發(fā)酵罐溫度串級控制系統(tǒng)概述

1、中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書1一、一、被控對象工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等發(fā)酵工程是應(yīng)用生物（主要是微生物）為工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)服務(wù)的一門工程技術(shù)，也稱微生物工程。發(fā)酵工程是包括微生物學(xué)、化學(xué)工程、基因工程、細(xì)胞工程、機(jī)械工程和計(jì)算機(jī)軟硬件工程的一個(gè)多學(xué)科工程?，F(xiàn)代發(fā)酵工程不但應(yīng)用于生產(chǎn)酒精類飲料、醋酸和面包，而且還可以生產(chǎn)胰島素、干擾素、生長激素、抗生素和疫苗等多種醫(yī)療保健藥物，天然殺蟲劑、細(xì)菌肥料和微生物除草劑等農(nóng)用生產(chǎn)資料，在化學(xué)工業(yè)上生產(chǎn)氨基酸、

2、香料、生物高分子、酶以及維生素和單細(xì)胞蛋白等。發(fā)酵反應(yīng)器（發(fā)酵罐）是發(fā)酵企業(yè)中最重要的設(shè)備。發(fā)酵罐式必須具有適宜于微生物生長和形成產(chǎn)物的各種條件，促進(jìn)微生物的新陳代謝，使之能在低消耗下獲得較高產(chǎn)量。例如，發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡單，便于滅菌和清洗；循環(huán)冷卻裝置維持適宜的培養(yǎng)溫度；由于發(fā)酵時(shí)采用的菌種不同、產(chǎn)物不同或發(fā)酵類型不同，培養(yǎng)或發(fā)酵條件又各有不同，還要根據(jù)發(fā)酵工程的特點(diǎn)和要求來設(shè)計(jì)和選擇發(fā)酵罐的類型和結(jié)構(gòu)。通風(fēng)發(fā)酵設(shè)備要將空氣不斷通

3、入發(fā)酵液中，供給微生物所需的氧，氣泡越小，氣泡的表面積越大，氧的溶解速率越快，氧的利用率也越高，產(chǎn)品的產(chǎn)率就越高。通風(fēng)發(fā)酵罐有鼓泡式、氣升式、機(jī)械攪拌式、溢流噴射自吸式等多種類型。機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐是發(fā)酵工廠常用的類型之一，它是利用機(jī)械攪拌器的作用，使空氣和賿液充分混合促使氧在賿液中溶解，以保證供給微生物生長繁殖、發(fā)酵所需要的氧氣，同時(shí)強(qiáng)化熱量傳遞。無論是微生物發(fā)酵、酶催化或動物植物細(xì)胞培養(yǎng)的微生物工程工廠都應(yīng)用此類設(shè)備，占目前發(fā)酵罐總

4、數(shù)的70%～80%，常用語抗生素、氨基酸、有機(jī)酸和酶的發(fā)酵生產(chǎn)。機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐是屬于一種攪拌釜式反應(yīng)器，除用作化學(xué)反應(yīng)和生物反應(yīng)器外攪拌反應(yīng)器還大量用于混合、分散、溶解、結(jié)晶、萃取、吸收或解吸傳熱等操作。攪拌反應(yīng)器由攪拌容器和攪拌機(jī)兩大部分組成。加班容器包括筒體、換熱原件及內(nèi)構(gòu)件、攪拌器、攪拌軸及其密封裝置、傳動裝置等統(tǒng)稱為攪拌機(jī)。中北大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書3同；與菌體的呼吸強(qiáng)度有對應(yīng)關(guān)系，呼吸強(qiáng)度越大產(chǎn)生的生物熱越大。2.攪拌熱攪拌器

5、轉(zhuǎn)動鎖引起的液體之間、液體與設(shè)備之間的摩擦所產(chǎn)生的熱量，即攪拌熱。3.蒸發(fā)熱空氣進(jìn)入發(fā)酵罐與發(fā)酵液廣泛接觸后，引起水分蒸發(fā)所需的熱能，稱為蒸發(fā)熱。這部分熱量在發(fā)酵過程中先以蒸汽形式散發(fā)到發(fā)酵罐液面，再由排氣管帶走。4.輻射熱由于管外壁和大氣間的溫度差異而使發(fā)酵液中的部分熱能通過罐體向大氣輻射的能量，即輻射熱。輻射熱的大小取決于罐內(nèi)外溫度差。發(fā)酵熱在整個(gè)發(fā)酵過程中隨時(shí)間而變化，引起發(fā)酵溫度發(fā)生波動，為了使發(fā)酵能在一定溫度下進(jìn)行，一定要控制