发酵设备组成发酵罐过滤器

『壹』 葡萄酒厂是怎样酿造葡萄酒的，都是用什么设备酿造工艺流程

葡萄酒的酿造工艺
筛选：收采后的葡萄有时挟带葡萄叶及未熟或腐烂的葡萄，特别是不好的年份，比较认真的酒厂会在酿造前
做筛选。凡是出产极品酒的名庄，更会用人工一颗一颗地精心挑选最好的葡萄。
去梗：葡萄梗中的单宁收敛性较强，不完全成熟时常带刺鼻草味，必须全部或部份去除。
破皮：由于葡萄皮含有单宁、红色素及香味物质等重要成份，所以在发酵之前，特别是红葡萄酒，必须破皮
挤出葡萄果肉，让葡萄汁和葡萄皮接触，以便让这些物质溶解到酒中。破皮的程度必需适中，以避免
释出葡萄梗和葡萄籽中的油脂和劣质单宁，影响葡萄酒的品质。
榨汁：所有的白葡萄酒都在发酵前即进行榨汁（红酒的榨汁则在发酵后），有时不需要经过破皮去梗的过程
而直接压榨。榨汁的过程必须特别注意压力不能太大，以避免释出苦味和葡萄梗味。传统采用垂直式
的压榨机。气囊式压榨机压力和缓，效果更好。
去泥沙:压榨后的白葡萄汁通常还混杂有葡萄碎屑、泥沙等异物容易引发白酒的变质，发酵前需用沉淀的方
式去除，由于葡萄汁中的酵母随时会开始酒精发酵，所以沉淀的过程需在低温下进行。红酒因浸皮
与发酵同时进行，并不需要这个程序。
酒精发酵:葡萄的酒精发酵是酿造过程中最重要的转变。其原理可简化成以下的形式：葡萄中的糖份＋酵母
菌=>酒精（乙醇）＋二氧化碳＋热量
通常葡萄本身就含有酵母菌，酵母菌必须处在10℃-32℃间的环境下才能正常运作，温度太低酵母活动变慢甚至停止，温度过高则会杀死酵母菌使酒精发酵完全中止。由于发酵的过程会使温度升高，所以温度的控制非常的重要。大约17克的糖可发酵成1％的酒精，所以要酿成酒精浓度12%的葡萄酒，葡萄汁中的糖份浓度要达到204克/升。一般干白酒和干红酒的酒精发酵会持续到所有糖份(2克/升以下)皆转化成酒精为止，至于甜酒的制造则是在发酵的中途加入二氧化硫停止发酵，以保留部份糖份在酒中。酒精浓度超过15%以上也会中止酵母的运作，酒精强化葡萄酒(Vin Fortifie)即是运用此原理于发酵半途加入酒精，停止发酵以保留酒中的糖份。
酒精发酵除了制造出酒精外，还会产出其它副产品：
甘油：一般葡萄酒每升大约含有5到8克左右，贵腐白酒则可高达25克，甘油可使酒的口感变得圆润甘甜，更
易入口。
醋类：酵母菌中含有可生产醋类的酶，发酵的过程会同时制造出各种不同的醋类物质。醋类物质是构成葡萄
酒香味的主要因素之一。酒精和酸作用后也会产生其它醋类物质，影响酒香的变化。

葡萄酒及果酒生产企业必备的生产设备

一、从原料生产加工
1．原料处理设备：破碎机、压榨机、输送泵。
2．发酵设备：控温发酵罐。
3．贮酒设备：贮酒罐、输送泵。
4．过滤设备：硅藻土过滤机、板框过滤机等。
5．冷冻设备：冷冻机、隔热罐或速冻机。
6．杀菌系统：锅炉或其他供热设施。
7．除菌设备：杀菌设备或除菌过滤设备。
8．灌装设备：半自动或自动洗瓶机、自动装酒机。
二、原酒加工
1．原料处理设备：破碎机、压榨机、输送泵。
2．发酵设备：控温发酵罐。
3．贮酒设备：贮酒罐、输送泵。
4．粗滤设备，如硅藻土过滤机。
三、加工灌装企业
1．贮酒设备：贮酒罐、输送泵。
2．过滤设备：硅藻土过滤机、板框过滤机等。
3．冷冻设备：冷冻机、隔热罐或速冻机。
4．杀菌系统：锅炉或其他供热设施。
5．除菌设备：杀菌设备或除菌过滤设备。
6．灌装设备：半自动或自动洗瓶机、自动装酒机。

『贰』 试例举几种啤酒发酵设备，并阐明其特点。

啤酒发酵设备-发酵罐介绍 发酵罐：承担产物的生产任务。它必须能够提供微生物生命活动和代谢所要求的条件，并便于操作和控制，保证工艺条件的实现，从而获得高产。
一个优良的发酵罐装置和组成
(1)应具有严密的结构
(2)良好的液体混合特性
(3)好的传质相传热速率
(4)具有配套而又可靠的检测，控制仪表啤酒发酵设备-发酵罐发展历史 第一阶段：1900年以前，是现代发酵罐的雏形，它带有简单的温度和热交换仪器。
第二阶段：1900-1940年，出现了200m3的钢制发酵罐，在面包酵母发酵罐中开始使用空气分布器，机械搅拌开始用在小型的发酵罐中。
第三阶段：1940-1960年，机械搅拌，通风，无菌操作和纯种培养等一系列技术开始完善，发酵工艺过程的参数检测和控制方面已出现，耐蒸汽灭菌的在线连续测定的pH电极和溶氧电极，计算机开始进行发酵过程的控制。发酵产品的分离和纯化设备逐步实现商品化。
第四阶段：1960-1979年，机械搅拌通风发酵罐的容积增大到80-150m3。由于大规模生产单细胞蛋白的需要，又出现了压力循环和压力喷射型的发酵罐，它可以克服—些气体交换和热交换问题。计算机开始在发酵工业上得到广泛应用。
第五阶段：1979年至今。生物工程和技术的迅猛发展，给发酵工业提出了新的课题。于是，大规模细胞培养发酵罐应运而生，胰岛素，干扰素等基因工程的产品走上商品化。啤酒发酵设备-发酵罐的特点 (1)发酵罐与其他工业设备的突出差别是对纯种培养的要求之高，几乎达到十分苛刻的程度。因此，发酵罐的严密性，运行的高度可靠性是发酵工业的显著特点。
(2)现代发酵工业为了获取更大的经济利益，发酵罐更加趋向大型化和自动化发展。在发酵罐的自动化方面，作为参数检测的眼睛如pH电极，溶解氧电极，溶解CO2电极等的在线检测在国外巳相当成熟。发酵检测参数还只限于温度，压力，空气流量等一些最常规的参数。啤酒发酵设备-发酵罐的种类发酵工业上最常用的是通风搅拌罐。除了通风搅拌发酵罐外，其它型式的发酵罐如：气提式发酵罐，压力循环发酵罐，带超滤膜的发酵罐等。
典型发酵设备：种子制备设备、主发酵设备、辅助设备(无菌空气和培养基的制备)、发酵液预处理设备、粗产品的提取设备、产品精制与干燥设备、流出物回收，利用和处理设备发酵罐工艺操作条件
1。温度:25～40℃。
2。压力:0～1kg/cm3(表压)。
3。灭菌条件;温度100～140℃，压力0～3kg/cm3(表压)。
4。pH:2～11。
5。需氧量:0。05～0。3kmo1/m3·h。
6。通气量:0。3～2VVM。
7。功率消耗:0。5～4kW/m3。
8。发酵热量:5000～20000kcal/m3。h。啤酒发酵设备-发酵罐的类型 1。按微生物生长代谢需要分类
好气:抗生素，酶制剂，酵母，氨基酸，维生素等产品是在好气发酵罐中进行的；需要强烈的通风搅拌，目的是提高氧在发酵液中的传质系数。厌气：丙酮丁醇，酒精，啤酒，乳酸等采用厌气发酵罐。不需要通气。
2。按照发酵罐设备特点分类
机械搅拌通风发酵罐：包括循环式，如伍式发酵罐，文氏管发酵罐，以及非循环式的通风式发酵罐和自吸式发酵罐等。非机械搅拌通风发酵罐:包括循环式的气提式，液提式发酵罐，以及非循环式的排管式和喷射式发酵罐。这两类发酵罐是采用不同的手段使发酵罐内的气，固，液三相充分混合，从而满足微生物生长和产物形成对氧的需求。
3。按容积分类
一般认为500L以下的是实验室发酵罐;500-5000L是中试发酵罐;5000L以上是生产规模的发酵罐。密闭厌氧发酵罐
对这类发酵罐的要求是：能封闭；能承受一定压力;有冷却设备;罐内尽量减少装置，消灭死角，便于清洗灭菌。
酒精和啤酒都属于嫌气发酵产物，其发酵罐因不需要通入昂贵的无菌空气，因此在设备放大，制造和操作时，都比好气发酵设备简单得多。
它的容积常大于50m3，H:Dt=1-2，罐的上，下部都是锥形的。
上部有物料口，冷却水口，CO2和气体出口，人孔和压力表开口等。
温度控制采用罐内蛇管和罐外壁直接水喷淋相结合，排料管在罐的底部。
一，酒精发酵罐
酵母将糖转化为酒精高转化率条件
(1)满足酵母生长和代谢的必要工艺条件
(2)一定的生化反应时间
(3)及时移走在生化反应过程中将释放的生物热
酒精发酵罐的结构要求：满足工艺要求，有利于发酵热的排出，从结构上有利于发酵液的排出，有利于设备清洗，维修以及设备制造安装方便等问题。
啤酒发酵设备-发展趋势 近年来，啤酒发酵设备向大型，室外，联合的方向发展，迄今为止，使用的大型发酵罐容量已达1500吨。大型化的目的是：
(1)由于大型化，使啤酒质量均一化;由于啤酒生产的罐数减少，使生产合理化，降低了主要设备的投资。
发酵容器材料的变化。由陶器向木材---水泥----金属材料演变。现在的啤酒生产，后两种材料都在使用。我国大多数啤酒发酵容器为内有涂料的钢筋水泥槽，新建的大型容器一般使用不锈钢。
(2)开放式发酵容器向密闭式转变。
小规模生产时，一般用开放式，对发酵的管理，泡沫形态的观察和醪液浓度的测定等比较方便。随着啤酒生产规模的扩大，发酵容器大型化，并为密闭式。从开放式转向密闭发酵的最大问题是发酵时被气泡带到表面的泡盖的处理。可用吸取法分离泡盖。
(3)密闭容器的演变。
原来是在开放式长方形容器上面加弓形盖子的密闭发酵槽；随着技术革新过渡到用钢板，不锈钢或铝制的卧式圆筒形发酵罐。后来出现的是立式圆筒体锥底发酵罐。目前使用的大型发酵罐主要是立式罐，如奈坦罐，联合罐，朝日罐等。由于发酵罐容量的增大，要求清洗设备装置也有很大的改进，大都采用CIP自动清洗系统。啤酒前，后发酵设备及计算。啤酒发酵设备-前后发酵设备(一)前发酵设备
传统的前发酵槽均置于发酵室内，发酵槽大部分为开口式。前发酵槽可为钢板制，常见的采用钢筋混凝上制成，也有用砖砌，外面抹水泥的发酵槽。形式以长方形或正方形为主。前发酵槽内要涂布一层特殊涂料作为保护层。采用不饱和聚脂树脂，环氧树脂或其他特殊涂料较为广泛，但还未完全符合啤酒低温发酵的防腐要求。
前发酵槽的底略有倾斜，利于废水排出离槽底10-15cm处，伸出有嫩啤酒放出管为了维持发酵槽内醪液的低温，在槽中装有冷却蛇管或排管。前发酵槽的冷却面积，根据经验，对下面啤酒发酵取每立方米发酵液约为0。2平方米冷却面积，蛇管内通入0-2度的冰水。注意CO2的排放，防止中毒。
后发酵设备
主要完成嫩啤酒的继续发酵，并饱和二氧化碳，促进啤酒的稳定，澄清和成熟。
根据工艺要求，贮酒室内要维持比前发酵室更低的温度，一般要求0-2℃，特殊产品要求达到-2℃左右。后发酵过程残糖较低，发酵温和，故槽内一般无须再装置冷却蛇管。贮酒室的建筑结构和保温要求，均不能低于前发酵，室内低温的维持，是借室内冷却排管或通入冷风循环而得。后发酵槽是金属的圆筒形密闭容器，有卧式和立式两种。工厂大多数采用卧式。发酵过程中需饱和CO2，后发酵槽应制成耐压0。1-0。2MPa表压的容器。后发酵槽槽身装有人孔，取样阀，进出啤酒接管，排出二氧化碳接管，压缩空气接管，温度计，压力表和安全阀等附属装置。后发酵槽的材料，一般用A3钢板制造，内壁涂以防腐层。贮酒槽全部放置在隔热的贮酒室内，维持一定的后酵温度。毗邻贮酒室外建有绝热保暖的操作通道，在通道内进行后发酵过程的调节和操作。贮酒室和通道相隔的墙壁上开有一定直径和数量的玻璃窥察窗，便于观察后发酵室内部情况。通道内保持常温，开启发酵液的管道和阀门都接通到通道里。啤酒发酵设备-新型啤酒发酵设备1。圆筒体锥底发酵耀
圆简体锥底立式发酵罐(简称锥形罐)，已广泛用于上面或下面发酵啤酒生产。锥形罐可单独用于前发酵或后发酵，还可以将前，后发酵合并在该罐进行(一罐法)。这种设备的优点:在于能缩短发酵时间，而且具有生产上的灵活性，故能适合于生产各种类型啤酒的要求。
设备特点
这种设备一般置于室外。已灭菌的新鲜麦汁与酵母由底部进入罐内;发酵最旺盛时，使用全部冷却夹套，维持适宜的发酵温度。冷媒多采用乙二醇或酒精溶液，也可使用氨(直接蒸发)作冷媒;CO2气体由罐顶排出。罐身和罐盖上均装有人孔，罐顶装有压力表，安全阀和玻璃视镜。在罐底装有净化的CO2充气管。罐身装有取样管和温度计接管。设备外部包扎良好的保温层，以减少冷量损耗。
优点:
(1)是能耗低，采用的管径小，生产费用可以降低。
(2)最终沉积在锥底的酵母，可打开锥底阀门，把酵母排出罐外，部分酵母留作下次待用。
影响发酵设备造价的因素
发酵设备大小，形式，操作压力及所需的冷却工作负荷。容器的形式主要指其单位容积所需的表面积，以m2/100L表示，这是影响造价的主要因素。2.通用罐
用于多罐法及一罐法生产。因而它适合多方面的需要，故又称该类型罐为通用罐。
结构:主体是一圆柱体，是由7层1。2m宽的钢板组成。总的表面积是378m3，总体积765m3。
联合罐是由带人孔的薄壳垂直圆柱体，拱形顶及有足够斜度以除去酵母的锥底所组成。锥底的形式可与浸麦槽的锥底相似。联合罐的基础是一钢筋混凝土圆柱体，其外壁约3m高，20cm厚。基础圆柱体壁上部的形状是按照罐底的斜度来确定的。有30个铁锚均匀地分埋入圆柱体壁中，并与罐焊接。圆柱体与罐底之间填入坚固结实的水泥沙浆，在填充料与罐底之间留25。4cm厚的空心层以绝缘。
3。朝日罐
前发酵和后发酵合一的室外大型发酵罐朝日罐是用4—6mm的不绣钢板制成的斜底圆柱型发酵罐。其高度与直径比为1:1-2:1外部设有冷却夹套，冷却夹套包围罐身与罐底。外面用泡沫塑料保温内部设有带转轴的可动排油管，用来排出酒液，并有保持酒液中CO2含量均一的作用。
朝日罐特点
朝日罐与锥形罐具有相同的功能，但生产工艺不同。
(1)利用离心机回收酵母
(2)利用薄板换热器控制发酵温度
(3)利用循环泵把发酵液抽出又送回去。
优点:
三种设备互相组合，解决了前，后发酵温度控制和酵母浓度的控制问题，加速了酵母的成熟。使用酵母离心机分离发酵液的酵母，可以解决酵母沉淀慢的缺点利用凝聚性弱的酵母进行发酵，增加酵母与发酵浓接触时间，促进发酵液中乙醛和双乙酰的还原，减少其含量。啤酒发酵设备-啤酒的连续发酵罐种类1。两个搅拌罐和一个酵母分离罐串联起来，加入酒花的麦芽汁流加入第一个搅拌罐，经发酵后，成熟啤酒从分离罐中流出。这种流程已达到日产100m2的规模。
2。由数个高度6～9m的塔式发酵罐串联起来，附加一些酵母分离和啤酒贮藏设备。
还有一个由主发酵塔和一个发酵塔组成，发酵周期40，50小时，连续发酵两个月，各项经济指标均优于间歇法。
丙酮—丁醇发酵罐
生产丙酮，丁醇的发酵罐比酒精发酵罐高，罐身需承受高压，罐壁较厚，用钢板制成。顶盖和底部采用球形封头，罐内表面平整光滑，无内部件，采用表面喷淋冷却。种子罐采用夹套冷却。一，机械搅拌发酵罐
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。
啤酒发酵设备-发酵罐的结构1，罐体
2，搅拌器和挡板
3，消泡器
4，联轴器及轴承
5，变速装置
6，空气分布装置
7，轴封
8，冷却装置
罐体
由圆柱体及椭圆形或碟形封头焊接而成，材料为碳钢或不锈钢，对于大型发酵罐可用衬不锈钢板或复合不锈钢制成，衬里用的不锈钢板厚为2-3毫米。为了满足工业要求，在一定压力下操作，空消或实消，罐为一个受压容器，通常灭菌的压力为2。5公斤/厘米2(绝对压力)。
搅拌器
搅拌器有平叶式，弯叶式，箭叶式三种其作用是打碎气泡，使氧溶解于醪液中，从搅拌程度来说，以平叶涡轮最为激烈，功率消耗也最大，弯叶次之，箭叶最小。为了拆装方便，大型搅拌器可做成两半型，用螺栓联成整体。
通用发酵罐的搅拌桨类型
(1)通用发酵罐的搅拌桨最广泛使用的是平叶涡轮搅拌桨，国内采用的大多数是六平叶式，其各部分尺寸比例已规范化。这种搅拌桨具有很大的循环液体输送量，功率消耗大。因此特别适用于丝状菌发酵。
（2)船用螺旋搅拌器，它具有比涡轮桨更为强烈的轴向流动，但是氧传递效率低。
(3)振动混合器，尽管可以提供较高的氧传递效率，但剪切力较低。
(4)多棒搅拌桨，已用于粘稠的丝状链霉菌发酵的发酵罐中。这种搅拌桨具有较好的剪切分散能力和较低的功率消耗，在整个发酵过程中功率变化相对涡轮桨要小的多。
(5)气体导入式搅拌器，是由一个空心的搅拌桨组成，安装在空心的搅拌轴上。搅拌桨上至少有一个暴露在液体中的开口。由于搅拌桨转动，开口处的压力随之减少，使导入的气体沿着搅拌轴向下流动。它适应于低粘度的发酵液。
消泡装置
消泡方式有两种:一是加入化学消泡剂消除泡沫，但高浓度的化学消泡剂会对发酵产生抑制作用，故不能添加太多;第二种方式，即机械消泡。机械消泡装置主要有四种。
一是锯齿式消泡桨。它安装于罐内顶部，高出液面的位置，固定在搅拌轴上，随搅拌轴转动，不断将泡沫打破。
二是半封闭式涡轮消泡器，它是由前者发展改进而来，泡沫可直接被涡轮打碎或被涡轮抛出撞击到罐壁而破碎。
三是离心式消泡器，它们置于发酵罐的顶部，利用高速旋转产生的离心力将泡沫破碎，液体仍然返回罐内。
第四种是刮板式消泡器，它安装于发酵罐的排气口处，泡沫从气液进口进到高速旋转的刮板中，刮板转速为1000—1450rpm，泡沫迅速被打碎，由于离心力作用，液体披甩向壳体壁上，返回罐内，气体则由汽孔排出。
挡板
挡板的作用是改变液流的方向，由径向流改为轴向流，促使液体激烈翻动，增加溶解氧。通常挡板宽度取(0。1-0。12)D，装设4-6块即可满足全挡板条件。所谓"全挡板条件"是指在一定转速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:
D—罐的直径(mm)
Z—挡板数
W—挡板宽度(mm)
竖立的列管，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到罐底为止。挡板与罐壁之间的距离为(1/5~1/9)W，避免形成死角，防止物料与菌体堆积。
联轴器及轴承
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。为了减少震动，中型发酵罐一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(如石棉酚醛塑料，聚四氟乙烯等)。轴瓦与轴之间的间隙常取轴径的0。4-0。7%，以适应温度差的变化。罐内轴承接触处的轴颈极易磨损，尤其是底轴承处的磨损更为严重，可以在与轴承接触处的轴上增加一个轴套，用紧固螺钉与轴固定，这样仅磨损轴套而轴不会磨损，检修时只要更换轴套就可以了。
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伸展动，圆柱或螺旋圆锥齿轮减速装置，其中以三角皮带变速传动效率较高，但加工，安装精度要求高。采用变极电动机作阶段变速，即在需氧高峰时采用高转速，而在不需较高溶解氧的阶段适当降低转速。这样，发酵产率并不降低，而动力消耗则有所节约。自动化程度较高的发酵罐，采用可控硅变频装置，根据溶氧测定仪连续测定发酵液中溶解氧浓度的情况，并按照微生物生长需要的耗氧及发酵情况，随时自动变更转速，这种装置进一步节约了动力消耗，并可相应提高发酵产率，但其装置颇为复杂。
空气分布装置
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及环形管等。常用的为单管式，管口对正罐底中央，装于最低一挡搅拌器下面，管口与罐低的距离约40mm，并且空气分散效果较好。若距离过大，空气分散效果较差。该距离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。通常通风管的空气流速取20米/秒。为了防止吹管吹入的空气直接喷击罐底，加速罐底腐蚀，在空气分布器下部罐底上加焊一块不锈钢补强。可延长罐底寿命。通风量在0。02~0。5ml/sec时，气泡的直径与空气喷口直径的1/3次方成正比。也就是说，喷口直径越小，气泡直径也越小。因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，因此气泡直径仅与通风量有关，而与喷口直径无关。
轴封
轴封的作用：使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封，防止泄露和污染杂菌。常用的轴封有填料函轴封和端面轴封两种。填料函轴封是由填料箱体，填料底衬套，填料压盖和压紧螺栓待零件构成，使旋转轴达到密封的效果。安装在旋转轴与设备之间的部件，它的作用是阻止工作介质(液体，气体)沿转动轴伸出设备之处泄漏冷却装置
5M3以下发酵罐一般采用夹套冷却。大型发酵罐采用列管冷却(四至八组)。带夹套的发酵罐罐体壁厚要按外压计算[即3。5Kg/厘米2(绝对压力)]夹套内设置螺旋片导板，来增加换热效果，同时对罐身起加强作用。冷却列管极易腐蚀或磨损穿孔，最好用不锈钢制造。啤酒发酵设备-标准通用式发酵罐编辑本段 通用式发酵罐是最广泛应用的深层好气培养设备。
在工业生产中，尤其是制药工业中，使用得最广泛的就是通用式发酵罐。这种发酵绕既具有机械搅拌装置，又具有压缩空气分布装置。发酵罐的搅拌轴既可置于发酵罐的顶部，也可置于其底部，其高径比为2:1-6:19有关的重要因素是氧传递效率，功率输入，混合质量，搅拌桨形式和发酵罐的几何比例等。
自吸式发酵罐
它与通用发酵罐的主要区别是:①有一个特殊的搅拌器，搅拌器由转子和定子组成;②没有通气管。
具有转子和定子的搅拌器的吸气原理:浸在发酵液中的转子迅速旋转，液体和空气在离心力的作用下，被甩向叶轮外缘。这时，转子中心处形成负压，转子转速愈大，所造成的负压也愈大。由于转子的空膛与大气相通，发酵罐外的空气通过过滤器不断地被吸入，随即甩向叶轮外缘，再通过异向叶轮使气液均匀分布甩出。转子的搅拌，又使气液在叶轮周围形成强烈的混合流，空气泡被粉碎，气液充分混合。
自吸式发酵罐的搅拌器
①回转翼片式自吸搅拌器;
②喷射式自吸搅拌器;
③具有转子和定子的自吸搅拌器。
气泡塔式发酵罐
塔式发酵罐系一直立长圆筒，筒内安装孔板，有的还在罐内安装搅拌器，罐壁四周装挡板。与分批的机械搅拌发酵罐类似，有的塔顶横截面扩大，供以降低流速，截留液体夹带的悬浮物。发酵液和空气可以并流，也可逆流。
_罐的特点是:罐身高，高径比为6;土霉素等生产用的设备，高径比达到7。由于液位高，空气利用率高，节省空气约5%，节省动力约30%，但底部存在沉淀现象;温度高时降温较难。

现代发酵罐的大型化给STF带来—系列难以克服的困难。要大于1000kW的机械搅拌;大量的冷却水和排除热量;能量的均匀分布;溶解氧，碳源和其它营养与pH控制等。
带升式发酵罐
带升式发酵罐也称为气流搅拌发酵罐，不用机械搅拌，借通风起到搅拌作用并供给氧气。
特点:结构简单，冷却面积小，无搅拌传动设备，料液充满系数大，无须加消泡剂，维修，操作及清洗简便，节省动力，减少染菌等。
工作原理:外循环气流搅拌罐是将空气上升管装在罐外，下端与罐底连通，管底装空气喷嘴，压缩空气以250～300m/s高速喷出，与上升管内醪液接触，由于气液混合体密度小于罐内醪液，所以在管内上升，管上端与罐身切线相连，液体由切线进入在罐内回旋下降，形成激烈循环。
液提式发酵罐
液提发酵罐是液体借助于一个液体泵进行输送，同时气体在液体的喷嘴处被吸入发酵罐。
喷嘴是这类发酵罐的一个特殊部件，制造要求精密。
气提式发酵罐
空气压缩机是气提式发酵罐的重要组成部分，它的效率决定于它的形式。
压缩气体通过空气分布器进入液体后，最初形成的气泡是由液体剧烈翻动来分散的，所以气泡的分散程度决定于功率消耗速率。
(一)喷嘴塔式
这是由一个两相喷嘴和鼓泡柱组成的发醉罐，它的通气效率比多孔管式或多孔板式好得多。
这种形式的反应器常用于废水处理，如在一个15000m'的活性污泥池中，安装56个喷嘴，每天可转化30000kg的氧。
(二)喷嘴塔循环式
它以两相喷嘴作为通气装置，具有高的液体循环速度。
(三)喷璃循环式
它利用喷嘴的喷射力，吸入气体，使气体在罐体内部循环，达到较好的传氧效果。
的传氧效果。
(四)喷射通道式
在这种反应器里，液体在细长形的喷嘴里被加速，使循环液体的位能更有效地转变成动能。喷嘴最窄处液体的速度最大，而静压最低，空气通过小孔或狭窄处被吸入和分散，在喷嘴处形成的气泡被向下流动的液体带到罐的底部。在窄管的终端，气体向上运动并离开液体排出。
(五)滴流床式
液体在罐顶部被分散，然后向下滴流通过已被固定化的微生物细胞。空气是在罐底导入并与液体逆向流动。它在好氧废水处理中有着广泛的应用。
(六)多级塔循环式
这种罐以多孔盘管或筛孔发作为一级分离器。液休平面由溢流管控制。(七)管道循环式
空气以3-4m/s的速度导入液体流中，然后通过—个多孔过滤器在
旋风分离器中分离，最后排出系统。这种液流以单向通过泵和流量计。采用这种可以有很高的细胞浓度〔可达t659(干重细胞)/L和高的氧传递速率。然而功率输入也是相当高的。(八)液体流化床式
近年来，沉化床生化反应器的研究报道很多，它主要应用在3个方面
①酶固定在固体基质上;
②完整细胞固定在固体基质上进行纯培养;
③生化流化床广泛应用于废水处理过程。

『叁』 酒精发酵设备的结构

酒精发酵设备钢板制酒精发酵罐采用钢板制成，钢板厚度视发酵罐容积不同而异，一般采用4—8毫米厚钢板制成，罐身呈圆柱形，罐身直径与高之比为1：1.1；盖及底为圆锥形成碟形；罐内装冷却蛇管，蛇管数量一般取每立方米发酵醪用不少于0.25平方米的冷却面积。蛇管可分上下两组安装，并加以固定。也有采用在罐顶用淋水管或淋水围板使水沿罐壁流下，达到冷却发酵醪的目。对于容积较大的发酵罐，这两种冷却形式可同时采用。对地处南方的酒精厂，因气温较高，故应加强冷却措施。有的工厂在发酵罐底部设置吹泡器，以便进行搅拌醪液，使发酵均匀。罐顶设有CO2排出管和加热蒸汽管、醪液输入管。但管路设置应尽量简化，做到一管多用，这对减少管道死角，防止杂菌污染有重要作用。大的发酵罐的顶端及侧面还应设有人孔，以便于清洗。
水泥制酒精酵罐系采用钢筋水泥制成，形状可分为圆形或方形两种。有的制成密封式，也可制成敞口式。因水泥发酵罐有易腐蚀、逃酒和灭菌不彻底等缺点，所以一般厂多不采用。

『肆』 酿酒用的设备一般有哪几种

酿酒要用到的设备
1、发酵罐：对于大型酒厂一般会制作发酵池，以作粮食发酵之用，小酒厂可以选择发酵缸等发酵容器。
2、粉碎机：出了大米以外，其它粮食在发酵之前需要粉碎，粮食粉碎后会与酒曲充分接触，以便粮食发酵均匀、发酵彻底。建议广大朋友粉碎机在当地农资市场购买，以减少运费等不必要开支。也可找他人代为粉碎。
3、酿酒设备：其实就是白酒蒸馏设备，将发酵好的酒醅倒入其中，然后外源加热，由于各种物质的不同，使得酒醅中的乙醇、水以及各种有机物蒸馏分离。购买酿酒设备，建议到直接到正规厂家购买，不赞成买那些二道贩子的杂货商的设备，因为他们从别处批发或贴牌，本身对酿酒设备技术一无所知，所以产品质量和售后服务很难有保证。
4、过滤设备：酒酿出后必须经过过滤才可以出售，散酒一般选择催陈过滤机即可，瓶装酒要选择催陈过滤设备、硅藻土过滤机及精密过滤设备即可。
5、储酒罐：白酒酿制完毕之后需要储酒罐储藏。一般选择不锈钢储酒罐或陶瓷缸。

『伍』 发酵工程中所用到的发酵设备有哪些，具体的作用

种子罐、补料罐、补酸补碱罐、过滤器、空压机、冷干机、制冷机、循环水泵、凉水塔、锅炉、旋风分离器

『陆』 发酵罐的分类、工作原理、适用范围、优缺点

常见的分类
小型发酵罐：如实验使用，一般为单批发酵；
单批发酵罐：装料、回灭菌、接种、答发酵等在一个罐内完成；批量小、生产成本高，污染率高，自动化率低、人工投入大、但一次性投入小；
连续发酵罐：由一套设备串联组成，原料先灭菌后，连续从进料口送入发酵罐，初期同时要送入菌种，发酵好的产品从发酵罐的出料口出来，因此可以“较长期”连续生产，大批量生产、生产成本低，污染率低，可以自动化、耗人工少，但一次性投入很大；

『柒』 发酵罐的结构组成

发酵罐广泛应用于饮料、化工、食品、乳品、佐料、酿酒、制药等行业，起发酵作用。发酵罐的组成部件包括：罐体主要用来培养发酵各种菌体，密封性要好（防止菌体被污染），罐体当中有搅拌浆，用于发酵过程当中不停的搅拌；底部有通气的Sparger，用来通入菌体生长所需要的空气或氧气 ，罐体的顶盘上有控制传感器，最常用的有pH电极和DO电极，用来监测发酵过程中发酵液pH和DO的变化；控制器用来显示和控制发酵条件。根据发酵罐的设备分为机械搅拌通风发酵罐和非机械搅拌通风发酵罐；根据微生物的生长代谢需要分为好气型发酵罐和厌气型发酵灌。

『捌』 请问搅拌式发酵罐的排气口为什么要装一个高效率过滤器呢

产1000吨丙酮酸工厂设计行性报告
摘要
产1000吨丙酮酸产线公用工程部进行设计解决菌空气、冷冻水、蒸汽供给问题满足工艺产各项需要
结合工厂工艺设计物料衡算、能量衡算等计算数据按给定具体工艺要求进行公用工程配套设计计算基础绘制流程图并展通用设备选型、非标设备设计同进行公用工程平面布置设计经各设备比较、论证选择适合工艺流程公用工程设备达优化资源配置同能够做环境污染能源浪费少

关键字：丙酮酸 发酵 工厂设计

1.1 项目简介 2
1.1 .1 建设项目名称： 2
1.1.2 建设规模、产工作制度 2
1.1.3 厂址选择及其自条件 2
1.1.4 公用工程供应条件 3
2.1 丙酮酸发酵产公用工程设计 3
第二章 空气系统设计 3
1.1 空气系统流程 3
1.1.1 空气预处理 3
1.1.2 空气除菌流程 4
2.1 空气系统工艺计算 5
2.1.1发酵车间菌空气高峰需求量 6
2.1.2 发酵车间菌空气耗量 6
3.1 空气系统设备选型 6
3.11 布袋粗滤器 6
3.1.2 空气压缩机 6
3.1.3 旋风离器 7
3.1.4 空气储罐 8
3.1.5 丝网滤器 9
3.1.6 总滤器 11
4.1 设备安装注意事项 12
第三章 蒸汽系统设计 13
1.1 蒸汽系统流程 13
1.1.1 锅炉用水预处理 13
1.1.2 蒸汽系统流程图 15
2.1 蒸汽系统计算 15
3.1 蒸汽系统设备选型 16
3.1.1 单流式机械滤器 16
3.1.2 逆流式Na离交换器 16
3.1.3 除氧设备 17
3.1.4 卧式水火管锅炉 18
4.1 设备安装注意事项 19
第四章 冷冻水系统设计 19
1.1 冷冻水系统流程 19
2.1 冷却水系统计算 20
3.1 冷冻水系统设备选型 21
3.1.1 压缩机 21
3.1.2 冷凝器 21
3.1.3 蒸发器 22
4.1 设备安装注意事项 22
第五章 结 23
1.1 结束语 23

第章 项目概述
1.1 项目简介
1.1 .1 建设项目名称：
产1000吨丙酮酸产线工艺设计
1.1.2 建设规模、产工作制度
（1）建设规模：产1000吨丙酮酸
（2）原料葡萄糖先经预热器预热进行连续灭菌程制灭菌培养基酵母与菌培养基起放入发酵罐通入菌空气发酵再发酵液提取产物丙酮酸结晶
（3）工作制度：工作按300计发酵、滤实行两班制
1.1.3 厂址选择及其自条件
项目建设点选择郑州市其自条件表：
平均气温 16.3℃ 历平均高气温 38℃
历平均低气温 -4.2℃ 热平均相湿度 85%
冷平均相湿度 75% 平均气压 1016.5mP
夏季平均气压 1004.5mP 均风速 3.6m/s
均降水量 1025.6mm 降水量 219.6mm

1.1.4 公用工程供应条件
公用工程 要求条件 要求用量
菌空气
除菌率>99% 102.6m3/min
加热蒸汽 121℃0.4mPa 2.5t/d
冷却水 18℃ 126.73 t/d
2.1 丙酮酸发酵产公用工程设计
工厂设计各专业设计员通力合作集体创造程设计程各专业既工合作其产工艺设计工厂设计核起主导工作公用工程设计（辅助产工程设计）保证工厂产缺少重要组部根据工艺专业设计要求进行工作相辅相承组工厂各部形机整体更发挥工艺专业主导工作工艺设计员必须熟悉解各辅助专业工作任务明确设计程应向同辅助专业提供必要工艺设计资料提同要求作辅助专业设计依据同要利用辅助专业设计工艺设计服务矛盾协商解决确定合理案保证设计质量加快工程进度并保证工厂投产良运行效十重要另外些工厂特别厂建设、扩建由于技术力量足往往需要工艺技术员统筹考虑公用工程关问题
第二章 空气系统设计
1.1 空气系统流程
1.1.1 空气预处理
空气微物数依附于空气尘埃颗粒提高压缩前空气洁净度主要措施提高空气吸气口位置加强吸入空气前滤
保护空气压缩机空气吸入口处设置粗滤器滤空气颗粒较尘埃减少进入空气压缩机灰尘微物含量及压缩机磨损并减轻主滤器负荷提高除菌空气质量于种前置滤器要求滤效率高阻力否则增加压缩机吸入负荷降低压缩机排气量通采用布袋滤器、填料滤器、油浴滤器水雾除尘滤器
节约本本设计采用布袋滤器
1.1.2 空气除菌流程
采用两级冷却、加热除菌系统其流程图图1：

两级冷却除菌流程比较完善空气除菌流程适应各种气候条件能够充离油水使空气达低相湿度进入滤器提高滤效率该流程特点两冷却、两离、适加热两冷却、两离油水处能提高传热系数节约冷却用水油水离比较完全经第冷却器冷却部水、油都已经结较雾滴故适宜用旋风离器离第二冷却器使空气进步冷却析部较雾粒宜采用丝网离器离发挥丝网能够离较直径雾粒离效高作用第级冷却30~35℃第二级冷却20~25℃除水空气相湿度仍100%须用丝网离器加热器加热空气相湿度降低至50%~60%保证滤运行[1]
克服输送程滤介质等阻力吸入空气须经空压机压缩空气经压缩温度显著升压缩比愈高温度愈高若高温压缩空气直接通入空气滤器引起滤介质炭化或燃烧且增培养装置降温负荷给培养温度控制带困难同高温空气增加培养液水蒸发微物利要压缩空气降温所空气储罐要装冷却器流程图46两处

根据式(1)：
(1)
空气总压力P及湿含量χ定值相湿度φ随 Ps改变Ps温度函数φ随温度变即温度升高φ降低反φ则升高若温度降至露点φ升100%剩部水蒸气凝露滴析同压缩空气夹带油冷凝由看经冷却降温空气相湿度增析水使滤介质受潮失效所压缩湿空气要除水同由于空气经压缩机避免夹带润滑油故除水同要进行除油5处设置旋风离器用除空气水油
介质滤器利用块状介质颗粒状介质、网状介质或高材料丝网惯性拦截作用离空气水油滴各种介质滤器丝网离器具较高离效率直径于5μm颗粒离效达99%于10μm更高达99.5%且能部2-5μm较细颗粒加结构简单阻力等广泛用于产流程图7处丝网滤器
设置总滤器流程重要滤器用滤掉空气绝部残余油、水及真菌达所需菌空气要求
2.1 空气系统工艺计算
产工艺基础数据：产1000t丙酮酸产酸率72g/l转化率70％提取率80％染菌率1％工作300发酵周期64h辅助间8平均通气比1：0.3
2.1.1发酵车间菌空气高峰需求量
Vmax=2×238.75+6×995=6247.5(m3/h)=1.74(m3/s)
2.1.2 发酵车间菌空气耗量
V=6×6.5×10-6+2×1.63×106=4.23×107(m3)
菌空气消耗量：（75×0.7×6+5×0.7×2）×0.3=102.6m3/h
3.1 空气系统设备选型
3.11 布袋粗滤器
布袋滤器结构简要滤布缝制与骨架相同形状布袋绷紧缝于骨架并缝紧所造短路空隙布袋滤滤效率阻力损失要视所选用滤布结构滤布面积定布质结实细致则滤效率高阻力现采用合纤维滤布、纺布滤布要求定期换洗减少阻力提高滤效率本设计采用合纤维滤布气流速度2-2.5m/min空气阻力约60-120mmHg
3.1.2 空气压缩机
发酵工业用气体输送设备低压空气压缩机用提供发酵工业产要求提供0.2~0.3MPa（表压）压缩空气般采用涡轮式空气压缩机或经改装往复式空气压缩机做空气压缩站主要送气设备空气压缩定压力通空气除菌系统定压力菌空气供深层培养用两种空气压缩机比较表1

压缩机种类 特点 优点 缺点
涡轮式 供气量口压强稳定输压缩空气含油雾 功率消耗较结构紧凑占面积 技术要求较高
往复式
操作气体受压发热故缸外要冷却装置 容量范围广价格较便宜操作维修比较便 口流量稳定压气体夹带油雾
表1 两种空气压缩机比较
由于涡轮式空气压缩机输压缩空气含油雾给面空气除菌带便使空气滤系统简化降低些本故本设计采用涡轮式空气压缩机
菌空气消耗量：（75×0.7×6+5×0.7×2）×0.3=102.6m3/h=60.38acfm

初选涡轮式空气压缩机机型HP1.0排气量40acfm,两台并联工作40acfm×2 =80acfm>60.38acfm,所符合工艺产要求
3.1.3 旋风离器
旋风离器种结构简单、阻力、离效较高气-固或气-液离设备空气般15-24m/s流速切线向进入旋风离器并圆周内做圆周运油水滴则具比空气重度较惯性力故空气离器内做圆周运油水滴仍作直线运器壁沉降排气口气流速度4-8m/s油水滴则旋风离器径向速度与气流速度平比随转半径增加减旋风离器进口管截面积般较离器管径较进口空气流速越筒径越空气阻力越

图2 旋风离器
般旋风离器比例尺寸致：
D1=0.4-0.6L1=1-2D2-3D h=0.5Db=0.2-0.25DD2=0.2-0.35D
便起见用式致估计离器直径D:
(2)
式(2)：Q——通旋风离器空气流量m3/min
通旋风离器空气流量Q=120m3/min
D=0.1 =1.095m所D取1.1m
D1=0.5m L1=2D=2.2m L2=3D=3.3m h=0.5D=0.55m b=0.2d=0.22m D2=0.2D=0.22m
3.1.4 空气储罐
压缩空气冷却定温度油水空气相湿度仍100%若加热升温要温度稍微降低便再度析水使滤介质受潮降低或丧失滤能力所必须冷却除水压缩空气加热定温度使相湿度降低才能输入滤器压缩空气加热温度选择保证空气干燥保证滤器除菌效率关键般讲降湿温度与升湿温度温差10-15℃左右即能保证相湿度降至定水平满足进入滤器要求
空气加热般用列管式换热器实现由压缩机空气脉冲式滤器前需要安装空气储罐消除脉冲维持罐压稳定储气罐作用除使压力稳定外使部液滴罐内沉降储气罐结构图：

图3 储气罐结构图
贮气罐体积计算： V=0.15v (3)
式(3)：V—贮气罐体积；v—压缩空气流量m3/min
贮气罐体积V=0.15v=0.15×120=18m3
设贮气罐圆筒部高径比2.5：1
则
则D=2.09mH=2.5D=5.23m
3.1.5 丝网滤器
本设计介质滤器滤介质采用0.25mm×40目锈钢丝网丝网介质层高度150mm其示意图：

图4 丝网滤器结构图
通丝网空气流速：
(4)
式(4)：ωmax——空气流速m/s；ρp——液滴比重kg/m3；ρg——空气比重kg/m3；K——系数取0.107
查25℃空气比重ρg1.2×103 kg/m3水滴比重ρp1.022 kg/m3
则ωmax=0.107 = 3.12m/s
丝网离器设计速度ω述空气流速75%即：
ω设计=0.75ωmax=2.34m/s
丝网离器直径：
(5)
式(5)：D—丝网离器直径m；V—气体流量m3/s
则丝网离器直径D= =0.977 m
3.1.6 总滤器
产需要菌空气要求比较高滤效率经济适用面考虑本设计采用纤维介质深层滤器其结构图图5：

图5 纤维介质深层滤器

种纤维介质深层滤器通立式圆筒型内部充填滤介质空气由向通滤介质达除菌目
空气滤器尺寸主要包括直径D效滤层高度L其D由式(6)求：
（6） (6)
式(6):qν——空气流经滤器体积流量m3/s;
νs——空截面空气速度m/s
空截面气速νs般取0.1-0.3m/s按操作工艺设0.2m/s
qν= 102.6m3/min=1.17 m3/s
则D= =2.73m
滤器效滤介质高度L计算公式：

则

选用棉花纤维滤器选棉花纤维直径d=16μm,填充系数α=8%
通风量120m3/min,p=4kg/m3,发酵周期72h
假设进入滤器空气含菌量5000/m3空气流速0.2m/s
查K’=0.135cm-1倒灌率0.1%
则N1=5000×120×60×72=2.592×109N2=10-3
滤层厚度 =63.6cm
4.1 设备安装注意事项
(1) 贮气罐应安装安全阀底部应安排污口空气贮罐流向由罐内放置丝网除雾器
(2) 滤器效滤介质高度L决定通实验数据基础按数穿透定律进行计算由于需要滤层厚度耗用棉花安装较困难阻力损失故工厂用性炭作间曾改善些素本符合计算要求通总高度棉花层厚度各总滤层1/4-1/3间性炭层占1/3-1/2铺棉花前先孔板铺层30-40目金属丝网织物助于空气均匀进入棉花滤层
第三章 蒸汽系统设计
1.1 蒸汽系统流程
1.1.1 锅炉用水预处理
保证供热系统靠、持久安全运行必须供给锅炉房水进行处理锅炉房使用各种水源论水自水都含些杂质能直接用于锅炉给水必须经处理符合锅炉给水水质标难才能供给锅炉使用否则影响锅炉安全经济运行锅炉房要设置给水处理设备
水(论面水水)自界循环运程溶解混杂量杂质些杂质按其颗粒三类：颗粒称悬浮物其胶体离即溶解物质悬浮物指水流呈悬浮状态物质其颗粒直径10-4mm通滤纸离主要黏土、砂粒、植物残渣、工业废物等
胶体物质许离集合体其粒径10.4~10.6mm间水胶体物质铁、铝、硅等化合物及植物机体解产物——机物
水溶解物质主要钙、镁、钾、钠等盐类及氧二氧化碳等气体些盐类水都离状态存其颗粒直径于10.6mm水溶解气体则状态存
悬浮物造沉积物污染树脂堵塞管道悬浮物使锅水起沫胶体物质污染树脂影响水质量进入锅炉产量泡沫引起汽水共腾水悬浮物胶体物质通水厂通混凝滤处理部清除看起澄清仍含杂质水经处理直接供给锅炉水部溶解盐类(主要钙、镁盐类)析或浓缩沉淀沉淀物部比较松散称水渣；另部附着受热面内壁形坚硬质密水垢水垢存锅炉安全经济运行危害
（1）锅炉用水滤
工业锅炉房用水般由水厂供给原水悬浮物含量较高减轻软化设备负担必须进行原水滤处理于顺溜再固定床离交换器悬浮物于等于5mg/L原水应经滤；进入逆流再固定床离交换器或浮床交换器原水悬浮物含量于等于2mg/L应先经滤；悬浮物含量于20mg/L原水或经石灰处理水均应混凝、澄清经滤处理
（2）阳离交换软化
水悬浮物胶体物质通经水厂沉淀、滤等处理部除水硬度、碱度等杂质仍存满足锅炉给水水质要求需要锅炉给水进行处理工业锅炉房水处理主要内容软化除氧即除水钙、镁离降低给水含氧量利用产硬度阳离(Na+、H+)水Ca2+、Mg2+置换达使水软化目种称阳离软化称离交换软化离交换软化通离交换剂实现
目前工业锅炉水处理钠离交换软化用离交换器装入阳离交换剂原水流钠离交换剂交换剂Na+与水Ca2+、Mg2+离进行置换反应使水软化钠离交换既除水暂硬除永硬能除碱构水碱度主要部暂硬度按照等物质量规则转变钠盐碱度NaHCO3；另外按等物质量交换规则1mol Ca2+与2 molNa+进行交换反应使软水含盐量所增加
随着交换软化程进行交换剂Na+ 逐渐水Ca2+ 、Mg2+所代替交换剂由NaR型逐渐变CaR2或MgR2型软化水硬度超某数值水质已经符合锅炉给水水质标准要求则认交换剂已经失效应立即停止软化交换剂进行再
离交换设备种类较固定床、浮床、流床等浮床、流床离交换设备适用于原水水质稳定软化水力变化、连续间断运行情况固定床则需述要求工业锅炉房用软化设备
固定床离交换设备顺流再离交换器逆流再离交换器两类
（3）锅炉给水除氧
锅炉金属腐蚀主要电化腐蚀锅炉给水锅水都电解质锅炉金属壁杂质部阴极其电与锅水离（H+）结合断除
腐蚀产物(Fe3+)积聚阳极或电e积聚阴极未除则两极间电位差减使腐蚀滞缓或停止种现象称极化反消除极化(称极化现象)使腐蚀加速
pH<7水较H+H+阴极极化剂加速腐蚀同酸性水使金属氧化保护层溶解加速腐蚀见避免减轻锅炉金属电化腐蚀除保持锅水定碱度要给水进行除氧
1.1.2 蒸汽系统流程图
蒸汽系统简单流程示意图见图2：

图6 蒸汽系统流程示意图

设计蒸汽系统应经济考虑满足用户需要前提供汽压力越低越仍需考虑蒸汽冷凝水收系统所需压降效利用燕汽能量往往先使高压蒸汽通汽轮机用汽轮机排汽供应工厂产；汽轮机停止工作应减压阀减温器保证低级压力蒸汽系统供汽
2.1 蒸汽系统计算
工艺需求采用121℃0.4mPa蒸汽进行加热
每发酵罐蛇管蒸汽加热阶段需要蒸汽量G=3887.15 kg
每发酵罐直接蒸汽加热阶段需要蒸汽量G’=2139.53 kg

考虑5%蒸汽损失并且两发酵罐同进行发酵则总蒸汽用量：
G总=（3887.15+2139.53）×2/0.95=12.696 t/d
3.1 蒸汽系统设备选型
3.1.1 单流式机械滤器
本设计采用滤设备单流式机械滤器具滤管路系统简单运行稳定价格低廉等优势单流式机械滤器简单种滤器其简单示意图图3：

图7 单流式机械滤器
单流式机械滤器本体密闭钢制圆柱形容器设进水、排水管路滤器内装填滤材料用石英砂、理石、烟煤等石英砂宜用于滤碱性水石英砂水溶解产硅酸锅炉害；烟煤、理石适用于带碱性水滤料直径0.5~1.5mm滤速度4~5m/h运行周期般8h
3.1.2 逆流式Na离交换器
逆流再离交换设备具水质量高盐耗低等优点所本设计采用逆流再Na离交换器其简单示意图图4：

图8 逆流再离交换设备
所谓逆流再再再液流向水软化运行流向相反通盐液交换器部进入部排新鲜再液总先与交换器底部尚未完全失效交换剂接触使其高再程度随着再液继续向流交换剂再程度逐渐降低较顺流再工艺慢(部交换剂饱程度比部．再液置换Ca2+、Mg2+少)再液与部完全失效交换剂接触再液仍具定新鲜性仍能起原作用再液能充利用[8]
3.1.3 除氧设备
气体溶解定律知．气体水溶解度与该气体气水界面压力比与水温反比敞设备水加热随着水温升高气水界面水蒸气压力增其气体压力降低水达沸点水界面水蒸气压力与外界压力相等其气体压力都趋于零水溶解气体含量趋于零热力除氧工作原理
用加热除氧设备称热力除氧器工业锅炉房蒸汽锅炉采用气式热力除氧器即除氧器内压力略高于气压(般0.02MPa工作温度104℃)便于逸气体能够排
用喷雾填料式热力除氧器图9所示

图9 喷雾填料式除氧器
除氧器由除氧除氧水箱两部组给水由除氧部进水管进进水管与互相平行几排带喷嘴喷水管连接水通喷嘴喷雾状要求喷嘴进水压力0.15-0.2MPa左右除氧部两层孔板孔板间装锈钢填料(称Ω元件)雾状水滴经填料层落水箱
蒸汽由除氧部进汽管进入向流析气体及部蒸汽经顶部圆锥形挡板折流由排气管排
给水除氧器内先喷雾状加热具表面积利于氧气水逸填料层呈水膜状态加热与蒸汽较充接触且填料蓄热作用所除氧效较负荷波适应强
3.1.4 卧式水火管锅炉
由于发酵车间所需蒸汽量所采用卧式水火管锅炉比较适宜
卧式水火管锅炉水管与火管组合起卧式外燃锅炉种锅炉20世纪创代卧式外燃水管锅炉基础发展起种整装锅炉目前型燃煤锅炉使用占较比例
种锅炉锅筒及各受热面都支承钢板焊底座炉排文架及通风装置全部支座结构形锅炉墙壁采用蛭石砖绝热外加薄铁皮形整体锅炉称种锅炉卧式快装锅炉快装锅炉结构紧凑运输便安装简单相其烟火管锅炉由于炉膛内根据情况布置备种拱墙炉内燃烧较同由于炉内烟气流速较高使火管传热系数提高积灰减少尤其层部增设省煤器使排烟温度降低锅炉效率达75％
4.1 设备安装注意事项
（1）原水通滤层压力降达0.05~0.06MPa应停止滤进行反冲洗滤料层截留污泥冲洗掉恢复其工作能力反洗强度15L／(s?m2)冲洗间10min洗至水合格重新进行滤
（2）排气阀度要合适造蒸汽浪费影响除氧效需要通反复调整维持其佳度
（3）保证重要用户用汽设计要考虑设置蒸汽自切断系统发事故按预定程序切断非重要用户负荷确认系统靠性产要进行试验
（4）设计蒸汽系统系统干管直径要按蒸汽发设备连续供汽量考虑利于工厂扩建或适应产变化

『玖』 发酵罐的构造及各部分的名称是什么，标准操作规程是什么

发酵系统操作规程

一、 发酵前准备工作

（1） 检查电源是否正常，空压机、微机系统和循环水系统是否正常工作。 （2） 检查系统上的阀门、接头及紧固螺钉是否拧紧。

（3） 开动空压机，用0.15Mpa压力，检查种子罐、发酵罐、过滤器、管路、

阀门等密封性是否良好，有无泄漏。罐体夹套与罐内是否密封（换季时应重点检测），确保所有阀门处于关闭状态（电磁阀前方的阀门除外）。

（4） 检查水（冷却水）压、电压、气（汽）压能否正常供应。进水压维持

在0.12Mpa，允许在0.15-0.2Mpa范围变动，不能超过0.3Mpa，温度应低于发酵温度10℃；单相电源AC220V±10%，频率50Hz，罐体可靠接地；输入蒸汽压力应维持在0.4Mpa，进入系统后减压为0.24MPa；空压机压力值0.8Mpa，空气进入压力应控制在0.25-0.30MP（空气初级过滤器的压力值）。

（5） 温度、溶氧电极、PH电极校正及标定，详见触摸屏PH、DO的标定帮

助。

（6） 检查各电机能否正常运转（共4个）。电磁阀能否正常吸合（整套系

统共11个电磁阀）。

二、 灭菌

1. 发酵系统安装好后的初次清洗

罐内的清洗：酸碱罐、补料罐、种子罐可将罐体上方的法兰卸开，由操作工采用洁净布手动清洗，结束后排尽罐内的污水，在多冲洗几遍即可。发酵罐的清洗可采用自来水管通过手孔向罐体内壁冲洗，当水位上升到搅拌轴的第二片叶轮时停止冲洗，开动电机搅拌清洗。各管路的清洗，可以先采用清水冲洗，再根据相应功能采用相应的清洗介质（清洗管路时应以保护管路中的各种元件为前提），具体步骤可参考“空气管路的灭菌”。如果发酵系统长时间不用或培养的菌体与上一批次的不相同时，可采用2%NaOH清洗，其他各罐也可以采用发酵罐的清洗方式清洗，清洗结束后应对发酵系统灭菌。 2. 空气管路的灭菌

（1） 空气管路上的除菌过滤器，使用蒸汽通过减压阀（空气减压阀不能进

行蒸汽灭菌，所以空气预过滤器不灭菌）、蒸汽过滤器然后进入除菌过滤器。

（2） 空气除菌过滤器的滤芯不能承受高温高压，因此，将蒸汽减压阀调整

在0.13MPa，不得超过0.15MPa。

（3） 空消过程中，除菌过滤器下端的排气阀应微微开启，排除冷凝水。 （4） 空消时间应持续30分钟左右，当设备初次使用或长期不用后启动时，

最好采用间歇空消，即第一次空消后，隔3～5小时再空消一次，以便消除芽孢。

（5） 经空消后的过滤器，应通气吹干，约20～30分钟，然后将气路阀门关

闭。保持空气管道正压。

3. 发酵罐空消（种子罐、补料罐、酸碱罐空消作为参考依据）

（1） 发酵罐空消前，应将打开排污阀Q22打开（使夹套内的压力不超压）。 （2） 关闭Q14，微开Q15,打开蒸汽阀门Q12，打开Q13向罐内通蒸汽；打

开Q18、Q19通过取样口向罐内通蒸汽。

（3） 将罐上的接种口，排气阀Q9，及排污管路上的阀门Q24、Q25微微打

开，使蒸汽通过这些阀门排出，当湿度达到1220C后开始计时，调整阀门Q9、Q13、Q19的开度，保持罐内温度1220C~1280C（压为一般在0.11～0.15Mpa），可根据工艺调整空消的温度与压力。

（4） 当时间达到30～40分钟后，关闭Q13、Q15、Q19，然后再关闭Q12、

Q18，打开空气管路上的阀门Q14、Q13向罐内通空气冷却，让罐内保持正压在0.03MPa-0.05MPa之间。

（5） 需要快速冷却时则关闭夹套排污阀门Q22，打开冷却水阀门Q27/DC1

向夹套通水冷却，到达常温后关闭冷却水。特殊情况下，可采用间歇空消（隔3～5小时再空消一次，以便消除芽孢）。

（6） 空消时，溶氧、PH电极取出，妥善保存，以延长其使用寿命。

4.发酵罐实消

（种子罐、补料罐、酸碱罐实消作为参考依据）

实消是当罐内加入培养基后，用蒸汽对培养基进行灭菌的过程。

(1)空消结束后，关闭进气阀门Q13,打开Q9卸去罐内压力，将校正好的PH、DO电极装好，尽快将配好的培养基从加料口加入罐内。

(2)培养基在进罐之前，应先糊化，一般培养基的配方量应根据工艺要求确定，发酵液的最终容积为罐体全容积的70％左右计算(泡沫多的培养基为60％左右，泡沫少的培养基可达75～80％)，考虑到冷凝水和接种量因素，以及是否流加，初定容由生产根据工艺的要求自行决定，需在实践中摸索。 (3)开启机械搅拌装置，低速转动，使罐内物料均匀混合。

(4)打开夹套排污阀Q22、蒸汽阀Q21，对罐内培养基预热（采用夹套通汽预加热）。当罐内温度升到90℃时（具体温度应按蒸汽质量而变动），关闭夹套进汽阀Q21，关闭Q14，全打开进汽阀Q12,打开Q13通入蒸汽，全开Q18，微开Q19通过取样口向罐内通蒸汽，关闭Q25、Q26，全开Q23,微开Q24向罐内通蒸汽，微开尾气阀门Q9（三路通汽灭菌），关闭电机搅拌。

当温度升到121—123℃，罐压升至0.12MPa时，控制蒸汽阀门Q9、Q19、Q13、Q24的开度，维持温度与罐压，并开始计时，微开火焰接种口向外排蒸汽，当时间到达30分钟之前，关紧焰接种口，关闭Q24（关闭前应人为地开大蒸汽量几次，避免培养基残留于阀门处）,关闭Q23，关闭Q19、18，关闭Q13、Q12停止供汽。

关闭夹套排污阀门Q22，打开冷却水阀Q27/DC1向夹套通水冷却，打开电机搅拌，当压力降到0.05MPa时打开空气阀门Q14、Q13向罐内通空气，加快冷却速度，并保持罐压为0.05MPa，直到罐内培养基温度降至接种温度。当罐内温度降至比发酵工艺所要求的温度高2－3℃时，关闭阀门Q27/DC1停止通冷却水。

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『拾』 发酵罐的结构及其各部分的功能

通用式发酵罐：具有通气和搅拌装置的立式圆筒形发酵罐.是目前大生产中最常用的发酵罐.其容积可从几升到几百吨不等.包括罐体、搅拌系统、传热系统、通气系统.
（1）罐体
（2）搅拌系统包括：驱动电机、搅拌轴；涡轮搅拌器、搅拌叶；挡板；轴封（端面轴封）
（3）传热系统包括夹层传热、蛇管传热（一般有4组、6组、8组）.
（4）通气系统包括单孔管、多孔环管