第十章通风发酵设备 四十年代中期,青霉素的工业化生产,或深层通风培养技术的出现,标志近 代通风发酵工业的开始。在深层通风培养技术中,发酵罐是关键设备。在发酵罐 中,微生物在适当的环境中进行生长、新陈代谢和形成发酵产物。 第一节通风发酵罐及结构 通风发酵罐又称好气性发酵罐,如谷氨酸、柠檬酸、酶制剂、抗生素、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。 常用通风发酵罐有以下几种类型 (1)机械搅拌发酵罐 (2)气升式发酵罐 (3)自吸式发酵罐 (4)伍式发酵罐 (5)文氏管发酵罐 机械搅拌通风发酵罐 机械搅拌通风发酵罐是发酵工厂最常用类型。它是利用机械搅拌器的作用 使空气和发酵液充分混合,促使氧在发酵液中溶解,以保证供给微生物生长繁殖、 发酵所需要的氧气。 l,机械搅拌通风发酵罐的基本要求 个性能优良的机械搅拌通风发酵罐必须满足以下基本要求: (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 (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 (5)发酵罐内应尽量减少死角,避免藏垢积污,灭菌能彻底,避免染菌; (6)搅拌器的轴封应严密,尽量减少泄漏。 2,机械搅拌发酵罐的结构 机械搅拌通风发酵罐是一种密封式受压设备,其主要部件包括:罐身、轴封 消泡器、搅拌器、联轴器、中间轴承、挡板、空气分布管、换热装置和人孔以及 管路等 (1)罐体 发酵罐的罐体由圆柱体及椭圆形或碟形封头焊接而成,小型发酵罐罐顶和罐 身采用法兰连接,材料一般为不锈钢。为了便于清洗,小型发酵罐顶设有清洗用 的手孔。中大型发酵罐则装没有快开入孔及清洗用的快开手孔。罐顶还装有视镜 及灯镜 在发酵罐的罐顶上的接管有:进料管、补料管、排气管、接种管和压力表接
第十章 通风发酵设备 四十年代中期，青霉素的工业化生产，或深层通风培养技术的出现，标志近 代通风发酵工业的开始。在深层通风培养技术中，发酵罐是关键设备。在发酵罐 中，微生物在适当的环境中进行生长、新陈代谢和形成发酵产物。 第一节 通风发酵罐及结构 通风发酵罐又称好气性发酵罐，如谷氨酸、柠檬酸、酶制剂、抗生素、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。 常用通风发酵罐有以下几种类型： （1）机械搅拌发酵罐 （2）气升式发酵罐 （3）自吸式发酵罐 （4）伍式发酵罐 （5）文氏管发酵罐 一、机械搅拌通风发酵罐 机械搅拌通风发酵罐是发酵工厂最常用类型。它是利用机械搅拌器的作用， 使空气和发酵液充分混合，促使氧在发酵液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖、 发酵所需要的氧气。 1，机械搅拌通风发酵罐的基本要求 一个性能优良的机械搅拌通风发酵罐必须满足以下基本要求： （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； （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； （5）发酵罐内应尽量减少死角，避免藏垢积污，灭菌能彻底，避免染菌； （6）搅拌器的轴封应严密，尽量减少泄漏。 2，机械搅拌发酵罐的结构 机械搅拌通风发酵罐是一种密封式受压设备，其主要部件包括：罐身、轴封、 消泡器、搅拌器、联轴器、中间轴承、挡板、空气分布管、换热装置和人孔以及 管路等 （1）罐体 发酵罐的罐体由圆柱体及椭圆形或碟形封头焊接而成，小型发酵罐罐顶和罐 身采用法兰连接，材料一般为不锈钢。为了便于清洗，小型发酵罐顶设有清洗用 的手孔。中大型发酵罐则装没有快开入孔及清洗用的快开手孔。罐顶还装有视镜 及灯镜。 在发酵罐的罐顶上的接管有：进料管、补料管、排气管、接种管和压力表接 管
在罐身上的接管有冷却水进出管、进空气管、取样管、温度计管和测控仪表 接口。 Motor Foam breaker at-blade impeller Baffl (a) 搅拌通风发酵罐的结构示意图 (2)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左右。 发酵罐通常装有两组搅拌器,两组搅拌器的间距S约为搅拌器直径的三倍。对于 大型发酵罐以及液体深度HL较高的,可安装三组或三组以上的搅拌器。最下面 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,但也不宜小于0.8D,否则会影响液体的循环 最常用的发酵罐各部分的比例尺寸如图。 N 通用式发酵的比 钢尺寸 D=1/3DH=2D B=0.1Dh=0.25D S=3D,C=D
在罐身上的接管有冷却水进出管、进空气管、取样管、温度计管和测控仪表 接口。 搅拌通风发酵罐的结构示意图 （2）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 左右。 发酵罐通常装有两组搅拌器，两组搅拌器的间距 S 约为搅拌器直径的三倍。对于 大型发酵罐以及液体深度 HL 较高的，可安装三组或三组以上的搅拌器。最下面 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 Di，但也不宜小于 0.8Di，否则会影响液体的循环。 最常用的发酵罐各部分的比例尺寸如图
(3)搅拌器 搅拌器的作用是打碎气泡,使空气与溶液均匀接触,使氧溶解于发酵液中。 搅拌器有轴向式(桨叶式、螺旋桨式)和径向式(涡轮式)两种 轴向式搅拌器:桨叶式、螺旋桨式 径向式(涡轮式)搅拌器( Disc turbine):平直叶、弯叶、箭叶 D 盘平直叶祸轮 风盘夸叶祸轮 ■盘筋祸轮 比例尺寸D4::-2:】1:5:陀例尺寸D1:1B+20:1::比例尺寸:::e=20:5: R∞0.5B (4)挡板 挡板的作用是改变液流的方向,由径向流改为轴向流,促使液体剧烈翻动, 增加溶解氧。通常,挡板宽度取(O.1~0.2),装设6~4块即可满足全挡板条件 全挡板条件:是指在一定转数下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。要达 到全挡板条件必须满足下式要求: D2≈(0.1~0.12)Dz=05 D 式中D——罐的直径(毫米) z-挡板数 ——挡板宽度(毫米) (5)消泡器 消泡器的作用是将泡沫打破。消泡器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。 (6)联轴器 大型发酵罐搅拌轴较长,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壳形两种。小型的发酵罐可采用法兰将搅拌 轴连接,轴的连接应垂直,中心线对正。 (7)轴承 为了减少震动,中型发酵罐—般在罐内装有底轴承,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
（3）搅拌器 搅拌器的作用是打碎气泡，使空气与溶液均匀接触，使氧溶解于发酵液中。 搅拌器有轴向式（桨叶式、螺旋桨式）和径向式（涡轮式）两种。 轴向式搅拌器：桨叶式、螺旋桨式 径向式（涡轮式）搅拌器（Disc turbine）：平直叶、弯叶、箭叶 （4）挡板 挡板的作用是改变液流的方向，由径向流改为轴向流，促使液体剧烈翻动， 增加溶解氧。通常，挡板宽度取(0.1~0.2)D，装设 6~4 块即可满足全挡板条件。 全挡板条件：是指在一定转数下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。要达 到全挡板条件必须满足下式要求： （5）消泡器 消泡器的作用是将泡沫打破。消泡器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。 （6）联轴器 大型发酵罐搅拌轴较长，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壳形两种。小型的发酵罐可采用法兰将搅拌 轴连接，轴的连接应垂直，中心线对正。 （7）轴承 为了减少震动，中型发酵罐—般在罐内装有底轴承，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
采用液体润滑的塑料轴瓦(如聚四氟乙烯等,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。 (8)变速装置 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 圆锥齿轮减速装置,其中以三角皮带变速传动较为简便 9)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 ①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。 填料函式轴封的优点是结构简单。主要缺点是:死角多,很难彻底灭菌,容 易渗漏及染菌;轴的磨损情况较严重:填料压紧后摩擦功率消耗大;寿命短,经 常维修,耗工时多 填料函 1—一转轴填料压益3—一压紧蠟松4一填料 箱体5-铜年6—填料 填料函式轴封的结构示意图 ②端面式轴封又称杋械轴封。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,并作相对转动而达到 密封。 端面式轴封的优点: 密封可靠; 无死角,可以防止杂菌污染 使用寿命长 摩擦功率耗损小 轴或轴套不受磨损 它对轴的精度和光洁度没有填料密封要求那么严格,对轴的震动敏感性 端面式轴封的缺点 结构比填料密封复杂,装拆不便; 对动环及静环的表面光洁度及平直度要求高
采用液体润滑的塑料轴瓦(如聚四氟乙烯等)，轴瓦与轴之间的间隙常取轴径的 0.4~0.7％。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。 （8）变速装置 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 圆锥齿轮减速装置，其中以三角皮带变速传动较为简便。 （9）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。 ①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。 填料函式轴封的优点是结构简单。主要缺点是：死角多，很难彻底灭菌，容 易渗漏及染菌；轴的磨损情况较严重；填料压紧后摩擦功率消耗大；寿命短，经 常维修，耗工时多。 填料函式轴封的结构示意图 ②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，并作相对转动而达到 密封。 端面式轴封的优点： 清洁； 密封可靠； 无死角，可以防止杂菌污染； 使用寿命长； 摩擦功率耗损小； 轴或轴套不受磨损； 它对轴的精度和光洁度没有填料密封要求那么严格，对轴的震动敏感性 小。 端面式轴封的缺点： 结构比填料密封复杂，装拆不便； 对动环及静环的表面光洁度及平直度要求高
z 面轴討 1一簧2—动环3—堆焊風合金4-静 O形■ 端面式轴封的结构示意图 (9)发酵罐的换热装置 ①夹套式换热装置 这种装置多应用于容积较小的发酵罐、种子罐;夹套的髙度比静止液面髙度 稍高即可,无须进行冷却面积的设计。这种装置的优点是:结构简单;加工容易, 罐内无冷却设备,死角少,容易进行清洁灭菌工作,有利于发酵。其鲈点是: 传热壁较厚,冷却水流速低,发酵时降温效果差, ②竖式蛇管换热装置 这种装置是竖式的蛇管分组安装于发酵罐内,有四组、六组或八组不等,根 据管的直径大小而定,容积5米3以上的发酵罐多用这种换热装置。这种装置 的优点是:冷却水在管内的流速大;传热系数高。这种冷却装置适用于冷却用水 温度较低的地区,水的用量较少。但是气温高的地区,冷却用水温度较高,则发 酵时降温困难,发酵温度经常超过40ε℃,影响发酵产率,因此应采用冷冻盐 水或冷冻水冷却,这样就增加了设备投资及生产成本。此外,弯曲位置比较容易 蚀穿 ③竖式列管(排管)换热装置 这种装置是以列管形式分组对称装于发酵罐内。其优点是:加工方便,适用 于气温较高,水源充足的地区。这种装置的姎点是:传热系数较蛇管低,用水量 较大。 气升式发酵罐 机械搅拌通风发酵罐其通风原理是罐内通风,靠机械搅拌作用使气泡分割细 碎,与培养基充分混合,密切接触,以提髙氧的吸收系数;设备构造比较复杂, 动能消耗较太。采用气升式发酵罐可以克服上述的缺点
端面式轴封的结构示意图 （9）发酵罐的换热装置 ①夹套式换热装置 这种装置多应用于容积较小的发酵罐、种子罐；夹套的高度比静止液面高度 稍高即可，无须进行冷却面积的设计。这种装置的优点是：结构简单；加工容易， 罐内无冷却设备，死角少，容易进行清洁灭菌工作，有利于发酵。其缺点 是： 传热壁较厚，冷却水流速低，发酵时降温效果差， ②竖式蛇管换热装置 这种装置是竖式的蛇管分组安装于发酵罐内，有四组、六组或八组不等，根 据管的直径大小而定，容积 5 米 3 以上的发酵罐多用这种换热装置。这种装置 的优点是：冷却水在管内的流速大；传热系数高。这种冷却装置适用于冷却用水 温度较低的地区，水的用量较少。但是气温高的地区，冷却用水温度较高，则发 酵时降温困难，发酵温度经常超过 40¢ªC， 影响发酵产率，因此应采用冷冻盐 水或冷冻水冷却，这样就增加了设备投资及生产成本。此外，弯曲位置比较容易 蚀穿。 ③竖式列管(排管)换热装置 这种装置是以列管形式分组对称装于发酵罐内。其优点是：加工方便，适用 于气温较高，水源充足的地区。这种装置的缺点是：传热系数较蛇管低，用水量 较大。 二、气升式发酵罐 机械搅拌通风发酵罐其通风原理是罐内通风，靠机械搅拌作用使气泡分割细 碎，与培养基充分混合，密切接触，以提高氧的吸收系数；设备构造比较复杂， 动能消耗较太。采用气升式发酵罐可以克服上述的缺点
1,气升式发酵罐的特点 (1)结构简单,冷却面积小 (2)无搅拌传动设备,节省动力约50%,节省钢材; (3)操作时无噪音 (4)料液装料系数达80-90%,而不须加消泡剂 (5)维修、操作及清洗简便,减少杂菌感染。 但气升式发酵罐还不能代替好气量较小的发酵罐,对于粘度较大的发酵液溶 氧系数较低。 2,气升式发酵罐的结构及原理 分为内循环和外循环两种。其主要结构包括:罐体、上升管、空气喷嘴。其 结构如下图所示。 P P P 排气 空气 P 气升式发酵罐的结构示意图 3,气升式发酵罐的性能指标 气升式发酵罐是否符合工艺要求及经济指标,应从下面几方面进行考虑, (1)循环周期时间必须符合菌种发酵的需要。 (2)选用适当直径的喷嘴。具有适当直径的喷嘴才能保证气泡分割细碎, 与发酵液均匀接触,增加溶氧系数。 三、自吸式发酵罐 自吸式发酵罐是一种不需要空气压缩机,而在搅拌过程中自动吸入空气的发 酵罐。这种设备的耗电量小,能保证发酵所需的空气,并能使气液分离细小,均 匀地接触,吸入空气中70~80%的氧被利用。采用了不同型式、容积的自吸式发 酵罐生产葡萄糖酸钙、力复雷素、维生素C、酵母、蛋白酶等,都取得了良好的 成绩 1,自吸式发酵罐的结构 自吸式发酵罐的主体结构包括:
1，气升式发酵罐的特点 （1）结构简单，冷却面积小； （2）无搅拌传动设备，节省动力约 50%，节省钢材； （3）操作时无噪音； （4）料液装料系数达 80~90％，而不须加消泡剂； （5）维修、操作及清洗简便，减少杂菌感染。 但气升式发酵罐还不能代替好气量较小的发酵罐，对于粘度较大的发酵液溶 氧系数较低。 2，气升式发酵罐的结构及原理 分为内循环和外循环两种。其主要结构包括：罐体、上升管、空气喷嘴。其 结构如下图所示。 气升式发酵罐的结构示意图 3，气升式发酵罐的性能指标 气升式发酵罐是否符合工艺要求及经济指标，应从下面几方面进行考虑。 （1）循环周期时间必须符合菌种发酵的需要。 （2）选用适当直径的喷嘴。具有适当直径的喷嘴才能保证气泡分割细碎， 与发酵液均匀接触，增加溶氧系数。 三、自吸式发酵罐 自吸式发酵罐是一种不需要空气压缩机，而在搅拌过程中自动吸入空气的发 酵罐。这种设备的耗电量小，能保证发酵所需的空气，并能使气液分离细小，均 匀地接触，吸入空气中 70~80%的氧被利用。采用了不同型式、容积的自吸式发 酵罐生产葡萄糖酸钙、力复雷素、维生素 C、酵母、蛋白酶等，都取得了良好的 成绩。 1，自吸式发酵罐的结构 自吸式发酵罐的主体结构包括：
(1)罐体: (2)自吸搅拌器及导轮; (3)轴封; (4)换热装置 (5)消泡器。 叫 5一定2t自吸式发酵 3—消泡器4一冷却排 轴7—双端面轴封8一联轴萝 幅式转了11陌面轴封 2,自吸式发酵罐的充气原理 自吸式发酵罐的主要的构件是自吸搅拌器及导轮,简称为转子及定子。转子 由箱底向上升入的主轴带动,当转子转动时空气则由导气管吸入。转子的形式有 九叶轮、六叶轮、三叶轮、十字形叶轮等,叶轮均为空心形。 空气排出方向 空气进入方 十字形转了
（1）罐体： （2）自吸搅拌器及导轮； （3）轴封； （4）换热装置； （5）消泡器。 2，自吸式发酵罐的充气原理 自吸式发酵罐的主要的构件是自吸搅拌器及导轮，简称为转子及定子。转子 由箱底向上升入的主轴带动，当转子转动时空气则由导气管吸入。转子的形式有 九叶轮、六叶轮、三叶轮、十字形叶轮等，叶轮均为空心形
空气进入方向 转子转方向 变气排出方向 六轮转f 3,自吸式发酵罐的类型 根据通气的型式不同,自吸式发酵罐可分为三个类型: (1)回转翼片式自吸式发酵罐 (2)具有转子及定子的自吸式发酵罐; (3)喷射式自吸式发酵罐 前两者自吸式发酵罐结构简单,制作容易,比较广泛采用。其传动装置有装 在罐底及罐顶两种,如装在罐底,则端面密封装置的加工和安装要求特别精密, 否则容易漏液染菌。第三种喷射式自吸式发酵罐,电耗少,但是泵的构造复杂 4,自吸式发酵罐的优点: (1)节约空气净化系统中的空气压缩机、冷却器、油水分离器、空气贮聪、 总过滤器等设备,减少厂房占地面积。 (2)减少工厂发酵设备投资约30%左右,例如应用自吸式发酵罐生产酵母, 容积酵母的产量可高达30~50克。 (3)设备便于自动化、连续化,降低劳动强度,减少劳动力。 (4)酵母发酵周期短,发酵液中酵母浓度高,分离酵母后的废液量少 (5)设备结构简单,溶氧效果高,操作方便。 四、伍式发酵罐 1,结构 伍式发酵罐的主要部件是套筒、搅拌器 空气进口 空气出 空气 空气 弊进 发酵液出口 伍式发酵疆简图 1一套筒2-溢浇管3一搅拌器
3，自吸式发酵罐的类型 根据通气的型式不同，自吸式发酵罐可分为三个类型： （1）回转翼片式自吸式发酵罐； （2）具有转子及定子的自吸式发酵罐； （3）喷射式自吸式发酵罐。 前两者自吸式发酵罐结构简单，制作容易，比较广泛采用。其传动装置有装 在罐底及罐顶两种，如装在罐底，则端面密封装置的加工和安装要求特别精密， 否则容易漏液染菌。第三种喷射式自吸式发酵罐，电耗少，但是泵的构造复杂。 4，自吸式发酵罐的优点： （1）节约空气净化系统中的空气压缩机、冷却器、油水分离器、空气贮聪、 总过滤器等设备，减少厂房占地面积。 （2）减少工厂发酵设备投资约 30％左右，例如应用自吸式发酵罐生产酵母， 容积酵母的产量可高达 30~50 克。 （3）设备便于自动化、连续化，降低劳动强度，减少劳动力。 （4）酵母发酵周期短，发酵液中酵母浓度高，分离酵母后的废液量少。 （5）设备结构简单，溶氧效果高，操作方便。 四、伍式发酵罐 1，结构 伍式发酵罐的主要部件是套筒、搅拌器
2,通气原理 搅拌时液体沿着套筒外向上升至液面,然后由套筒内返回罐底,搅拌器是用 六根弯曲的空气管子焊于圆盘上,兼作空气分配器。空气由空心轴导入经过搅拌 器的空心管吹出,与被搅拌器甩出的液体相混合,发酵液在套筒外侧上升,由套 筒内部下降,形成循环。设备的缺点是结构复杂,清洗套筒较困难,消耗功率较 高 五、文氏管发酵罐 其原理是用泵将发酵液压入文氏管中,由于文氏管的收缩段中液体的流速增 加,形成真空将空气吸入,并使气泡分散与液体混合,增加发酵液中的溶解氧。 这种设备的优点是:吸氧的效率高,气、液、固三相均匀混合,设备简单,无 须空气压缩机及搅拌器,动力消耗省。 这种设备的缺点是气体吸入量与液体循环量之比较低,对于好氧量较大的微 生物发酵不适宜。 P压旗 文氏管 压力表 文氏管发酵罐的结构示意图 第二节通气与搅拌 搅拌器的型式及流型 1,型式 发酵罐中的杋楲搅拌器大致可分为轴向和径向推进两种型式。前者如螺旋桨
2，通气原理 搅拌时液体沿着套筒外向上升至液面，然后由套筒内返回罐底，搅拌器是用 六根弯曲的空气管子焊于圆盘上，兼作空气分配器。空气由空心轴导入经过搅拌 器的空心管吹出，与被搅拌器甩出的液体相混合，发酵液在套筒外侧上升，由套 筒内部下降，形成循环。设备的缺点是结构复杂，清洗套筒较困难，消耗功率较 高。 五、文氏管发酵罐 其原理是用泵将发酵液压入文氏管中，由于文氏管的收缩段中液体的流速增 加，形成真空将空气吸入，并使气泡分散与液体混合，增加发酵液中的溶解氧。 这种设备的优点是：吸氧的效率高，气、液、 固三相均匀混合，设备简单，无 须空气压缩机及搅拌器，动力消耗省。 这种设备的缺点是气体吸入量与液体循环量之比较低，对于好氧量较大的微 生物发酵不适宜。 文氏管发酵罐的结构示意图 第二节 通气与搅拌 一、搅拌器的型式及流型 1，型式 发酵罐中的机械搅拌器大致可分为轴向和径向推进两种型式。前者如螺旋桨
式,后者如涡轮式。 (1)螺旋桨式搅拌器 螺旋桨式搅拌器在罐内将液体向下或向上推进(相应于图中的顺时针或逆时 针旋转方向)。形成轴向的螺旋流动,混合效果较好,但造成的剪率较低,对气 泡的分散效果不好。一般用在藉压差循环的发酵罐中,以提高其循环速度。常用 的螺旋桨叶数Z=3,螺距等于搅拌器直径,最大叶端线速度不超过25米秒。 螺旋桨式搅拌器结构示意图 (2)圆盘平直叶涡轮搅拌器 圆盘平直叶涡轮与没有圆盘的平直叶涡轮,其搅拌特性差别甚微。但在发酵 罐中无菌空气由单开口管通至搅拌器下方,大的气泡受到圆盘的阻挡,避免从轴 部的叶片空隙上升,保证了气泡的更好的分散。 圆盘平直叶涡轮搅拌器具有很大的循环输送量和功率输出,适用于各种流 体,包括粘性流体、非牛顿流体的搅拌混合。 風盘平直叶祸轮 比例尺寸D4::l:B=20:1:5:4 (3)圆盘弯叶涡轮搅拌器 圆盘弯叶涡轮搅拌器的搅拌流型与平直叶涡轮的相似,但前者造成的液体径
式，后者如涡轮式。 （1） 螺旋桨式搅拌器 螺旋桨式搅拌器在罐内将液体向下或向上推进(相应于图中的顺时针或逆时 针旋转方向)。形成轴向的螺旋流动，混合效果较好，但造成的剪率较低，对气 泡的分散效果不好。一般用在藉压差循环的发酵罐中，以提高其循环速度。常用 的螺旋桨叶数 Z=3，螺距等于搅拌器直径，最大叶端线速度不超过 25 米/秒。 螺旋桨式搅拌器结构示意图 （2）圆盘平直叶涡轮搅拌器 圆盘平直叶涡轮与没有圆盘的平直叶涡轮，其搅拌特性差别甚微。但在发酵 罐中无菌空气由单开口管通至搅拌器下方，大的气泡受到圆盘的阻挡，避免从轴 部的叶片空隙上升，保证了气泡的更好的分散。 圆盘平直叶涡轮搅拌器具有很大的循环输送量和功率输出，适用于各种流 体，包括粘性流体、非牛顿流体的搅拌混合。 （3）圆盘弯叶涡轮搅拌器 圆盘弯叶涡轮搅拌器的搅拌流型与平直叶涡轮的相似，但前者造成的液体径