第七章通風(fēng)發(fā)酵

第七章通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備概述通風(fēng)發(fā)酵罐的類型及結(jié)構(gòu)機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐攪拌功率計算體積溶氧速率與體積溶氧系數(shù)KLa發(fā)酵罐比擬放大固體通風(fēng)培養(yǎng)設(shè)備第一節(jié)概述通風(fēng)發(fā)酵產(chǎn)品及生產(chǎn)現(xiàn)狀通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備核心內(nèi)容第二節(jié)通風(fēng)發(fā)酵罐的類型及結(jié)構(gòu)類型機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐氣升式發(fā)酵罐自吸式發(fā)酵罐機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐氣升式發(fā)酵罐自吸濕發(fā)酵罐機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)主要部件：

罐體、攪拌裝置、擋板、軸封、消泡器、傳動裝置、冷卻裝置、通氣裝置、人孔、視鏡、進(jìn)料口、出料口、取樣口、補(bǔ)料口、消泡劑流加口，壓力表、安全閥、溫度計等。

罐體罐體豈有圓景筒體鎖和橢犯圓封紗頭封糾底組品成。筒體歇高徑氏比（H/誦D）=1輪.7域~2妥.5標(biāo)準(zhǔn)缸機(jī)械璃攪拌害通風(fēng)演發(fā)酵肆罐H/逆D=牧2；發(fā)酵命罐的桶高徑宵比是掘設(shè)計粒的重宗參數(shù)耽，它攪關(guān)系常到溶章氧效率信。筒體遙壁厚百決定檢于壓逮力、敏材料則的許尼用應(yīng)獨力、漫發(fā)酵涉罐的銜直徑奏、焊絕接程嘉度等陰。壁厚迫的計煤算公秋式（寄內(nèi)壓虜容器竟）：標(biāo)準(zhǔn)釋橢圓釘封頭普壁厚柱計算瞇同圓儲筒體梁壁厚惑計算會，標(biāo)售準(zhǔn)橢蝴圓封貼頭的跨高等晚于筒辣體直宋徑的1/元4。發(fā)酵棋罐的按體積公稱玻容積：發(fā)酵援罐大醫(yī)小體頭積通勻常用筆“公池稱容脊積”無標(biāo)示黃，所鮮謂“憲公稱仁容積歲”是但指圓止柱體地體積摧與底姜封頭適體積葡之和橋。全容膨積是圓腳柱體面體積值與上漸下封沒頭體倉積之膨和發(fā)酵桿罐的像封頭番一用吩橢圓醬封頭享，封槳頭體謀積計損算公服式如攪下：攪拌離裝置攪拌哈裝置己包括丈：攪妙拌器筍、聯(lián)扒軸節(jié)亞、攪刮拌軸來、軸灰承。攪拌撤器是最餃為關(guān)厘鍵的鈴部件頭，它嗓的作炭用使液體睛充分利混合肉和氧閃的溶兵解。常用耍的攪墻拌器猛是圓盤銹渦輪湯攪拌蘇器，根憤據(jù)漿麥葉結(jié)沿構(gòu)不嗚同又滋分為倍三類職：六直端葉圓而盤渦裙輪攪幟拌器六彎疏葉圓攤盤渦儲輪攪格拌器六箭寇葉圓捏盤渦民輪攪蒙拌器六彎怒葉圓健盤渦伴輪攪奪拌器六彎溉葉圓洪盤渦嬌輪攪如拌器本設(shè)燦計改勺進(jìn)的肅六彎戴葉圓山盤渦勢輪攪鈔拌器六折鋪葉圓欄盤渦負(fù)輪攪紅拌器六直節(jié)葉渦辜輪攪啄拌器標(biāo)準(zhǔn)乏圓盤舟渦輪透攪拌送器尺濕寸dDiBLDi–攪拌菜器直殖徑；d—圓盤薯渦輪女直徑堂；B—漿葉蛛寬；L—漿葉楚長；Di:d多:L貴:B=2語0:擱15雄:5哪:4攪拌屢器直蛛徑是榆發(fā)酵趕罐直直徑的1/遺2~膨1/移4攪拌濱器間愛距一般工發(fā)酵年罐設(shè)2擋或3擋攪勁拌器摟，兩藏?fù)鯏囋\拌器獨間距S=（1.搜5~傭2.銳5）Di上邊族的擋縣板距蘆發(fā)酵貸罐液握面間請距S1=(男1~予2)恰Di下邊趣的擋襪板距時罐底場間距C=右(0痕.8添~1蛛)Di擋板作用全擋竹板條蠅件軸封起密浮封作肆用，襖防止示雜菌斑污染妄。常披用是機(jī)械斜端面首密封，有而固定擾罐體妖上的靜環(huán)和固慶定在迎軸上哈的動環(huán)形成伍一個裙端面頓，有灶彈簧帳壓緊雄。進(jìn)風(fēng)魄分布城器壓縮犧的無脹菌空閱氣進(jìn)頁入發(fā)梁酵罐雕的底民部，剩一般蕩采用星單口紋進(jìn)入池，也停有的其在環(huán)晃形管博上開愿有許蘆多小淺孔，罪均勻異分布復(fù)進(jìn)入洋。冷卻糾裝置冷卻輛結(jié)構(gòu)統(tǒng)類型1）夾縫套2）外甘冷卻直帶3）立割式蛇圖管4）立出式列章管氣升絕式發(fā)泉酵罐壓縮魯無菌慎空氣壓縮符無菌末空氣內(nèi)循瞞環(huán)式塔式高位午罐篩板導(dǎo)流雕孔無菌注空氣自吸機(jī)式發(fā)向酵罐定子轉(zhuǎn)子攪拌軸空氣機(jī)械炎攪拌樹自吸真式發(fā)朽酵罐空氣文丘管泵噴射的式自殃吸式們發(fā)酵杠罐第三球節(jié)機(jī)菠械攪蹲拌通醋風(fēng)發(fā)巡壽酵罐粗?jǐn)嚢鑵R功率鐵計算單只瘡渦輪爸?jǐn)嚢栌善鞑慌D通風(fēng)賢時的咱攪拌猛功率爭計算Po悔--障-不通接風(fēng)時鳴攪拌夫器輸森入的宴功率辜（瓦濕）n-猛--想-渦輪懇轉(zhuǎn)數(shù)刑（轉(zhuǎn)/秒）Di--攪拌糖器直拉徑（則米）P涉--打--醪液紐奉密度州（公殃斤/米3）NP--血--薯-功率蟲準(zhǔn)數(shù)NP是攪編拌雷昨諾數(shù)羞的函核數(shù)，椅雷諾豆數(shù)不竹同其油值不仁同，蓋當(dāng)Rem≥1懸04時，澇再增餓大雷攏諾數(shù)逼，功騙率準(zhǔn)匯數(shù)不時變。乒另外怖，功譽(yù)率準(zhǔn)雪數(shù)還談與攪喉拌器典結(jié)構(gòu)澆、附兄件等覽有關(guān)谷，在Rem≥1申04時，正（Rem=）直葉先圓盤憲渦輪乞攪拌傲器NP=6；彎葉草圓盤長渦輪欲攪拌潮器NP=4滅.7；箭葉矛圓盤短渦輪棋攪拌眉器NP=3荷.7；若Po單位懶為千稀瓦；n單位抗為轉(zhuǎn)/分。則：若是質(zhì)多檔根攪拌虜器，播兩檔克間距S，非牛蘋頓流稍體S取2D，牛頓替流體S取2.掃5~港3D；靜液或面至盛上檔踐間距掀取0.濃5~哈2D乖,下檔懲攪拌宣器至騾罐底小距離C取0.祖5~褲1D。符合桑以上股條件好，兩牧檔攪圖拌器選輸出甚的功辣率就薪是單竹只渦齊輪攪廈拌器染的2倍，蓋即：2、通謝風(fēng)時優(yōu)攪拌梳功率Pg福田榆秀雄喚在邁壯凱爾密等人錘研究拾的基惰礎(chǔ)上龍，利尿用Pg與估對級在雙銷對數(shù)刪坐標(biāo)區(qū)作圖釀，喊得到茂斜率矮為0.屠39，截拾距為0.攏24蹄×1套0-3，得政到公轟式為答：式中漿：Pg、Po--敲--通風(fēng)唐與不馳同風(fēng)餃時的私攪拌雖功率捎，單苗位為騾馬力撞。n-湯--獅--攪拌尺轉(zhuǎn)速吵（轉(zhuǎn)/分）D-楚--咳--攪拌敘器直首徑（倒厘米鮮）Q-憐--往--通風(fēng)報量（碑毫升/分）若：Pg、Po通風(fēng)遷與不夾同風(fēng)耐時的浮攪拌急功率制，單離位為升千瓦泳。n-旱--替--攪拌柱轉(zhuǎn)速仆（轉(zhuǎn)/分）D-剖--梨--攪拌葡器直釘徑（肯米）Q-甲--攻--通風(fēng)距量（m3/分）通風(fēng)狡時攪熄拌功菌率則木為：若：科發(fā)酵活罐攪盯拌器啟直徑D=削1.撐3m，攪拌彼轉(zhuǎn)速n=乳80轉(zhuǎn)數(shù)/分，扶通風(fēng)翠量27帥m3/分，宅采用似渦輪斜用兩核檔攪媽拌。不通金風(fēng)時宅攪拌嬸功率丟：P02=2爬×4尺.6雙3×及4.搖7×盤803×1義.35×1拉06驗0今×1砍0-9=8爪7.發(fā)7（KW）通風(fēng)脅時攪撤拌功衰率：=7坐1（Kw）第四畏節(jié)岸體積怎溶氧肉速率膠與體許積溶膨氧系居數(shù)體積饅溶氧店速率蜘方程拐：Nv=KLa（C*－C）Nv—體積幟溶氧放速率哀，Km鏡ol死O2/h愁.m3；KLa—體積恒溶氧趟系數(shù)妻，h-1；C*—飽和識溶氧鋒濃度拖，Km界ol明O2/m3；C—發(fā)酵牙液實召際溶撿氧濃荷度，Km落ol柿O2/m3；雙膜吊理論1）假凡定氣船泡與悲包圍國著氣產(chǎn)泡的咸液體圣之間屑存在頌著界或面，煉在界淡面的鄉(xiāng)豐氣泡拍一側(cè)羊，存糊在著幸一層廈氣膜編，在軍界面澇的液判體一循側(cè)存凈在著匙一層姿液膜鍛，空漁氣中株的氧掩分子揀以擴(kuò)刃散方貨式通承過濃泡度差級透過豈雙膜賄，液注膜與培氣膜抗處于長層流幅狀態(tài)箭，膜籍以外被的氣祝體與野液體族處于束對流僵狀態(tài)定，稱蔑為主閱流體窩，在腳主流溜體氧廟分子浙濃度害相同洽。2)在雙限膜之吩間的遮界面映上，酬氧氣肯的分認(rèn)壓強(qiáng)腎與溶貫于液但體中蛋的氧刺的濃末度處溉于平牲衡關(guān)找系。3）傳栽質(zhì)過沖程處翁于穩(wěn)茶定狀翻態(tài)，處傳質(zhì)焰途徑仙上各失點的獻(xiàn)氧濃合度不桂隨時攀間變磚化。氣體主流氣膜液體主流液膜ppiCiC界面N=kg（p－pi）=kL（Ci－C）式中央：N—傳氧鞠速率逢（Km偷ol逮O2/m2.h）Kg港—氣膜旦氧傳挖質(zhì)系糧數(shù)（Km桐ol壘O2也/m2.h梳.大氣弦壓）KL——液膜兩氧傳委質(zhì)系減數(shù)（m/仿h）pi、Ci——無法泳測量劉。令：P*蛇——與液族體主筆流中簽溶氧蜘濃度C相平淚衡的拾氧的睜分壓嗓強(qiáng)C*籃…—與氣嚇體主胳流氧過的分腳壓強(qiáng)p相平扒衡的瞧氧的慎液相毫濃度根據(jù)省亨利京定律雖：p=銷H潑C*駕p*扔=涉H盼CN=kg（p－pi）=kL（Ci－C）式中翼：N—傳氧工速率泰（Km思o(jì)l纖O2/m2.h）Kg絞—氣膜澇氧傳熔質(zhì)系討數(shù)（Km省ol滾O2梁/m冤2.遞h.大氣違壓）KL——液膜獸氧傳真質(zhì)系依數(shù)（m/密h）pi、Ci——無法常測量錢。令：P*超——與液竊體主暴流中燙溶氧歪濃度C相平南衡的狂氧的廚分壓肢強(qiáng)C*產(chǎn)…—與氣燦體主隔流氧而的分肚壓強(qiáng)p相平若衡的六氧的背液相令濃度根據(jù)擊亨利顫定律飛：p=涉H論C*肥p*殼=終H菌CH-亨利盲常數(shù)役，與蠶氣體要種類稈及溶輛劑的帥不同樣、溫衛(wèi)度不靜同而難不同裁，它校表征臉氣體旁溶解倉液體者的難況易。恒氧難床溶入賴水，H很大時。利用老傳熱糠原理世，用初總傳觀質(zhì)系春數(shù)代鄰替分駕傳氧魚系數(shù)市，用匆總傳面質(zhì)推煉動力詢代替峰分推攝動力溉。公吵式寫連成：N=陸KG(p－p*角)=趙KL(C論*－C)溶氧央濃度C可以休測定壘，C*可以隆算出旨，故府以(C末*－C)總推踢動力供計算館比較捕方便襯。KL與kg、kL的關(guān)卡系如肌下：對于對氧溶翼入水料而言拍，H很大黎，因退此KL≈kL，即：N=kL（C*－C）這是伸因為父氧難素溶入殼水，轎液膜啊阻力神對溶桌氧速屆率起盈著控課制作展用。匪但k無法雷測定廊。假恨設(shè)單搏位體攻積氣叨液界趁面為a（m2/m3）,傳氧陸速率四可寫爺成：Nv=kLa（C*－C），Nv——體積淋溶氧后速率倒（Km獨ol燦O2/m3.h）KLa——體積集溶氧代系數(shù)罪（h-1）體積險溶氧筒系數(shù)KL急a的測潛定方魯法亞硫衛(wèi)酸鹽渡氧化湖法原理灰：在銅慚離子討催化酸下，駛?cè)芙饩拊谒械暮难趿⑵布囱跖c化其難中的洲亞硫君酸根綠離子憑，使畫之成見為硫葡酸根俊離子笑，其鼻氧化無反應(yīng)大的速躺度在院較大楚的范掀圍內(nèi)訪與亞覽硫酸營根離鹿子的脫濃度東無關(guān)扎。實乓際上謹(jǐn)是氧榆分子尸一經(jīng)蛋溶入啟液相劣，立內(nèi)即就樂被還掌原掉可。這眠種理姓想的屑反應(yīng)允特性圈就被芒排除皇了氧圓化反吐應(yīng)速眾度成抽為溶液氧阻尖力的物可能撈性，壟因此陪，氧樂溶解孝于液鄰體的播速度磚是控飯制此鐵氧化點反應(yīng)畏的因天素。其反蘆應(yīng)式復(fù)如下譯：2N干a2SO3+O22N扶aS蘇O4剩余減的Na2SO3+虧I2Na2SO4+2漿HI再用戒標(biāo)定枕的Na2S2O3滴定時多于鄉(xiāng)豐的碘Na2S2O3+I2Na2S4O6+2附Na抹ICuSO4H2O在1個大踩氣壓哀下：C*雷=0研.2翅5m趟mo吸lO2/L，在亞求硫酸敬氧化犧法，C*愛=0繁.2巷1m默mo年lO慕2/喊L又因C=層0所以雄：kLa=物料吐衡算呆法VL×kLa×（C*怎-C）=Q棵×(護(hù)C進(jìn)-C出)3、KLa與kd的關(guān)愈系由亨樣利定頑律知善：p=半HC*由氣包體分燥壓定液律知:p榨=P味X定義役：Kd為以報總壓黨力差糧為傳在揚推塞動力康的體暫積溶濱氧系炮數(shù)kd=以氧雁的分圈壓為荒推動桃力：kd=kLa=6壇×1班07kd(p攔)=織6視×1秘07×（1/栗0.栗21）kd(P)福田剪秀雄均從10形L到42合00委0L并進(jìn)薦行60組實消驗在以欲下公京式（逝瑞查隙茲）省實驗局，kdkd=pg--杠--距--千瓦摘；V-中--鞋--抖-m3；υs--勁--灘--截面槳氣速cm慨/m忍in；n-永--黎--轉(zhuǎn)數(shù)/分有kLa與kd換算框式可爆得出kLa的算喊式影響kLa的因已素1、根據(jù)陡公式徑討論有kLa的算悠式可錘得出惠三點擦結(jié)論斑：1）與障單位棄體積廟攪拌者功率毒有關(guān)艦；2）與園截面獲氣速竊有關(guān)千；3）與紛攪拌耽轉(zhuǎn)速愈有關(guān)徹；4）與胡發(fā)酵浙罐結(jié)治構(gòu)有萌關(guān)。2、從kLa的涵報義進(jìn)痕行討引論1）kL大小繼與擴(kuò)頭散系晝數(shù)、限液膜炒厚度蠶有關(guān)2)價a值大擋小可北由下她式表襪示dm--瘋--捐-氣泡映直徑m（與單盒位體戒積交圈辦功御率、灶攪拌撤器線炎速度棵有關(guān)片）VL--騎--軍-發(fā)酵醋液體儀積，m3；VG--帖--晌-發(fā)酵杏液里桿的空便氣體屑積，m3H0--酒--狗--持氣馬率（復(fù)與通艦