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机械搅拌通风发酵罐之搅拌器和挡板

作者:恒昌机械 时间:2019/9/10 11:44:58 浏览:65次

机械搅拌通风发酵罐之搅拌器和挡板

为了强化轴向混合,可采用蜗轮式和推进式叶轮共用的搅拌系统。为了拆装方便,大型搅拌叶轮可做成两半型,用螺栓联成整体装配于搅拌轴上。

搅拌的主要作用是混合和传质,将通入的空气分散成气泡,并与发酵液充分混合,使气泡破碎以增大气液接触界面,从而获得所需要的氧传递速率,并使细胞悬浮并分散于发酵体系中,维持适当的气液固(细胞)三相的混合与质量传递,同时强化传热过程。

为实现这些目的,搅拌器的设计应使发酵液有足够的径向流动和适度的轴向流搅拌器大多采用涡轮式。涡轮式搅拌器具有结构简单、传递能量高、溶解氧速率高等优点,但是轴向混合差,搅拌强度随着与搅拌轴距增大而减弱,故当培养液较黏稠时,混合效果就下降。

近些年来外已开始将轴向流型搅拌器应用到发酵罐上。径向型涡轮搅拌器由于圆盘的存在,使罐内的流动分成上、下两个循环区。虽然区域内能充分混合,但两个区域间则混合不均,而轴向流型搅拌器则不存在分区循环等缺点,能使全罐达到良好的循环状态。

实践表明,在保持单罐产量定的条件下,以三层搅拌器为例,下层仍采用径向型的涡轮搅拌器,其余两层改用轴向流型搅拌器时,与三层均采用径向流的搅拌器相比,功率消耗可降低15%~30%。在50m3发酵罐内的土霉素发酵试验表明,将上两层改装成轴向流型搅拌器,不但消耗功率下降,发酵指数也提高了近15%。

因此,用轴向流型搅拌器部分替代径向流型搅拌器,对增强罐内物料循环、增加罐内的溶解氧、缩短发酵周期、提高产量以及降低能耗都是有利的。

发酵罐内设挡板的作用是防止液面中央形成旋涡流动,增强湍动和溶解氧传质。通常设4~6块挡板,其宽度为(0.1~0.12)D,达到全挡板条件。全挡板条件是达到消除液面旋涡的低条件,在定的转速下面增加罐内附件而轴功率保持不变。

此条件与挡板数z及挡板宽度W与罐径D之比有关(式71)。挡板的高度自罐底起至设计的液面高度为止,同时挡板应与罐壁留有定的空隙,其间隙为(1/8~1/5)W,避免形成死角,防止物料与菌体堆积。WDZ=0.5(71)由于发酵罐中除了挡板外,冷却器、通气管、排料管等装置也起定的挡板作用。当设置的换热装置为列管或排管,并且它们足够多时,发酵罐内不另设挡板。


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