气升式发酵罐课件.ppt

1、空气带升环流式）发酵罐空气带升环流式）发酵罐 为克服机械搅拌罐存在的缺点，为克服机械搅拌罐存在的缺点，人们对气升人们对气升式发酵罐的研究开发日益重视。式发酵罐的研究开发日益重视。主要实现的目标主要实现的目标是：生产水平要高于或等于机是：生产水平要高于或等于机械搅拌罐，要节省械搅拌罐，要节省能源，从而降低发酵成本，提能源，从而降低发酵成本，提高产品的竞争力。高产品的竞争力。气升式发酵罐与鼓泡塔式发酵罐相似，所不气升式发酵罐与鼓泡塔式发酵罐相似，所不同的是气升式罐含有导流筒，鼓泡塔式罐没有。同的是气升式罐含有导流筒，鼓泡塔式罐没有。导流筒内置称内循环式，外置称外循环式。内循导流筒内置称内循环式，外

2、置称外循环式。内循环气升式发酵罐是以压缩空气鼓泡与罐内导流装环气升式发酵罐是以压缩空气鼓泡与罐内导流装置作用实现气液混合。有关这类罐型的功耗指标，置作用实现气液混合。有关这类罐型的功耗指标，一般是内循环气升式发酵罐功耗为一般是内循环气升式发酵罐功耗为35kwm3，而，而机械搅拌罐的功耗为机械搅拌罐的功耗为5一一lOkwm3。目前，世界上。目前，世界上最大的工业发酵罐是气升式发酵罐。最大的工业发酵罐是气升式发酵罐。1984年英国年英国ICI公司以导流筒内多孔板分布结构的超大型内循环公司以导流筒内多孔板分布结构的超大型内循环罐型用于烃类发酵生产酵母取得成功。该公司气罐型用于烃类发酵生产酵母取得成功

3、。该公司气升式发酵罐高升式发酵罐高200英尺，直径英尺，直径25英尺，容积英尺，容积800多立方米。多立方米。具有外循环冷却的气升环流式发酵罐1一发酵罐 2一通气管 3一发酵液进口 4一空气分布器 5一空气进口 6一循环泵 7一发酵液出口 8一热交换器 9一喷嘴 10一发酵液出料口 12一排气管实验用气升式玻实验用气升式玻璃发酵罐（实物）璃发酵罐（实物）BIOTECH实验用气实验用气升式发酵升式发酵罐罐内循环气升式罐运转特点内循环气升式罐运转特点1温度温度控制冷却水温度温度温度控制冷却水温度+5-800.2 发酵过程顺序控制（根据发酵时间，温度自动变量控制，至少发酵过程顺序控制（根据发酵时间，

4、温度自动变量控制，至少1010段）段）2pH2pH显示范围：显示范围：0.0014.000.0014.000.010.01全自动控制范围：全自动控制范围：2.0012.002.0012.000.050.05发酵过程顺序控制（根据发酵时间，发酵过程顺序控制（根据发酵时间，pHpH自动变量控制自动变量控制,至少至少1010段）段）3DO0-2003DO0-2003 3，显示精度，显示精度0.10.1根据需要可以与转速或补料及罐压关联控制根据需要可以与转速或补料及罐压关联控制发酵过程顺序控制（根据发酵时间，发酵过程顺序控制（根据发酵时间，DODO自动变量控制，至少自动变量控制，至少1010段）段）4

5、 4泡沫全自动泡沫全自动PIDPID控制与报警控制与报警灵敏度灵敏度100100000100100000发酵过程顺序控制（根据发酵时间，泡沫自动变量控制发酵过程顺序控制（根据发酵时间，泡沫自动变量控制,至少至少1010段）段）5 5补料全自动设定控制发酵过程分段控制（根据发酵时间，补料自补料全自动设定控制发酵过程分段控制（根据发酵时间，补料自动变量控制，至少动变量控制，至少1010段）段）6 6压力手动控制，仪表显示压力手动控制，仪表显示 7 7空气流量手空气流量手动控制，仪表显示动控制，仪表显示YZ型气升筛板式发酵罐的几何尺寸与标准的型气升筛板式发酵罐的几何尺寸与标准的机械搅拌酵罐基本相同。

6、罐内中央安装有若干节机械搅拌酵罐基本相同。罐内中央安装有若干节导流筒，筒内装有混合元件。压缩空气由罐底通导流筒，筒内装有混合元件。压缩空气由罐底通入，罐底有空气分布器。分布器喷出的气泡与发入，罐底有空气分布器。分布器喷出的气泡与发酵液混合，带动发酵液上升，上升的发酵液进入酵液混合，带动发酵液上升，上升的发酵液进入导流筒内，经与混合元件作用后冲向发酵液液面。导流筒内，经与混合元件作用后冲向发酵液液面。此时，参与完细胞代谢的气泡从发酵液中逸出，此时，参与完细胞代谢的气泡从发酵液中逸出，被排出罐外。由于比重较大和气液混合形成的升被排出罐外。由于比重较大和气液混合形成的升力造成导流筒外侧负压的原因，气

7、泡逸出后的发力造成导流筒外侧负压的原因，气泡逸出后的发酵液，沿导流筒外侧空间快速下降至发酵罐底部，酵液，沿导流筒外侧空间快速下降至发酵罐底部，再经气液混合上升。发酵液在气体的推动下在发再经气液混合上升。发酵液在气体的推动下在发酵罐内形成了循环。导流筒内侧为富氧区，其外酵罐内形成了循环。导流筒内侧为富氧区，其外侧为乏氧区。侧为乏氧区。该气升罐的独特之处在于：该气升罐的独特之处在于：1、导流筒内设计了特殊的混合元件，利用混、导流筒内设计了特殊的混合元件，利用混合元件强化传质；合元件强化传质；2、独特的空气分布器；、独特的空气分布器；3、导流筒的节数、直径、罐体高度、罐径的、导流筒的节数、直径、罐体

8、高度、罐径的参数合理，发酵液的循环适应菌体的生理活动；参数合理，发酵液的循环适应菌体的生理活动；4、混合元件的结构简洁流畅，无死角，不积、混合元件的结构简洁流畅，无死角，不积垢。垢。导流筒内混合元件具有如下功用：导流筒内混合元件具有如下功用：l、反复破碎气泡，阻止气泡聚合并发生最大、反复破碎气泡，阻止气泡聚合并发生最大限度地保持气液接触面积，具有较强的传氧能力；限度地保持气液接触面积，具有较强的传氧能力；2、使气泡不断地改变运动的方向和路径，延、使气泡不断地改变运动的方向和路径，延长气液接触时间，促使形成湍流，达到强制混合长气液接触时间，促使形成湍流，达到强制混合的效果；的效果；3、免除了机械

9、搅拌罐存在的机械剪切力对细、免除了机械搅拌罐存在的机械剪切力对细胞的损伤，有利于细胞的生长。胞的损伤，有利于细胞的生长。YZ型气升式发酵罐经生产实践检验表明，优型气升式发酵罐经生产实践检验表明，优势明显：势明显：l、比机械搅拌罐节省电能，降低生产动力成、比机械搅拌罐节省电能，降低生产动力成本；本；2、可增加放罐体积，提高单罐批产量；、可增加放罐体积，提高单罐批产量；3、罐体无轴封，减少泄漏，降低了染菌率；、罐体无轴封，减少泄漏，降低了染菌率；4、去除了电机及传动机构，既有利于安全生、去除了电机及传动机构，既有利于安全生产又消除了噪声污染；产又消除了噪声污染；5、结构简单稳固，不需要维修，运行费用、结构简单稳固，不需要维修，运行费用低；低；6、容易操作，物料采用连消、实消都可以；、容易操作，物料采用连消、实消都可以；对于“节能”观念很强的现今社会，再加上发酵行业的开始迅猛发展，气升式发酵罐会逐渐成为生物反应器的“罐中之王”由于其结构简单，易于制造，操作和维修简便，有较高的溶氧速率与溶氧效率，传热良好，剪切力小，对生物细胞损伤小，更重要的是它与机械搅拌式发酵罐相比节电70%-80%，降低成本，且无菌操作可靠性更高，给发酵行业带来更多的利润但是发酵液在环流管内循环一次的时间，需根据培养的微生物种类及其耗氧的速率而定，且若控制不当，会严重影响微生物的活力及减少发酵产率