發(fā)酵通風(fēng)攪拌節(jié)能降耗關(guān)鍵技術(shù)的研究

【摘要】：隨著我國(guó)發(fā)酵工業(yè)的蓬勃發(fā)展,發(fā)酵罐越來(lái)越大型化,機(jī)械攪拌所耗能占發(fā)酵全過(guò)程的比例很大,因此如何改進(jìn)通風(fēng)攪拌設(shè)備提高氣液接觸面積和液固混合性能、盡量減少機(jī)械攪拌和通氣過(guò)程所消耗的動(dòng)力,無(wú)疑對(duì)發(fā)酵工業(yè)具有特別重要的意義。逆向龍卷直旋射流攪拌模式是在渦輪攪拌機(jī)器、橫流攪拌器、徑流攪拌器以及組合式攪拌器的基礎(chǔ)上,經(jīng)過(guò)論證和模擬開發(fā)出來(lái)的一種新型攪拌模型。 “逆向龍卷直旋射流攪拌模式”是我實(shí)驗(yàn)室在綜合通氣攪拌研究方面進(jìn)行開展研究而提出的,通過(guò)初步研究,此攪拌模式通過(guò)噴射和攪拌進(jìn)行組合使用,能夠具有很好的節(jié)能降耗效果。除此之外,逆向龍卷直旋射流攪拌器同時(shí)具有機(jī)械攪拌的優(yōu)點(diǎn)：以微小氣泡的形式分布在發(fā)酵液中增加接觸面積和接觸時(shí)間；它能使液體作渦流運(yùn)動(dòng),延長(zhǎng)了氣泡的運(yùn)動(dòng)路線,也可增加氣液接觸時(shí)間；另外攪拌使發(fā)酵液呈湍流運(yùn)動(dòng),減少了液膜阻力等。這使得培養(yǎng)基中的溶氧速率得到改善。 逆向龍卷直旋射流攪拌器是在空氣射流方式的基礎(chǔ)上,利用空氣分布器進(jìn)氣形式,提出的雙射流進(jìn)氣模式,即噴射器進(jìn)氣噴頭處有直射流和同心的環(huán)狀旋轉(zhuǎn)射流組成。發(fā)酵罐中液體流動(dòng)方式以龍旋方式流動(dòng),周邊及中心液體上升或下降以相反的方向流動(dòng),形成層流和局部湍流方式。 本論文著重從改變模擬發(fā)酵液?jiǎn)我蛩貤l件著手,測(cè)定在其中的溶解氧變化情況,選出在常規(guī)發(fā)酵pH值(3.0-8.0)范圍,罐壓(0-0.5Mpa)范圍、黏度(0-2pa.s)、糖濃度(2%-200%)范圍、氮源濃度(0.5%-5%)范圍、不同無(wú)機(jī)鹽(0.5%-2%)范圍、及罐中二氧化碳和氮?dú)鉂舛鹊葪l件下發(fā)酵液中溶解氧的溶解度。 【關(guān)鍵詞】：逆向龍卷直旋射流攪拌器 溶氧傳質(zhì)系數(shù)KLa 發(fā)酵罐整體耗能
【學(xué)位授予單位】：齊魯工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：TQ920.6
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-11
• 第一章 緒論11-23
• 1.1 課題研究背景11-13
• 1.2 發(fā)酵罐通風(fēng)攪拌設(shè)備的發(fā)展13-17
• 1.3 逆向龍卷直旋射流攪拌器結(jié)構(gòu)組成和工作原理17-19
• 1.4 氣液兩相流研究進(jìn)展19-22
• 1.5 本研究創(chuàng)新方法22-23
• 1.6 主要內(nèi)容及全文安排23
• 第二章 逆向龍卷直流射流攪拌器噴頭及溶氧參數(shù)分析及應(yīng)用23-32
• 2.1 引言23-24
• 2.2 逆向龍卷直流射流攪拌器噴頭性能分析24
• 2.3 噴頭的流量系數(shù)分析24-26
• 2.4 逆向龍卷射流直流攪拌器參數(shù)設(shè)計(jì)26-27
• 2.5 實(shí)驗(yàn)方法及條件27-28
• 2.6 結(jié)果與結(jié)論28-32
• 2.6.1 氣含率28-31
• 2.6.2 氣泡平均直徑31-32
• 2.7 本章小結(jié)32
• 第三章 逆向龍卷射流直流發(fā)酵罐內(nèi)氣液兩相流的仿真模擬32-43
• 3.1 引言32-33
• 3.2 CFD數(shù)字模擬33-36
• 3.3 多相流模型36-38
• 3.4 計(jì)算模型的建立38-39
• 3.5 模擬計(jì)算的前處理39-40
• 3.6 CFD計(jì)算結(jié)果及分析40-42
• 3.7 本章小結(jié)42-43
• 第四章 逆向龍卷射流直流攪拌器和組合攪拌器對(duì)面包酵母發(fā)酵的影響43-52
• 4.1 引言43-45
• 4.2 實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備45-46
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)材料45
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備45-46
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方法46-48
• 4.3.1 菌種46
• 4.3.2 培養(yǎng)基46-47
• 4.3.3 培養(yǎng)方法47
• 4.3.4 參數(shù)檢測(cè)方法47-48
• 4.3.5 菌體濃度測(cè)定48
• 4.5 結(jié)果與分析48-52
• 4.5.1 兩類攪拌器對(duì)菌體形態(tài)的影響48-49
• 4.5.2 兩類攪拌器對(duì)菌體濃度的影響49-50
• 4.5.3 兩類攪拌器對(duì)安琪面包酵母糖代謝的影響50-51
• 4.5.4 兩類攪拌器對(duì)溶氧的影響51-52
• 4.5.5 兩類攪拌器攪拌功率的比較52
• 4.6 本章小結(jié)52
• 第五章 總結(jié)與展望52-54
• 5.1 全文總結(jié)52-53
• 5.2 進(jìn)一步的討論和展望53-54
• 參考文獻(xiàn)54-59
• 致謝59

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