好氧发酵罐信息
发酵工程第7讲
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。
（6）罐体几何尺寸： D/H：1：1.5~4 发酵罐公称容积：V0=Vc+Vb
Vc筒身容积，Vb底封头容积。 Vb底封头容积可根据封头的形状、 直径及壁厚查有关化工手册求得。
也可近似地用下式计算。 V0=Vc+Vb= (π/4)D2×H+0.15D3
2
厌氧发酵罐
厌氧发酵也称静止培养，其设备 和工艺都较好氧发酵简单。 2 .1 酒精发酵罐： 2 .1.1罐体：D/H 1：1.3~1.4 盖和底为圆锥成碟形。 1：糖化醪进口 2：成熟醪排 出口 3：CO2排出回收口 4，5：人孔 6：蛇管 7：温包 8：取样口 9：安全阀
2 .1.2传热系统：蛇管、表面 冷却，一般0.25m2/m3
D罐直径，H罐筒身高
1.1.2 搅拌系统 功能：打碎气泡，均匀培养基， 使液体产生轴向和径向流动。 包括：驱动电机、搅拌轴； 涡轮搅拌器、搅拌叶；挡板； 轴封（端面轴封）
有上、下伸轴：罐体积特别大，使用下伸轴可降低重心， 缩短轴长度，转动时噪音小，但轴封要求严格。
1.1.2.1搅拌器：
搅拌器有轴向式（桨叶式、螺旋桨式）和径向式（涡轮 式）两种。
谢
谢！
d：涡轮搅拌器直径 (m) D：罐内径 (m) W：挡板宽度(m) B：底层搅拌叶到罐底的距离(m) S：两搅拌叶之间的间距(m)
搅拌器的档数根据液体的深度（H） 确定，凡H≤D时用一档，当H﹥D时 用多档，但S﹤D
1.1.2.7搅拌器功率的计算：
搅拌的输出功率P(W)与流体的性质、容器的结构尺寸、液位 高度、重力加速度(g)、搅拌器的形式、搅拌器的速度及有无 档板等有关。
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·
发酵罐简介(图)
发酵罐简介（图）进行微生物深层培养的设备统称发酵罐。
一个优良的发酵装置应具有严密的结构，良好的液体混和性能，较高的传质、传热速率，同时还应具有配套而又可靠的检测及控制仪表。
由于微生物有好氧与厌氧之分，所以其培养装置也相应地分为好氧发酵设备与厌氧发酵设备。
对于好氧微生物，发酵罐通常采用通气和搅拌来增加氧的溶解，以满足其代谢需要。
根据搅拌方式的不同，好氧发酵设备又可分为机械搅拌式发酵罐和通风搅拌式发酵罐。
机械搅拌式发酵罐机械搅拌式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，促进氧的溶解，以保证供给微生物生长繁殖和代谢所需的溶解氧。
比较典型的是通用式发酵罐和自吸式发酵罐。
通用式发酵罐通用式发酵罐是指既具有机械搅拌又有压缩空气分布装置的发酵罐。
由于这种型式的罐是目前大多数发酵工厂最常用的，所以称为“通用式”。
其容积可自2 0L～200m3，有的甚至可500m3。
自吸式发酵罐自吸式发酵罐罐体的结构大致上与通用式发酵罐相同，主要区别在大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侧形成真空，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。
通风搅拌式发酵罐在通风搅拌式发酵罐中，通风的目的不仅是供给微生物所需要的氧，同时还利用通人发酵罐的空气，代替搅拌器使发酵液均匀混合。
常用的有循环式通风发酵罐和高位塔式发酵罐。
循环式通风发酵罐系利用空气的动力使液体在循环管中上升，并沿着一定路线进行循环，所以这种发酵罐也叫空气带升式发酵罐或简称带升式发酵罐。
带升式发酵罐有内循环和外循环两种，循环管有单根的也有多根的。
与通用式发酵罐相比，它具有以下优点：①发酵罐内没有搅拌装置，结构简单，清洗方便，加厂容易；②由于取消了搅拌川的电机，而通风量与通用式发酵罐人致相等，所以动力消耗有很大降低。
高温好氧发酵罐
高温好氧发酵罐简介高温好氧发酵罐是一种用于生物质能源转化和有机废弃物处理的装置。
它利用微生物的代谢活性，在高温和有氧条件下将有机废物转化为可再生能源，如沼气和生物质燃料。
本文将介绍高温好氧发酵罐的工作原理、优点和应用前景。
高温好氧发酵罐示意图高温好氧发酵罐示意图工作原理高温好氧发酵罐主要分为三个部分：进料系统、发酵系统和产物收集系统。
1.进料系统：有机废物被输送到发酵罐中的进料口，通常通过输送带或输送管进行。
进料系统通常还包括分类和预处理设备，如破碎机和筛分机，以确保有机废物的均匀投入和颗粒大小的合适。
2.发酵系统：进料后，有机废物进入发酵罐的发酵室。
发酵室中有大量的好氧微生物，如细菌和真菌。
这些微生物在高温条件下进行代谢活动，将有机废物转化为可再生能源，同时产生热能。
发酵过程中，关键的参数包括温度、湿度和氧气供应。
为了保持适宜的微生物生长环境，通常需要监测和调节这些参数。
3.产物收集系统：发酵过程产生的主要产物是沼气，其中包含大量的甲烷和二氧化碳。
同时，还会产生一些液体或固体废弃物，这些废弃物可以进一步处理或用作肥料。
沼气可以通过管道系统收集，并转化为电力、热能或燃料。
优点高温好氧发酵罐相对于传统的发酵罐，具有以下优点：1.高效能源转化：高温好氧发酵罐能够将有机废物高效地转化为可再生能源，如沼气和生物质燃料。
这些能源可以替代传统的化石能源，减少温室气体排放和环境污染。
2.处理广泛的有机废物：高温好氧发酵罐适用于处理多种有机废物，例如农业废弃物、畜禽养殖废物、食品废弃物等。
通过将这些废物转化为能源，不仅减少了废物处理的负担，还可以获得经济效益。
3.高效的发酵过程：高温和好氧条件下，微生物代谢活性增强，发酵过程更加迅速和高效。
相较于低温好氧发酵罐，高温好氧发酵罐的处理速度更快，产量更高。
4.可控的操作参数：高温好氧发酵罐的温度、湿度和氧气供应可以通过自动控制系统进行监测和调节，以维持最适宜的微生物生长环境。
发酵罐设计说明书
目录前言 (1)第一章、概述 (2)1.1、我酸 (2)1.2、賊酸的新工艺 (2)1.3、机械搅拌通风发酵罐 (3)1.3.1、通用型发酵罐的几彳可尺寸比例 (3)1.3.2、罐体 (3)133、搅拌器和挡板 (3)1.3.4、消泡器 (4)1.3.5、联轴器及轴承 (4)126、变速装置 (4)1.3.7、通气装置 (4)138、轴封 (5)139、附属设备 (5)第二章、设备的设计计算与选型 (5)2.1、发酵罐的主要尺寸计算 (5)2.1.1、圆筒体的径、高度与封头的高度 (5)2.1.2、圜筒体的壁厚 (7)2.1.3、封头的壁厚 (7)2.2、搅拌装置设计 (8)2.2.3、电痕率 (10)2.3、冷却装置设计 (10)2.3.1、 冷却方式 (10)2.3.2、 冷却水耗臺 (10)2.3.3、 冷却管组数和管径 (12)2.4零部件 (13)2.4.1人孔和视谯 (13)2.4.2 接管口 ................................................................. 13 243、梯子 (15)2.6支座的选型蹄总结 附录 (18)符号的总结 ...................................................................... 18 参考文献 . (20)生物工程设备课程设计任务书―、课程设计题目”1000计的机械搅拌发酵罐”的设计。
2.5®体重 ..................................................................15 16 第三章、计算结果的总、结 ............................................................16 17二课程设计容1、设备所担负的工艺操作任务和工作性质,工作参数的确定。
发酵工程 (第8章)
3、主要结构参数（自习）
4、主要性能指标（自习）
5、典型的气升环流发酵罐
BIOHOCH多气升管废水处理生化反应器
（三）机械搅拌自吸发酵罐
四弯叶自吸式叶轮转子
六直叶自吸式叶轮转子
转子（叶轮、自吸搅拌器）
定子（导轮）
三、固体培养设备
（一）自然通风固体曲发酵设备
曲架、曲盘、帘子
（二）机械通风固体曲发酵设备
1一输送带 2一高位料斗 3一送料小车 4一曲料室 5一进出料机 6一料斗 7一输送带 8一鼓风机 9一空调室 10一循环风道 11-室闸门
四、动植物细胞培育反应器
（一）动物细胞培养生物反应器
1、动物细胞悬浮培养反应器
双臂磁搅拌細胞培养瓶 双侧臂Celstir瓶
四臂磁搅拌細胞培养瓶 四侧臂Celstir瓶
10－空气排放口 11－空气，CO2混合室
12－收集（取样）口
密闭式光生物反应器优点： （1）无污染，能实现单种、纯种培养 （2）培养条件易于控制
（3）培养密度高，易收获
（4）适合于所有微藻的光自养培养，尤其适 合于微藻代谢产物的生产 （5）有较高的光照面积与培养体积之比，光能 和CO2利用率较高等突出优点
全挡板条件下 的搅拌流型
c、轴封
单端面机械轴封示意图
1 静环与罐体之间的密封：通常用 各种形状有弹性的辅助密封圈来防 止液体从静环与罐体之间泄漏。这 是一静密封。
单端面机械轴封 1- 弹簧 2- 动环 3- 硬质合金 4- 静环 5- O形密封圈
单端面机械轴封示意图
2 动环与轴之间的密封：也是用 各种形状有弹性的辅助密封圈来 防止液体从动环与轴之间泄漏。 这是一个相对静止的密封。但当 端面磨损时，允许其作补偿磨损 的轴向移动，这个补偿移动是靠 弹簧或波纹板来实现的。
5 第五章 通风发酵罐.
刮板式消泡器:卧式偏心刮板消泡器，立式刮板式消泡器。 刮板式消泡器:卧式偏心刮板 由刮板、轴承、外壳、气液进口、回流口、气体出口组成。 由刮板、轴承、外壳、气液进口、回流口、气体出口组成 刮板的中心与壳体的中心有一个偏心距。 工作原理:刮板旋转时使泡沫产生离心力被甩向壳体四周， 受机械冲击而达到消泡作用。板的转速为1000~1400r/min。 消泡后的液体返回发酵罐，气体则通过气体出口排出。
机械搅拌发酵罐 自吸式发酵罐 气升式发酵罐 通风发酵罐类型 喷射自吸式发酵罐 伍氏发酵罐 文氏发酵罐 塔式发酵罐
机械搅拌通风 通风发酵罐 §1 机械搅拌通风发酵罐[70~80%] 一、结构 、 它由圆柱体及椭圆形或碟形 封头焊接而成，碳钢或不锈钢， 封头焊接而成，碳钢或不锈钢， 对于大型发酵罐可用衬不锈钢板 或复合不锈钢制成， 或复合不锈钢制成，衬里用的不 锈钢板厚为2~3mm。 锈钢板厚为2~3mm。 为了在一定压力下操作、 为了在一定压力下操作、空消或 实消，罐为一个受压容器， 实消，罐为一个受压容器，通常 灭菌压力为2.5 2.5kg/cm 绝对） 灭菌压力为2.5kg/cm2（绝对）
2]挡板:作用是改变液流的方向， 2]挡板:作用是改变液流的方向，由径向流改 挡板 为轴向流，促使液体激烈翻动，增加溶解氧。 为轴向流，促使液体激烈翻动，增加溶解氧。 挡板宽度取（0.1-0.12）D，设4~6块即可满足 全挡板条件。 全挡板条件” “全挡板条件”是指在一定转速下再增加罐 内附件而轴功率仍保持不变。 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： (B/D)Z=[(0.1~0.12)D/D] × Z=0.5
通用式发酵罐
第一章发酵车间设备得选型一，酵罐得设计谷氨酸发酵属于好氧型发酵,因此均用机械搅拌通风发酵罐进行生产。
现在主要根据设计工厂得年产量以及工艺计算,考虑到生产管理操作占地面积以及后续工程得配套方面,并通过对功率消耗利用率得分析。
本设计采用公称容积200立方米带有机械通风式发酵罐。
⑴,发酵罐型得设计1, 罐直径D 选高径比1:2 即 D/H = 1/2由 2 H=2D 取D=5m 则 V=196、25m32,封头发酵罐得封头有碟型与椭圆型两种。
椭圆型封头中得曲率半径变化就是连续得,其中应力就是均匀得,因而在同样条件下,椭圆型封头产生得应力比碟型小,但制造困难。
综合考虑本设计采用碟型封头。
由《化工设备机械设计基础》,得:D=5000mm h1=1240mm h2=60mmM=1、0748D2=26、87m2 V=0、1227 D3 =15、34m3 ⑴,发酵罐得容积:①公称容积指圆柱部分与底料容积之与V公称= V+ V=196、25+15、34=211、59 m3②罐得总容积V总= V+2 V=226、93 m3③罐得容积装料系数0、773V= 0、773V总=175、42 m3⑵高度①罐体高度h= H+=10000+=12600 mm=12、6 m②圆筒高度 H=10 m⑶表面积①圆柱得内表面积 M1==3、14=157 m2②罐得总表面积M=210、74 m23,罐壁厚得设计发酵罐在使用过程中,其内部承受一定得压力,如灭菌蒸汽压力,运转时得保压,搅拌时得震动及装液负荷等,同时考虑到各接管口得影响罐体应有一定得强度。
现取在过程中承受得最大压力0、4Mpa(表压)作为设计压力。
⑴罐圆柱体部分壁厚,可有下式计算其中:Pc :罐压 Di :罐径 :许用应力 :焊缝系数、=16 mm⑵封头壁厚标准碟型封头,参考《化工设备机械设计基础》第201页4,支座大型发酵罐由于重量大以及要求运转稳定,故采用裙式支座直接装在基础上。
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LOREM IPSUM DOLOR
ᴥ 红泥沼气袋是采用进口的高 强度 新型材料，并添加了大量的抗腐蚀， 耐老化的添加剂，所以安装时不受 任何地理条件限 制，如：现有人 畜粪池内、一般的土坑都可以，即 使外力造成沼气袋的地基动摇或变 形，沼气池可照常工作，不受任何 影响
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红泥沼气袋和黑膜沼气袋都是储存沼气的 一种新型设备，而它们在材质及用料上又 有着本质的区别。黑膜沼气膜远看就像一 个黑色的飞碟，这种沼气池在南方地区特 别普遍。主要是因为南方地区气候比较适 合，但北方地区到了冬季就无法正常使用 了，因为它的吸热效果比较差，气温偏低 的话，无法正常产生沼气。
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红泥沼气袋特色简介
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红泥沼气袋安装使用注意事项：
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当气袋气体存满时及时使用或排空， 以免袋内过高气压造成气袋损坏。 Zui好配有正负压保护器和泄压阀。
红泥沼气袋远离火种，周围不得有树 木，设备，配电箱等-影响气袋安全的
隐患
安全距离不能低于5米。