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二手不锈钢发酵罐详细介绍

发布来源:梁山勇发二手设备购销部  发布日期: 2022-02-26  访问量:218

不锈钢发酵罐

     

通风发酵罐又称好气性发酵罐,有如谷氨酸、柠檬酸、液体曲、醇制剂、抗菌素、酵母等发酵用的发酵罐。好气性发酵需要将空气不断通入发酵液中,以供微生物所消耗的氧。通入发酵液中的气泡愈小,气泡与液体的接触面积就愈大,液体中氧的溶解速率也愈快。机械搅拌通风发酵罐在工厂中应用较广。自吸式发酵罐是一种不需要空气压缩机,而在搅拌过程中自吸入空气的发酵罐,节省动力。循环式通风发酵罐,又称空气带升式发酵罐,这种发酵罐是利用空气的动力使液体在循环管上升,并沿着一定路线进行循环。鼓泡式发酵罐是空气从罐底的分风管小孔喷出,供给氧气并使发酵液翻动。


机械搅拌发酵罐


(一)发酵罐的基本条件


机械搅拌发酵罐是发酵工厂常用类型之一。它是利用机械搅拌器的作用,使空气和醪液充分混合,促使氧在醪液中溶解,以保证供给微生物生长繁殖、发酵所需要的氧气。为了使发酵颅利进行,发酵罐必须满足下面几个基本要求


(1)发酵罐应具有适宜的径高比。发酵罐的高度与直径之比一般为1.7~4倍左右,


罐身越长,氧的利用率较高。


(2)发酵罐能承受一定压力。由于发酵罐在消毒及正常工作时,罐内有一定的压力(气压与液压)和温度,因此鱸体各部件要有一定的强度,能承受一定的压力。


(3)发酵罐的搅拌通风装置能使气液充分混合,保证发酵液必须的溶解氧。


(4)发酵罐应具有足够的冷却面积。微生物生长代谢过程放出大量的热量,为了控制发酵过程不同阶段所需的温度,应装有足够的冷却面积。


(5)发酵罐内应尽量减少死角,避免藏垢积污,灭菌能,避免染菌


(6) 境拌器的轴封应严密,尽量减少泄漏。


发酵罐体的尺寸比例


罐体各部分的尺寸有一定的比例,罐的高度与直径之比一般为1.7~4倍左右。新型压空气的压力需要较高,顶料与底度


的高位发酵罐高度与直径之比在10倍以上,其优点是大大提高了空气的利用率,但是


料不易混合均匀,厂房高,操作不便


发通常装有两组搅排器,两组排半


器的间距s约为拌器直径的三倍。对于大


型发酵以及液体深度H2较高的,可安装组或三组以上的搅拌器。较下面一组搅拌器通常与风管出口较接近为好,与罐底的距离C一般等于搅拌器直径D,但也不宜于0.8D,否则会影响液体的循环。较常用的发酵罐各部分的比例尺寸如图6-1。


(三)发酵罐的结构


好气性机械搅拌发酵罐是密封式受压设备,主要部件包括罐身、搅拌器、轴封、打


例尺寸


泡器、联轴器、中间轴承、空气吹泡管(或


D2=1/3D=2D


空气喷射器)、挡板、冷却装置、人孔以及管路


B=0.1D h:5D


等,如图6-2所示为小型发酵罐结构,图6-3


S=3D, C=D


为大型发铺结构。体由圆柱体及椭圆形或形封头焊接而成,材料为碳钢或不锈钢,对于大型发酵可用衬不锈钢板或复合不锈铜制成,村里用的不锈钢板厚度为2~3米。为了满足工艺要求,在一定压力下操作、空消或实消,为一个受压容器,通常灭菌的压力为2,5公斤/厘米(**大气压)。生产用的发酵容积多在5000升以上,大至20000升。罐壁厚度大小决定于罐径及罐压的大小。


小型发酵罐罐顶和罐身采用法兰连接,为了便于清洗,小型发酵罐顶设有清洗用的手孔。中大型发酵罐则装设有快开入孔及清洗用的快开手孔,方便操作。人孔的大小,除操作出入方便外,还应考虑罐内部件的装御。罐顶还装有视镜及灯镜,在其内面装有压缩空气或蒸汽的吹管,用以冲洗玻璃。在罐顶上的接管有:进料管、补料管、排气管、接种管和压力表接管。在聞身上的接管有冷却水进出管、进空气管、温度计管和测控仪表接口。排气管应尽量靠近封头的中心轴封位置,在其顶盖的内面顺搅拌器转动方向装有弧形挡板,可以减少跑料。取样管可装在罐侧或罐顶,视操作方便而定。在罐体上的管路越少越好,能合併一起的应归併,如进料口、补料口和接种口可合为一个接管口。放料可利用通风管压出,也可在罐底另设放料口,如属后者,则放料口位置不应对准风口,以避免空气吹入放料管内,底的排料管容易形成死角,应能通蒸汽消排除死角


2.搅捭器和挡板


搅拌器有平叶式、弯叶式、箭叶式三种,其作用是打碎气泡,使空气与溶液均匀接触,使氧溶解于醪液中。平叶式率消耗较大,弯叶式较小,箭叶式又次之。为了拆装方便,大型搅拌器可做成两半型,用螺栓联成整体。搅拌叶及转盘宜用不锈铜板制成。挡板的作用是改变液流的方向,由径向流改为轴向流,促使液体激烈动,增加溶解氧。通常,挡板宽度取(0.1~0.12)D,装设6~4块即可满足全挡板条件。所谓“全挡板条件”是指在一定转数下再增加罐内附件而轴率仍保持不变。要达到全挡板条件必须满足下式要求


(0.1~0.12)DZ=0.5


式中D一罐的直径(毫米)


Z一一挡板数


一一挡板宽度(毫米)


竖立的蛇管、列管、排管,也可以起挡板作用,故一般具有冷却列管或排管的发酵罐内不另设挡板。但冷却管为盘管时,则应设挡板。挡板的长度自液面起至罐底为止。挡板与罐壁之间的距离为(1/5~1/8)F,避兔形成死角,防止物料与菌体堆积。


消泡器


消泡器的作用是将泡沫打破。较常用的形式有锯齿式、梳状式及孔板式。孔板式的孔径约10~20毫米。消泡器的长度约为罐径的0.65倍4,联轴器及轴承


大型发醇罐搅掉轴较长,常分为二至三段,用联轴器使上下搅拌轴成牢固的刚性联接。常用的联轴器有鼓形及夹売形两种。小型的发隊罐可果用法兰将搅拌轴连接,轴的连接应垂直,中心线对正。为了减少震动,中型发醇罐一般在内装有底轴承,而大型发酵罐装有中间轴承,底轴承和中间轴承的水平位置应能适当调节。罐内轴承不能加润滑油,应果用液体润滑的塑料轴瓦(如石棉酚醛塑料、四氟乙烯等),轴瓦与轴之间的间隙常取轴径的04~0.7%。为了防止轴颈磨损,可以在与轴承接触处的轴上增加一个轴套


试验罐采用无级变速装置。发酵罐常用的变速装置有三角皮带传动,圆柱或螺旋圆


5.变速装置


锥齿轮减速装置,其中以三角皮带变速传动较为简便。


空气分布装置的作用是吹入无菌空气,并使空气均匀分布。分布装置的形式有单管


6.空气分布装置


及环形管等。常用的分布装置是单管式,管口对正罐底*,管口与罐底的距离约40毫米,这样空气分散效果较好,若距离过大,空气分散效果则较差,可根据溶氧情况适当调整。空气由分布管喷出上升时,被搅拌器打碎成小气泡,并与醪液充分混合,增加了气液传质效果。环形管的分布装置以环径为搅拌器直径的0.8倍较有效,喷孔直径为中5~8毫米,喷孔向下,喷孔的总截面积约等于通风管的截面积,这种空气分布装置的空气分散效果不及单管式分布装置,同时由于喷孔容易被堵塞,已很少采用。通常风管内空气流速取20米/秒。为了防止吹管吹入的空气直接喷击罐底,加速鱸底腐蚀,在分布装置的下部装置不锈钢的分散器,可延长罐底的寿命。


通风量在0.02~0.5毫升/秒时,气泡的直径与空气喷口直径的1/3次方成正比,也就是喷口直径越小,气泡直径也越小,而氧的传质系数也越大。但是生产实际的通风量均超过上述范围,此时气泡直径与风量有关,而与喷口直径无关,所以单管的分布装置的分布效果并不低于环形管。


7.轴封


轴封的作用是使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封,防止泄漏和污染杂菌。常用的轴封有填料函和端面轴封两种,如图6-4,6-5所示。


填料函式轴封是由填料箱体,填料底衬套,填料压盖和压紧螺栓等零件构成,使旋转轴达到密封的效果。


填料室的宽度可根据转轴的直径决定,其宽度为


S=(1.4~2)yd(毫米)


式中d一为转轴直径(毫米)


填料室的高度为H=4S~6S(毫米)


填料函式轴封的优点是结构简单。主要缺点是:(1)死角多,很难灭菌,容易渗漏及染菌;(2)轴的唐损情况较严重:(3)填料压紧后摩擦率消耗大:(4)寿命短,经常维修,耗工时多。因此目前多采用端面式轴封。


端面式轴封又称机械轴封。密封作用是靠弹性元件(弹簧、波纹管等)的压力使垂直于轴线的动环和静环光滑表面紧密地相互贴合,井作相对转动而达到密封。


端面式轴封的优点是。(1)清洁(2)密封可常,在一个较长的使用期中,不会


3一质合金4弹簧5-0形圆


漏或很少泄漏:(3)无死角,可以防止杂菌污!(4)使用寿命长,质量好的可用2~5年不需要维修;(5)摩擦率耗损小,一般为填料密封的10~50%(6)轴或轴套不


E比,为通风


受磨损;(7)它对轴的精度和光洁度没有填料密封要求那么严格,对轴的动做性小。因此在工厂得到广泛应,但是结构比填料密封复杂,装诉不便,对动环及静环的分布装表面光洁度及平直度要求高,否则容易泄漏。端面轴封安装好后,通过试运转,可提高


密封性。两个端面接触的密封构件之一为硬质合金(也有用青铜或不锈钢,但较易豳损如高硅铸铁、金属碳化钨等;另一种为软质耐磨材料,如不透性石墨,一般作为静环两接触面的密封需要有一定的压力,完全由弹簧来保证这种压力的叫做不平衡型,利用罐内压力来抵消本身的压力而仅由弹簧产生密封压力的叫做平衡型。平衡型端面轴封使用的压力比不平衡型大,因为发酵罐的操作压力一般为≤2.5大气压,所以一般采用不。


若搅拌轴装于罐底,则密封要求高,应选用双端面轴封。双端面轴封装置如图6-6所示。其主要部件是冷却(杀菌)夹套,密封油框,O型密封圈,静环(浸酚醒树脂石墨),动环(不锈钢、磯化硅等),弹簧,弹簧座。为了防止料液往密封油框内诊透,油框内油压力应较料液压力


现将端面轴封的基本构件分别讨论如下


(1)动环和静环由动环和静环所组成的摩擦付是机械密封较重要的元件。动环和静环是在介质中作相对旋转摩擦滑动,由于摩擦生热、磨损和泄漏等现象,因此摩擦付设计应使密封在给定的条件下,工作负荷较轻,密封效果较好,使用寿命较长。设计选择时必须考虑下面几方面:


对动静环材料的要求具有耐磨性,摩擦系数小,导热性能好,结构紧密,孔險率小。动环的硬度应比静环大。动环的材料可用铸铁、硬质合金、高合金钢管等,在有腐蚀介质的条件下可用不锈钢、或不锈钢表面堆焊硬质合金、陶瓷等。静环较常用浸


石墨或填充聚四氟乙烯。


②对动静环表面直径及宽度的要求摩擦付端面直径应尽量小,以降低摩擦付摩擦升温。端面宽度太大,会导致冷却、润滑效果降低,端面平直度难保证,容易产生泄漏。但端面宽度过窄,强度不够。所以静环的宽度不宜超过6毫米,一般取36毫米,


轴径d<30毫米,取宽度为3毫米;d=40~65毫米,取宽度为5毫米;d=80~110


毫米,取宽度为6毫米。


③端面比压的确定及弹簧压紧力计算端面比压是密封和耐磨性能的重要指标,选用密封所允许的较小端面比压,对提高使用寿命有利。端面比压过大,将造成摩擦面发热,磨损加刷,率消耗增加;比压过小,易于泄漏,密封破坏。所以端面比压不能小于端面间隙膜压力,否则密封面会打开。对于装在罐内的内置式端面轴封的端面比压,在一般情况下为3~6大气压,弾簧比压(弹簧作用力与密封面面积之比)为0.5


2.5大气压,外置式弾簧比压比介质压カ大2~3大气压,在密封介质为气体的情况下,


端面比压一般取得较小,但应大于1大气压。图6-7表示端面轴封的接触面宽度b上,


介质压力分布的情况,越是靠轴旁,介质压力越大,向外介质压力逐渐减小,至接触面较外端压力等于零。AC线是因介质粘度不同而形成的向上或向下弯的一曲线。计算时


般可把它当作直线,于是端面间介质产生的压力Po=0.5P(P为介质压力,大气压)。


介质的推力R=0.5P4(A为端面的接触面积,厘米2)。略去零件的自重及摩擦力,那


未所尝強答的压竖力



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