北京靜鑫機(jī)械生產(chǎn)的不銹鋼發(fā)酵罐/、發(fā)酵罐/設(shè)備是發(fā)酵生產(chǎn)中zui主要的設(shè)備,廣泛應(yīng)用于食品、制藥、生物化工等行業(yè)。發(fā)酵罐是連接原料和產(chǎn)物的橋梁。在發(fā)酵罐中,通過(guò)產(chǎn)物的合成使廉價(jià)的原料升值。
發(fā)酵罐的定義:1. 容器:由曲面構(gòu)成的封閉或敞開(kāi)的空間構(gòu)件,在力學(xué)上又稱(chēng)為殼或殼體。
2. 薄殼容器:按殼體壁厚(s)與內(nèi)徑(di)的比值或外徑(do=di+2s)與內(nèi)徑的之比的大小分為薄殼容器和厚殼容器。do/di<1.2,而s/di<0.1,為薄殼容器;do/di≥1.2,或s/di≥0.1,為厚殼容器。
發(fā)酵罐是為一個(gè)特定生物化學(xué)反應(yīng)的操作提供良好而滿意環(huán)境的容器。屬于薄殼容器的范疇。通常是由一個(gè)柱形的筒體和兩個(gè)封頭(蓋)焊接而成的,并帶有能夠調(diào)節(jié)和控制微生物(動(dòng)、植物細(xì)胞)生長(zhǎng)代謝所需要條件(溫度ph等)的附件的一類(lèi)容器。
發(fā)酵罐筒體的應(yīng)力分析:
無(wú)力距理論:認(rèn)為殼體的應(yīng)力僅包括拉力和剪應(yīng)力。即認(rèn)為殼體不變形。發(fā)酵罐可用本理論分析。
有力距理論:認(rèn)為殼體的應(yīng)力應(yīng)該包括拉力、剪應(yīng)力和彎應(yīng)力。
軸向應(yīng)力:由內(nèi)壓作用于端蓋上而產(chǎn)生的軸向拉應(yīng)力;
周向應(yīng)力:由于壓力作用使圓筒內(nèi)外均勻膨脹,在圓周的切線方向所產(chǎn)生的拉應(yīng)力。
軸向應(yīng)力=2×周向應(yīng)力
發(fā)酵罐壁厚(s)的計(jì)算原則:計(jì)算壁厚時(shí)應(yīng)根據(jù)發(fā)酵罐zui大應(yīng)力處的需要計(jì)算厚度。
有關(guān)參數(shù)的確定
1設(shè)計(jì)參數(shù)
(1) 設(shè)計(jì)壓力
p設(shè)計(jì)=(1.05~0.1)p工作
(2) 設(shè)計(jì)溫度
(3) 允許應(yīng)力
(4) 焊縫系數(shù)(ф)定義
焊縫處材料強(qiáng)度與本體材料強(qiáng)度的比值。小于或等于1。
焊縫系數(shù)大小的選取
a、 焊縫的結(jié)構(gòu)形式
焊接的形式:雙面焊和單面焊
b、 焊條種類(lèi)及其焊接質(zhì)量的影響
c、 焊后熱處理
d、焊縫檢驗(yàn)的要求及檢驗(yàn)級(jí)別
通過(guò)射線透視儀或超場(chǎng)波儀進(jìn)行無(wú)損探傷檢測(cè)。
(5) 設(shè)備壁厚附加量(c,單位cm)
c=c1+c2+c3
c1:鋼板或鋼管的負(fù)偏差;
c2:腐蝕裕度(由介質(zhì)性質(zhì)和使用壽命決定)
c3:設(shè)備制造過(guò)程中的減薄量。
發(fā)酵罐的分類(lèi)
發(fā)酵罐是連接久旱產(chǎn)物的橋梁。
嚴(yán)密的結(jié)構(gòu);良好的液體混合性能;高的傳質(zhì)和傳熱速率;靈敏的檢測(cè)和控制儀表。
按微生物生長(zhǎng)代謝需要分類(lèi):
非通風(fēng)發(fā)酵罐:酒精發(fā)酵罐;啤酒發(fā)酵罐
通風(fēng)發(fā)酵罐:機(jī)械攪拌、氣升式、伍式、臥式、自吸式等
按發(fā)酵設(shè)備特點(diǎn)分類(lèi):
機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐:伍式發(fā)酵罐、文式發(fā)酵罐、自吸式等
非機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐:氣提式、液提式、噴射式、排管式等
按操作方式分類(lèi):
批發(fā)酵:優(yōu)點(diǎn):污染雜菌比例小,操作靈活、可進(jìn)行不同產(chǎn)品的生產(chǎn);缺點(diǎn):效率低、非穩(wěn)態(tài)工藝過(guò)程設(shè)計(jì)和操作困難。
連續(xù)發(fā)酵:優(yōu)點(diǎn):底物轉(zhuǎn)化系數(shù)較高、具有較高的反應(yīng)體積速率、不同級(jí)數(shù)的發(fā)酵罐條件可以不同,可獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益。缺點(diǎn):容易污染雜菌。