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对发酵罐的传动装置/轴封/稳定器的改进使其效率更稳定高效

作者:发酵罐 时间:2018-02-21 10:06
对发酵罐的传动装置/轴封/稳定器的改进使其效率更稳定高效 随着生物高新技术的发展,菌种不断改进,对生物发酵罐提出了更高的要求, 因而对通用的它各部分结构进行改进, 使它的结构更为简 信息摘要:
对 发酵罐 的传动装置/轴封/稳定器的改进使其效率更稳定高效 随着生物高新技术的发展,菌种不断改进,对生物发酵罐提出了更高的要求, 因而对通用的它各部分结构进行改进, 使它的结构更为简单、合理, 维修方便, 使用寿命长, 能

对发酵罐的传动装置/轴封/稳定器的改进使其效率更稳定高效

发酵罐发酵过程中,为了能对生产过程进行必要的控制,我们需要对有关参数进行定期取样测定或进行连续测量,以确定其参数对于发酵罐发酵过程的影响程度。

反映发酵过程变化的参数可以分为两类:一类是可以直接采用特定的传感器检测的参数。它们包括反映物理环境和化学环境变化的参数,如温度、压力、搅拌功率、转速、泡沫、发酵液粘度、浊度、pH、离子浓度、溶解氧、基质浓度等,称为直接参数。

另一类是至今尚难于用传感器来检测的参数,包括细胞生长速率、产物合成速率和呼吸嫡等。这些参数需要根据一些直接检测出来的参数,借助于电脑计算和特定的数学模型才能得到。因此这类参数被称为间接参数。上述参数中,对发酵过程影响较大的有温度、pH值和溶解氧浓度等。

一、温度对发酵罐发酵过程的影响

但实际生产中,由于发酵液的体积很大,升降温度都比较困难,所以在整个发酵过程中,往往采用一个比较适合的培养温度,使得到的产物产量最高,或者在可能的条件下进行适当的调整。

发酵温度可通过温度计或自动记录仪表进行检测,通过向发酵罐的夹套或蛇形管中通人冷水、热水或蒸汽进行调节。工业生产上,所用的大发酵罐在发酵过程中一般不需要加热,因发酵中释放了大量的发酵热,在这种情况下通常还需要加以冷却,利用自动控制或手动调整的阀门,将冷却水通人夹套或蛇形管中,通过热交换来降温,保持恒温发酵。

二、溶解氧浓度对发酵罐发酵过程的影响

对于好氧发酵,溶解氧浓度是最重要的参数之一。微生物深层培养时,需要适量的溶解氧以维持其呼吸代谢和某些产物的合成,氧的不足会造成代谢异常,产量降低。

微生物发酵的最适氧浓度与临界氧浓度是不同的。前者是指溶解氧浓度对生长或合成有一最适的浓度范围,后者一般指不影响菌体呼吸所允许的最低氧浓度。为了避免生物合成处在氧限制的条件下,需要考察每一发酵过程的临界氧浓度和最适氧浓度,并使其保持在最适氧浓度范围。

因此可以控制菌的比生长速率比临界值略高一点,达到最适菌体浓度。这样既能保证产物的比生产速率维持在最大值,又不会使需氧大于供氧。这可以通过控制基质的浓度来实现,如控制补糖速率。除控制补料速度外,在工业上,还可采用调节温度(降低培养温度可提高溶氧浓度)。液化培养基、中间补水,添加表面活性剂等工艺措施,来改善溶氧水平。

三、PH值对发酵罐发酵过程的影响

发酵过程中,pH值的变化取决于所用的菌种、培养基的成分和培养条件。培养基中的营养物质的代谢,是引起pH值变化的重要原因,发酵液的pH值变化乃是菌体产酸和产碱的代谢反应的综合结果。每一类微生物都有其最适的和能耐受的pH值范围,而且微生物生长阶段和产物合成阶段的最适pH值往往不一样,需要根据实验结果来确定。

PH值对发酵罐发酵过程的影响主要表现在以下几个方面:

乳晕缩小影响酶的活性,当pH值抑制菌体中某些酶的活性时,会阻碍菌体的新陈代谢;

2.影响培养基中某些组分和中间代谢产物的离解,从而影响微生物对这些物质的利用;

3.影响微生物细胞膜所带电荷的状态,改变细胞膜的通透性,影响微生物对营养物质的吸收及代谢产物的排泄;

4.PH值不同,往往引起菌体代谢过程的不同,使代谢产物的质量和比例发生改变。

5.pH值还会影响某些霉菌的形态。

为了确保发酵罐发酵的顺利进行,必须使其各个阶段经常处于最适pH值范围之内,这就需要在发酵过程中不断地调节和控制pH值的变化。

首先需要考虑和试验发酵培养基的基础配方,使它们有个适当的配比,使发酵过程中的pH值变化在合适的范围内。如果达不到要求,还可在发酵过程中补加酸或碱。

不锈钢储罐

 

对发酵罐的传动装置/轴封/稳定器的改进使其效率更稳定高效

发酵罐的传动装置/轴封/稳定器的改进使其效率更稳定高效

随着生物高新技术的发展,菌种不断改进,对生物发酵罐提出了更高的要求, 因而对通用的它各部分结构进行改进, 使它的结构更为简单、合理, 维修方便, 使用寿命长, 能耗低, 产量高, 经济效益好, 结构改进后的它可广泛应用于食品、制药、轻化工等行业。

传动装置的改进:

旧式的一直采用三角皮带减速传动,尽管结构简单,但噪音较大,更换机械密封零件时比较麻烦,且大皮带轮覆盖罐顶,操作空间变得狭窄。如今许多工厂都采用行星齿轮减速装置,此装置传动比大,体积小,承载能力大,运转平稳可靠,更适合大容量的它减速传动。

近年来一种高新技术产品交流变频调速器的应用颇受注目,此变频调速器应用通用性强,可靠性高,安装方便,可满足搅拌过程中需要调速的生产工艺场合;更重要的是其显著的节能效果,提高了产品的经济效益。

轴封的改进:

轴封的主要作用是防止泄漏和染菌。轴封处机械密封结构由动环、静环、弹簧加荷装置和辅助密封圈四部分组成。当轴旋转时静环不动、动环与轴一起运动,通过弹簧力作用动环与静环紧密接触,从而阻止介质的泄漏,达到密封的目的。搅拌轴的轴封常采用单端面非平衡型的机械轴封,这种轴封基本上能满足它的要求, 但轴封液会不可避免地漏入罐内, 造成对发酵液的污染。设计的大型机械轴封,在结构上作了改进,即增加一只收集器,可确保轴封液不漏入生物发酵罐内而被引至罐外。

改进方法:旧式传动轴采用夹壳联轴器与搅拌轴联接,在更换机械密封时,需拆除传动装置,维修工作量很大。现传动装置出轴端与搅拌轴连接选用三分式联轴器。三分式联轴器由上联轴器和两个下联轴器组成, 当需要更换机械密封时,只需拆开两个下半联轴器,搅拌轴稍微下移落在轴座架上,利用两轴端之间的空挡可对机械密封进行拆装, 这样不需进罐内拆装搅拌轴便可更换机械密封,省去大量吊装工作量。

稳定器的改进:

旧式的生物发酵罐,不锈钢发酵罐通常在罐内设置两档中间轴承或一个中间轴承和一个底轴承来控制搅拌轴的挠度与偏摆量, 这势必造成搅拌对中困难, 同时中间轴承要依靠物料来润滑, 当物料中带有固体时, 磨损加剧, 同时结构缝隙和死角, 容易染菌影响质量。

改进方法:是取消了中间轴承或底轴承, 在搅拌器下面配置稳定器,在搅拌过程中利用稳定器对流体产生的阻尼作用抵消搅拌器的部分径向力,从而减小搅拌轴的挠度,用稳定器替代中间轴承或底轴承,可减小染菌率,减轻电机负荷, 减少维修工作量,节省费用。

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