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通气式/自吸式/表面更新式三种机械搅拌式发酵罐的区别及各自的应用

作者:发酵罐 时间:2017-12-23 13:56
通气式机械搅拌式发酵罐:通气式工业上约80%采用了通气式搅拌器。自吸式机械搅拌式发酵罐是搅拌桨具有开小孔的空心轴或在搅拌轴外装有轴套,再靠桨叶分散气泡。表面更新式表面更新式搅拌器利用搅拌产生的湍流使气液接触表面不断更新,增加气 信息摘要:
机械搅拌式 发酵罐 的设备类型 机械搅拌式 发酵 罐主要有三种:通气式、自吸式和表面更新式。 1、通气式机械搅拌式发酵罐:通气式工业上约80%采用了通气式搅拌器。通气式常采用各种涡轮搅拌器,主要由气体分布器、搅拌器

通气式/自吸式/表面更新式三种机械搅拌式发酵罐的区别及各自的应用

变频器在发酵罐中的节能应用

变频器在发酵生产中的应用

根据不同生产菌种与不同生长代谢阶段对摄氧量的不同要求及搅拌器转速对溶氧浓度占据的主导地位,对发酵罐的传统搅拌器进行技术改造非常必要。通过改造工程,使发酵工艺中搅拌器转速、通气量、溶氧浓度和罐压等工艺参数有机结合,促使产生菌的生长代谢条件达到最佳状态。

在生产初期可以将电机频率调低,大约在35 Hz就可以满足溶氧、压差等技术参数要求,随着培养时间的加长可以将频率逐渐提高,最后在培养阶段达到以工频运行的状态。

设备额定参数为电机AC 380 V,4P,90 kW/183 A,每批次32 h。

1)安装变频器之前电机运行状态为平均功率和电流分别为64 kW,126 A。

2)安装变频器后运行状态为平均功率和电流分别为50 kW,80 A。

3)改善前后节能绩效对比为:

平均节电率是[(64-50) / 64]伊100%=21.88%。

改善后每批次节约的电量(64-50)kW伊32 h=448 kW·h。

变频器在发酵罐中的节能应用总结:

采用变频器对发酵罐的恒速搅拌器进行技术改造,经数月运行考验,证实其节能效果良好:

1)试验数据证实,当发酵罐搅拌器的转速下调10%~20%时,用电量分别减少20%耀40%,节电效果十分显著,并且在满足产生菌不同生长代谢阶段对摄氧浓度需求的情况下,搅拌器转速均有下调的余地。

2)在发酵工艺周期内,适度地降低了搅拌器转速,有效地遏制了发酵液泡沫剧烈地生成,减少了染菌事故率,每批罐的消沫剂用量减少了24%左右。

3)由于发酵罐的搅拌器转速得以有效地控制与调整,因此成功地改善了生产工艺条件,使产出的发酵原单位提高了15.30%。

4)由于变频器采用电压/频率协调控制电动机的软启动工作方式,并且具有转矩补偿和提升功能,因此避免了电动机全压启动时,对电网、电气设备与机械设备的冲击,有效地延长了电气系统设备和机械设备的大修期和使用寿命。

 

通气式/自吸式/表面更新式三种机械搅拌式发酵罐的区别及各自的应用

机械搅拌式发酵罐的设备类型

机械搅拌式发酵罐主要有三种:通气式、自吸式和表面更新式。

1、通气式机械搅拌式发酵罐:通气式工业上约80%采用了通气式搅拌器。通气式常采用各种涡轮搅拌器,主要由气体分布器、搅拌器、搅拌槽构成。

2、自吸式机械搅拌式发酵罐:自吸式机械搅拌反应器,是搅拌桨具有开小孔的空心轴或在搅拌轴外装有轴套,利用叶轮将液体甩出形成的负压从液面上部吸入气体,再靠桨叶分散气泡。

气-液相接触面积的大小显著影响反应速率的高低,葡萄酒发酵罐,一般的搅拌设备总是围绕如何提高新鲜补充气体的分散特性而设计制造的,但补充的新鲜气体流量有时是十分有限的,这就严重制约了反应速率提高。

而自吸式搅拌机具备将釜内液面上的气体重新吸入并分散于液相的显著特点,可大幅度提高气含率和气-液相的接触面积,从而达到提高反应速率的目的。

自吸式气液搅拌桨叶中气泡从桨端逸出,呈球形,运动至釜壁,经挡板碰击后分别向上向下形成两个环流流动。就整个反应器而言,气泡在宏观上分布比较均匀。

气泡直径大多是2-3mm的圆球形气泡,并不象通气式搅拌中的气泡要发生变形。这种搅拌器不需要气体分布器,主要用在粘度很低的流体。

普通的自吸式搅拌器只适用于深度不超过2.5m的反应器,如果配上高效轴流桨,自吸式搅拌器的操作深度可达5m。

目前这种深槽操作的自吸式搅拌器已经在工业上得到了很好的应用,取得了良好的效果。如果用在三相反应中,比如液相加氢中有颗粒催化剂时,自吸式搅拌器则通常要配以能悬浮催化剂颗粒的搅拌器。

3、表面更新式机械搅拌式发酵罐:表面更新式表面更新式搅拌器利用搅拌产生的湍流使气液接触表面不断更新,增加气液传质。但是,由于既没有外部气体通入,又不能像自吸式搅拌器那样吸入气体,因此补充的气体很有限,适用在所需气体不多的场合。

 

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