機(jī)械攪拌通氣發(fā)酵罐的介紹
來源: 發(fā)布日期:2013-08-19 09:19:31 點(diǎn)擊次數(shù):5879
機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐在整個制藥行業(yè)、食品行業(yè)起著特別重要的作用。在眾多類型的發(fā)酵設(shè)備中,唯一具有通氣而又帶機(jī)械攪拌的發(fā)酵罐。
機(jī)械攪拌通氣發(fā)酵罐的技術(shù)關(guān)鍵在于攪拌技術(shù)復(fù)雜的氣液兩相流動問題上。機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐不僅能為制藥企業(yè)節(jié)省可觀的投資,還可大大節(jié)省能耗等運(yùn)行費(fèi)用,同時提高產(chǎn)品產(chǎn)量與收率。
在許多過程中,氣液接觸是十分重要的,氣體需要與液體進(jìn)行充分且有效的接觸以提供足夠的質(zhì)量傳遞或熱量傳遞能力。比如有的氯化和磺化反應(yīng)是快反應(yīng),這需要攪拌器能提供很高的傳質(zhì)強(qiáng)度;有的反應(yīng)需要吸收難以溶解的氧氣,這又需要攪拌器能提供很高的分散能力。
早期研究認(rèn)為,氣液分散是氣體直接被攪拌器剪切成細(xì)小的氣泡而形成的。但近年的研究表明,氣液分散是受氣穴控制的。當(dāng)氣速過大或攪拌轉(zhuǎn)速過低時,整個攪拌器被氣穴包裹,氣體穿過攪拌器直接上升到液面,發(fā)生氣泛。
氣液接觸過程的主要有有以下幾種:氣相和液相需要的停留時間分布、允許壓力降、相對質(zhì)量流率、是否逆流接觸、局部混合能力、是否需要補(bǔ)充或移出熱量、腐蝕條件、泡沫行為與相分離、反應(yīng)時需要的流型、反應(yīng)與傳質(zhì)的關(guān)系、層流和過渡區(qū)的流變行為等。
這些因素又大都與攪拌器關(guān)系密切。
攪拌槽內(nèi)的氣體分散大致有以下幾個狀態(tài):氣泛狀態(tài)(大部分氣體未分散,氣泡沿?cái)嚢栎S直接上升到液面),載氣狀態(tài)(氣體基本得到分散,分布器以下分布不良),完全分散狀態(tài)。
機(jī)械攪拌式其基本結(jié)構(gòu)是在高徑比為2~4的罐體的頂或底部安上向罐內(nèi)延伸的攪拌軸,軸上裝上2~4個攪拌槳(常用的攪拌槳是帶有圓盤和6個矩形與扭成法向分布葉片的稱為Rushton渦輪的槳,槳葉外徑約為罐徑的1/3)。罐底裝有無菌空氣的分布器(也有用單孔管的)。
由于機(jī)械攪拌的作用可使進(jìn)入罐內(nèi)的空氣很好地獲得破碎和分布,以增加罐內(nèi)氣液接觸面積而有利于氧的傳遞和發(fā)酵液的混合。這種發(fā)酵罐因使用較為廣泛,故也被稱為標(biāo)準(zhǔn)式發(fā)酵罐。
該發(fā)酵罐主要由罐身、攪拌器、軸封、消泡器中間軸承,空氣噴射器、擋板、冷卻裝置、人孔。
1、罐體由圓柱體及橢圓形或碟形封頭焊接成,材料為碳鋼或不銹鋼。為滿足工藝要求,罐需
承受一定壓力,通常滅菌壓力0.25MPa(絕對大氣壓)
2、攪拌器和擋板渦輪式攪拌器的葉片有平葉式、彎葉式、箭葉式三種,其主要是打碎氣泡,加速和提高溶氧。平葉式功率消耗較大,彎葉式較小,箭葉式又次之。
擋板的作用是防止液面中央產(chǎn)生旋渦,促使液體激烈翻動,提高溶氧。擋板寬度約為(0.1-0.12)D。裝設(shè)6-4塊擋板,可滿足全擋板條件。全擋板條件是指在一定轉(zhuǎn)速下,再增加罐內(nèi)附件,
軸功率仍保持不變。
發(fā)酵罐設(shè)備主要可分為:氣升式發(fā)酵罐、自吸式發(fā)酵罐、菌種培養(yǎng)罐、食用菌發(fā)酵罐以及啤酒發(fā)酵罐。
氣升式發(fā)酵罐
自吸式發(fā)酵罐
啤酒發(fā)酵罐
機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐適合微生物發(fā)酵實(shí)驗(yàn)室使用的生化反應(yīng)器系統(tǒng)。
成套系統(tǒng)包括:發(fā)酵罐,動力驅(qū)動系統(tǒng),傳感器與控制系統(tǒng),空氣處理系統(tǒng),控制柜,專用管閥,平臺(臺架)等。另外為用戶代配套電熱蒸汽發(fā)生器,小型空壓機(jī)等輔助設(shè)備,從而構(gòu)成完整
的實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵系統(tǒng)。
實(shí)驗(yàn)室發(fā)酵系統(tǒng)
結(jié)語:通過以上這篇文章的介紹,相信每一位讀者朋友們對機(jī)械攪拌通氣發(fā)酵罐的介紹都有了一個非常深刻的了解。以上的注意事項(xiàng)的介紹,都是非常重要的知識點(diǎn)。
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