS试剂）：甲液：溶解g苯酚于ml 10％氢氧化钠中，并稀释至69 ml，在此溶液中加入g亚硫酸氢钠。
乙液：称取g酒石酸钾钠，加到300 ml 10％氢氧化钠溶液中，再加入880 ml1％的3、5－二硝基水杨酸溶液。
将甲液与乙液相混合即得黄色试剂，贮于棕色试剂瓶中，放置7－10天以后使用。
（3）37％甲醛溶液（4）mol/L氢氧化钠溶液：称取2 g氢氧化钠，溶于水并稀释至1000 ml。
四．实验方法（1）培养基的配制(见表1,2)表1 正交表试验设计因素水平葡萄糖蔗糖酵母膏KH2PO4123表2 正交表实验方案编号葡萄糖(A) 蔗糖(B)酵母膏(C)KH2PO4（D）生物量（OD）0h 12h 24h 36h 48h 60h1 (1) (1) (1) (1)2 (1) (2) (2) (2)3 (1) (3) (3) (3)4 (2) (1) (2) (3)5 (2) (2) (3) (1)6 (2) (3) (1) (2)7 (3) (1) (3) (2)8 (3) (2) (1) (3)30 min，冷却。
（3）冷却后接种（接种量为5％），置于28℃培养箱进行培养。
发酵基本工艺与发酵设备介绍ppt
二 、发酵设备
生物反应器(发酵罐)
利用生物工程技术进行生产的过程统称生物反应过程 。 采用活细胞(包括微生物、动植物细胞)的某些特定 功能生产有用产品的生物反应过程称为发酵过程或 细胞培养过程。
采用游离或固定化酶作为生物催化剂的生物反应过 程，称为酶反应过程。 生物反应器：利用酶或生物体（如微生物）所具有的生 物功能，在体外进行生化反应的装置系统。
根据生物反应过程中所使用的生物催化剂不同可将生 物反应器分为：
酶反应器和（微）细胞生物反应器。 生物反应器应具备的条件：
➢能维持一定的温度、pH、反应物(如营养物质、溶解氧 等)浓度；
➢应具备良好的传质、传热和混合性能，以便为生物反 应的顺利进行提供适宜的环境条件；
➢细胞生物反应器除具备上述特性外，还要求有一定的 除菌及密封设备，以防止生产过程中因微生物侵入造成 的杂菌污染。
要求的优良菌种。
可用基因工程、细胞工程的方法 对菌种的遗传特性进行定向改造， 以构建工程细胞或工程菌，从而
达到生产相应产品的目的
对菌种一般有以下要求：
➢ 菌种能在较短的发酵过程中高产有价值的发酵产品。 ➢ 菌种的发酵培养基应价廉，来源充足，被转化为产品的
效率高。如农副产品。 ➢ 菌种对人、动物、植物和环境不应该造成危害，还应注
发 酵 基 本 工 艺与发 酵设备 介绍pp t
第二节
发酵基本工艺与发酵设备
李清华 公共卫生学院
发 酵 基 本 工 艺与发 酵设备 介绍pp t
1
• 主要内容
一、发酵工艺流程
二、常见发酵设备
1、发酵罐的设计原则
2、微生物细胞反应器
3、动物细胞培养反应
发酵工程与设备第九章、第一讲-发酵放大与设计
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
大学课程《发酵工程设备》专业期末试题A卷及答案
《发酵工程设备》课程补考试卷（A）一、选择题: (每题1分，共5分)1、无菌空气在机械搅拌发酵罐生产中的主要作用是______。
A.给培养微生物提供氧气，并可促进菌体在培养基中不断混合B.主要起搅拌作用C.打碎泡沫，防止逃液D.防止产生涡流2、罐式连续蒸煮糖化设备中，为了使真空冷却器达到一定的真空度，除了________之外都可以选用。
A.真空泵B.蒸汽喷射泵C.水力喷射泵D.高压水泵3、空气过滤系统中旋风分离器的作用是______________。
A.分离油雾和水滴B.分离全部杂菌C.分离二氧化碳D.分离部分杂菌4、目前啤酒厂的圆筒锥底发酵罐内采用______________。
A.圆盘平直叶涡轮搅拌器B.螺旋浆式搅拌器C.无搅拌器D.锚式搅拌器5、管道式光培养反应器最适合______________细胞培养。
A.酵母菌B.长春花细胞C.Hela细胞D.海藻细胞。
二、判断题（对的打“√”，错的打“×”每题1分，共5分）1、辊式粉碎机主要利用冲击力将物料粉碎。
2、空气过滤系统中空气加热器的作用是杀灭杂菌。
3、生产操作过程中，始终要保持发酵罐内的罐压为正压。
4、弱碱性阳离子交换树脂交换能力不受溶液pH的影响。
5、立式结晶锅多采用螺旋式搅拌器。
三、填空题（共14空，每空1分，共14分）1、自吸式发酵罐的搅拌轴是从罐下方进罐的,因此应该用________轴封。
2、动物细胞培养时，悬浮培养适用于型动物细胞，贴壁培养适用于贴壁依赖型细胞。
除此之外还有一种培养对两类细胞都适用。
3、啤酒厂生产麦芽汁多采用四器组合，四器为、、和。
4、空气过滤除菌中常用的介质材料有__________ __ 、_____________、________________等。
5、啤酒发酵罐中发酵液的对流主要是依靠其中的作用,另外冷却操作时啤酒的变化也会引起罐的内容物的对流循环。
6、转鼓直径小，转速高,一般为15000r/min,分离因数大,可达50000,因此分离强度高,可用于液-液分离和微粒较小的悬浮液的澄清。
发酵工程与设备
一、名词解释
VVM；Yx/s；qs ；YP/S ；μ；KL；kLa；kd；D；Dcrit；Ks；Km；YP/X；μmax；qCO2；qO2；td；YATP；补料分批发酵；临界氧浓度；呼吸商； 过滤效虑；雷诺准数；比热死速率常数（K）；活塞流反应器（PF）；连续式全混流型反应器（CFSTR）；返混；连续培养；高密度培养；补料培养；生产强度；固定化酶；固定化细胞；传氧效率
具有抗性？
三、计算题
1、在一定培养条件下，培养大肠杆菌，测定实验数据如下：
S（mg/L） 100 120 153 170 220
μ（h-1） 0.667 0.706 0.754 0.773 0.815
求(1)在该培养条件下，大肠杆菌的最大比生长速率μMAX,饱和常数KS
(2)比生长速率为μMAX时的倍增时间τd。
23、 用于在线检测的传感器必须符合哪些要求？
24、 pH电极的指示电极能测定pH值的原理是什么？
25、 pH电极的测量范围有没有限制？使用时应注意哪些问题？
26、 溶氧电极能够测定液体中溶氧浓度的原理是什么？ 影响溶氧电极测定的灵敏度和准确
性的因素有哪些？
27、高密度培养的意义是什么？难以实施的原因是什么？
拌发酵罐的供氧水平？
14、测定Kla的方法有哪些？发酵液中Kla的调节可以采取哪些措施？
15、 氧的供需研究与反应器设计与放大的关系？
16、 准确判断发酵终点有什么好处？依据哪些参数来判断？
17、 pH对发酵的影响表现在哪些方面？ 发酵过程的pH控制可以采取哪些措施？
18、 发酵过程温度的选择有什么依据？
表3
6、室温下蔗糖在蔗糖酶的催化作用下水解得到产物。蔗糖的初始浓度Cs0＝1.0mm0l/L，酶的初始浓度C E0＝0.01lmmol/L。现在一间歇式操作的实验反应器测得了不同时间下蔗糖的浓度(见表4)，根据实验提供的数据确定，(1)该反应速率能否用M—M方程描述?(2)如可以，试求动力学参数Km和k+2的值。
生物工程专业《发酵工程与设备》知识点总结
第1章绪论1、什么是发酵：（工业微生物学家对发酵的定义）通过微生物的生长繁殖和代谢活动，产生和积累人们所需产品（微生物菌体或其代谢产物）的生物反应过程，包括无氧过程和有氧过程，同时涉及分解代谢和合成代谢。
2、发酵工程：指利用微生物的生长繁殖和代谢活动来大量生产人们所需产品过程的理论和技术体系，是生物工程与生物技术学科的重要组成部分，主要包括菌种选育和保藏，菌种的扩大培养，微生物代谢产物的发酵生产和分离纯化等。
3、上游生物技术：基因工程和细胞工程主要是从源头上改良生物遗传特性以获得具有优良生物加工和生物转化能力的生物新品种（或品系），通常称为上游生物技术。
4、发酵工程可使生物的优良遗传性状通过微生物大量繁殖得到高效表达，生产所需的产物，包括菌体和代谢产物（如酶制剂、有机酸、氨基酸，抗生素等等）；生化工程则作为实验室所取得的生物技术成果进行产业化的技术支撑，主要内容涉及生物反应及分离纯化过程的放大技术及其设备。
因此，发酵工程和生化工程通常合称为中下游生物技术，是现代生物技术试验成果产业化的关键技术，发酵工程更具有连接生物技术上、下游得纽带作用，成为生物技术中的关键环节，其学科地位显而易见。
5、初级代谢产物：一般将微生物与外界吸收各种营养物质，通过分解代谢和合成代谢，生成维持生命活动的物质和能量的过程，称为初级代谢，这一过程的产物为初级代谢产物。
如：糖类物质，氨基酸，脂肪酸，核苷酸等。
6、次级代谢产物：一般认为，次级代谢是指微生物在一定的生长时期，以初级代谢产物为前体，合成一些对微生物的生命活动无明确功能的物质的过程。
这一过程的产物，即为次级代谢产物。
如：抗生素、毒素，激素和色素等。
7、发酵的本质发酵的本质就是由微生物的生命活动所产生的酶的生物催化作用所致。
8、发酵工程发展史的六个阶段：（1）自然发酵阶段：特点：家庭式或者作坊式的手工生产；这一阶段的多数产品（如酒精、醋、酸乳、啤酒等）属于厌氧发酵，且非纯种培养；凭经验传授技术，产品质量不稳定。
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• 通入的空气分散程度越高，发酵液中氧的溶 解也就越快。
常用的通风发式发酵罐 • 自吸式发酵罐 • 伍式发酵罐 • 文氏管发酵罐
通用式发酵罐
7.1.1 机械搅拌通风发酵罐
机械搅拌发酵罐 是发酵工厂常用类型 之一。它是利用机械 搅拌器的作用，使空 气和发酵液充分混合， 促使氧在发酵液中溶 解，以保证供给微生 物生长繁殖、发酵所 需要的氧气。
严格，对轴的震动敏感性小。
• 端面式轴封的缺点：
– 结构比填料密封复杂，装拆不便；
– 对动环及静环的表面光洁度及平直度要求高。
（8）空气分散装置
也称为空气分布器，有单管式和环形 管式。单管式结构简单又实用，管口正对 罐底中央，与罐底距离约为40mm，为防空 气冲击，在罐底中央衬上不锈钢园板，可 延长罐底寿命。
二、机械搅拌发酵罐的设计
机械搅拌发酵罐主要由搅拌装置、轴封和罐 体三部分组成。三个组成部分各起如下的作用:
– 搅拌装置：由传动装置、搅拌轴、搅拌器组 成 ,由电动机和皮带传动驱动搅拌轴使搅拌器 按照一定的转速旋转 ,以实现搅拌的目的。
– 轴封：为搅拌罐和搅拌轴之间的动密封 ,以封 住罐内的流体不致泄漏。
7.1.4
1、结构 • 伍式发
酵罐的 主要部 件是套 筒、搅 拌器。
伍式发酵罐
2、原理 • 搅拌时液体沿着套筒外向上升至液面，然
后由套筒内返回罐底，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。空气由空心轴导入经过搅拌器的空心 管吹出，与被搅拌器甩出的液体相混合， 发酵液在套筒外侧上升，由套筒内部下降， 形成循环。设备的缺点是结构复杂，清洗 套筒较困难，消耗功率较高。
环形管式由于喷孔直径为2—5mm， 易堵，现很少使用。
（9） 变速装置
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。
（ 10）发酵罐的换热装置
①夹套式换热装置
– 这种装置多应用于容积较小的发酵罐、 种子罐；
– 夹套的高度比静止液面高度稍高即可， 无须进行冷却面积的设计。
– 其优点是：加工方便，适用于气温较高，
水源充足的地区。
– 这种装置的缺点是：传热系数较蛇管低，
用水量较大。
1.法兰 2.进出口节管 3.壳体 4.列管 5.封头 6.进出口管
7.1.2 自吸式发酵罐
• 自吸式发酵罐是一种不需要空气压缩机， 而在搅拌过程中自动吸入空气的发酵罐。 这种设备的耗电量小，能保证发酵所需的 空气，并能使气液分离细小，均匀地接触， 吸入空气中70~80%的氧被利用。
– 优点是：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。
– 缺点是：传热壁较厚，冷却水流速低，
发酵时降温效果差，
②竖式蛇管换热装置 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。
优点：冷却水在管内的流速大；传热系数高。
（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，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，但漩涡消失。要达到 全挡板条件必须满足下式要求：
（4） 消泡器 • 消泡器的作用是将泡沫打破。
法兰
• 为了便于清洗，小型发酵罐顶设有清洗用 的手孔。中大型发酵罐则装没有快开入孔 及清洗用的快开手孔。
• 罐顶还装有视镜及灯镜。
• 在罐顶上的接管有：进料管、补料管、排 气管、接种管和压力表接管。
• 在罐身上的接管有冷却水进出管、进空气 管、取样管、温度计管和测控仪表接口。
原则上讲，罐体上的管路越少越好， 能合并的尽量合并。
（2）搅拌器 • 搅拌器的作用是打碎气泡，使空气与溶液
均匀接触，使氧溶解于发酵液中。 • 搅拌器有轴向式（桨叶式、螺旋桨式）和
径向式（涡轮式）两种。
轴向式搅拌器
• 径向式（涡轮式）搅拌器
平直叶
弯叶
箭叶
斜叶
六叶式 四叶式
六斜叶式
六弯叶式 推进式
六直叶式 开启涡轮式
三叶式
推进式
开启涡轮式
1、机械搅拌发酵罐的基本要求
• 发酵罐应具有适宜的高径比。 • 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
适用于冷却用水温度较低的地区，水的 用量较少。
但气温高的地区，冷却用水温度较高， 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。
③竖式列管(排管)换热装置
– 这种装置是以列管形式分组对称装于发 酵罐内。
2、发酵罐的结构计算
（1）罐容积的计算
• 根据生产规模和发酵水平计算每日所需 发酵液的量，再根据这一数据确定发酵 罐的容积。
例如，一年产5万柠檬酸的发酵厂，发酵产酸 水平平均为14%，提取总收率90%，年生产日 期为300天，发酵周期为96小时。
7.1.3 气升式发酵罐
1、气升式发酵罐的结构及原理 • 分为内循环和外
循环两种。其主 要结构包括： • 罐体 • 上升管 • 空气喷嘴
工作原理： 把无菌空气通过喷嘴或喷孔喷射进发酵液
中，通过气液混合物的湍流作用而使空气泡分 割细碎，同时由于形成的气液混合物密度降低 故向上运动，而气含率小的发酵液密度大则下 沉，形成循环流动，实现混合与溶氧传质。
第7章 发酵工程设备
种子制备设备 主发酵设备 辅助设备 发酵液预处理设备 产品提取和精制设备 废物回收处理设备 其中主发酵设备是发酵工业的核心设备， 而发酵罐又是主发酵设备的心脏。
通风发酵罐 发酵罐 是否通气
嫌气发酵罐
7.1 通风发酵罐及结构
• 通风发酵罐又称好气性发酵罐，如谷氨酸、 柠檬酸、酶制剂、抗生素、酵母等发酵用的 发酵罐。
– 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 密地相互贴合，并作相对转动而达到密 封。
填料函
端面轴封
填料函轴封
端面轴封
• 填料函式轴封的优点是结构简单。 • 主要缺点是：
③搅拌装置的设计：
• 传动装置的设计、 • 搅拌轴的设计、 • 联轴器的选取、 • 轴承的选取及其轴承寿命的核算、 • 密封装置的选取、 • 搅拌器的设计、 • 搅拌轴的临界转速。
④设备的强度及稳定性检验 ➢设备承受各种载荷的计算 • 设备重量载荷的计算 • 设备地震弯矩的计算 • 偏心载荷的计算 ➢塔体强度及稳定性检验 ➢裙座的强度计算及校核 • 裙座计算 • 基础环的计算 • 地脚螺栓计算 ➢裙座与筒体对接焊缝验算
• 消泡器常用的形式有锯齿式、梳状式及 孔板式。孔板式的孔径约10~20毫米。
• 消泡器的长度约为罐径的0．65倍。
（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。 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。
• 常用的联轴器有鼓形及夹壳形两种。
• 自吸式发酵罐生产葡萄糖酸钙、力复霉素、 维生素C、酵母、蛋白酶等，都取得了良好 的成绩。
1、自吸式发酵罐的结构 • 罐体 • 自吸搅拌器及导轮 • 轴封 • 换热装置 • 消泡器
2、自吸式发酵罐的吸气原理
• 自吸式发酵罐的主要的构件是自吸搅拌器及导 轮，简称为转子及定子。转子由箱底向上升入 的主轴带动，当转子转动时空气则由导气管吸 入。
• 在转子启动前，发酵罐内的液体将转子浸没， 然后启动马达使转子转动，由于转子高速旋转， 液体和空气在离心力的作用下，被甩向叶轮边 缘，在转子中心处形成负压，在大气压的作用 下，净化的空气就被吸入，通过定子控制，能 使气液被均匀甩出。
• 转子的形式有九叶轮、六叶轮、三叶 轮、十字形叶轮等，叶轮均为空心形。
异形叶圆 盘涡轮式
半圆弧圆盘涡轮式
箭叶圆盘涡轮式
折叶桨式
C型
E型 S型
花板孔桨式
框锚式
椭圆底框式
直锥底框式
锚式
螺带螺杆 式
锥底螺带螺杆式
螺带螺杆式
为了装拆 方便，大 型搅拌器 可做成两 半型，用 螺栓联成 整体
• 通用式机械搅拌发酵罐中的平直叶涡轮 搅拌器为什么要安一个圆盘呢？
• 通用式机械搅拌发酵罐中的平直叶涡轮搅拌器如 果没有圆盘，从搅拌器下方空气管进入的无菌空 气气泡就会沿着轴部的叶片空隙上升，不能被搅 拌叶片打碎，致使气泡的总表面积减少，溶氧系 数降低；同时气泡大，上升速度快，走短路，传 质效果差。而安一个圆盘，大的气泡受到圆盘的 阻碍，只能从圆盘中央流至其边缘，从而被圆盘 周边的搅拌浆叶打碎、分散，提高了溶氧系数。
S＝ D＝ 3Di H0＝ 2D (H0/D ＝ 1.7~4) B＝ 0.1D C＝Di
h＝ ha＋hb ha＝ 1/4D （标准封头）
7.2.2 通用式发酵罐设计
一、基本原则
– 适宜的高径比； – 承压水压试验压力≥工作压力的1.5倍； – 搅拌通气能够满足生长代谢的需要； – 良好的冷却和加热系统； – 抛光，减少死角，防止杂菌污染； – 轴封严密； – 传递效率高，能耗低； – 机械消泡装置，放料、清洗、维修简单； – 便于安装传感器和控制装置。