第八章.发酵过程的控制7发酵工程.ppt

机械消泡的方法有多种一种是在发酵罐内将泡沫消除另一种是将泡沫引出发酵罐外，泡沫消除后，液体再返发酵罐内。罐内消泡可以分耙式消泡桨、旋转圆板式、气流吸入式、流体吹入式、冲击反射板式、碟式及超声波的机械消泡等类型；罐外消泡又可分旋转叶片式、喷雾式、离心力式及转向板式的机械消泡等类型。2.罐内消泡常用的耙式消泡桨如图12-1所示。(1)耙式消泡桨的机械消泡罐内的消泡装置较简单的型式是耙式消泡桨但当产生大量泡沫、上升很快时，耙桨来不及将泡沫打碎，而当泡沫超过耙桨，就将失去消泡作用，此时仍需添加消泡剂。它是装于发酵罐内搅拌轴上，齿面略高于液面当产生少量泡沫时耙齿随时将泡沫打碎所以这种装置的消泡作用并不完全，只是一种简单的措施而已。消泡桨的直径一般取0.8～0.9倍罐径，以不妨碍旋转为原则。(2)旋转圆板式的机械消泡这种旋转圆板设置在发酵槽内气相部分与发酵醪的液面平行，见图12-2。1-马达；2-旋转圆板；3-槽内液；4-发酵槽；5-供液泵圆板旋转同时将槽内发酵液注入圆板中央部分，通过离心力将破碎成微小泡沫的微粒散向槽壁，以达到消泡的目的。通常提高圆盘转速及发酵液供给率，可以增大消泡效果。(3)流体吹入式消泡这是一种把空气及空气与培养液吹入培养罐中形式的泡沫层来进行消泡的方法。气体或气液吹入管是以切线方向与槽内侧相接的，如图12-3所示。1，8-供液管；2，9-供气管；3-排气管；4-泡沫；5-排液管；6，10-培养槽；7-空气吸入管这是一种把空气及空气与培养液吹入培养罐中形式的泡沫层来进行消泡的方法。气体或气液吹入管是以切线方向与槽内侧相接的(4)气体吹入管内吸引消泡将发酵槽内形成的气泡群吸引到气体吹入管，利用吹入气体流速消泡，如图12-4所示，在靠近吸入口附近处的气体吸入管内形成增速用的喷头，吸入管用来连接液面上部与增速喷头的负压部位。图12-4吸引消泡1-培养槽；2-无菌空气；3-空气吹入管；4-增速喷头；5-吸入管将发酵槽内形成的气泡群吸引到气体吹入管，利用吹入气体流速消泡在靠近吸入口附近处的气体吸入管内形成增速用的喷头，吸入管用来连接液面上部与增速喷头的负压部位。(5)冲击反射板消泡这是一种把气体吹入液面上部，然后通过在液面上部设置的冲击板冲击反射，吹回到液面，将液面上产生的泡沫击碎的方法。冲击板为圆锥状，如图12-5所示，与槽内之间间隙很小。图12-5冲击反射板式消泡1-喷嘴；2-气体；3-小孔；4-冲击板；5-气泡；6-培养槽；7-空气这是一种把气体吹入液面上部，然后通过在液面上部设置的冲击板冲击反射，吹回到液面，将液面上产生的泡沫击碎的方法。冲击板为圆锥状，如图12-5所示，与槽内之间间隙很小。(6)超声波消泡将空气在1.5～3.0MPa下1～2L/s的速度由喷嘴喷入共振室而达到破泡的目的，这就是超声波消泡的原理。如图12-6所示图12-6超声波消泡器将空气在1.5～3.0MPa下1～2L/s的速度由喷嘴喷入共振室而达到破泡的目的，这就是超声波消泡的原理。喷嘴与共振室之间的间隙可以根据振动次数需要进行调整。这种消泡法只适用于实验室小型发酵试验的消泡，当发酵罐直径大于0.3m时，消泡效率明显降低，且设备费用高，因此不适宜用于大规模工业发酵的消泡。(7)碟片式消泡器的机械消泡碟片式消泡器是一种较为新型的消泡装置，它的结构如图12-7所示，图12-7碟片式消泡器1-夹套；2-皮带轮传动；3-马达；4-冷却水；5-轴封；6-空心轴；7-滚动轴承；8-固定法兰；9-碟片将圆锥形的碟片象碟片式离心机一样迭合在一起，装于空心轴上，碟片上具有径向筋条，两碟片之间的间隙为空气通道，与空心轴相连通，传动皮带轮位于两滚珠轴承中间，空心轴的两端装有端面轴封，以防泄漏。将消泡器装于发酵罐罐顶，碟片位于罐顶的空间内，用固定法兰与排气口相连接，当其高速旋转时，进入碟片间的空气中的气泡被打碎同时将液滴甩出，返回发酵液中，被分离后的气体由空心轴径排气口排出。与上述各种消泡器比较，这种型式的消泡器效果较好，缺点是结构复杂、加工麻烦、消耗功率大。3.罐外消泡旋转叶片罐外消泡喷雾消泡离心力消泡旋风分离器消泡转向板消泡(1)旋转叶片罐外消泡这是一种最简单的罐外机械消泡装置，如图12-8所示。将泡沫引出罐外，罐外消泡装置的旋转叶片是由马达带动，利用施转叶片所产生的冲击力和剪切力进行消泡，消泡后，液体再回流至发酵罐内。图12-8旋转叶片罐外消泡施转叶片所产生的冲击力和剪切力进行消泡，消泡后，液体再回流至发酵罐内(2)喷雾消泡