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抗生素发酵罐设计研究

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随着制药行业的不断扩大生产,抗生素发酵罐日趋大型化。抗生素发酵罐属于搅拌反应器,主要由搅拌装置、轴封、罐体和加热装置及附件组成。据统计,抗生素生产过程中,用于机械式搅拌所消耗的能源占发酵总过程的50%左右。在竞争激烈的抗生素市场上.如何改造老抗生素发酵罐,设计开发新型节能抗生素发酵罐,无疑对降低成本、增加效益具有重要的意义。实践证明,在有良好的气一液接触和固一液混合性能,使物质传递、气体交换能有效地进行的前提下,抗生素发酵应尽量减少机械搅拌过程和通气过程所消耗的能源”本文主要对空气分布装置、挡板、搅拌器转速的设计进行分析。

1空气分布装置设计

抗生素发酵罐通入无菌空气的目的是使发酵液维持一定的溶解氧,因为在好氧发酵生产中,好氧微生物的呼吸和代谢活动离不开氧气,所以通人无菌空气能够加强菌体代谢,避免造成染菌。常用的抗生素发酵罐进气管有两种形式:(1)单根进气管,深入到罐底。(2)由一根直径为25-SOmm的管子制成,下部弯曲成环状或长方形,在底面的弯曲部分则钻有c}3}8rnm的小孔,即鼓泡器, 抗生素发酵罐的进气比约为1 :0.81.1。发酵罐容积的大小也影响进气量的确定,因为发酵罐的容积大,空气中氧的利用率就高,容积小的利用率就低,因此对于不同的发酵罐应选择不同形式和结构的进气管实际生产中发现,对于较大容积的发酵罐,配钻有功3--Smm的小孔鼓泡器的孔常常被物料堵住,造成空气分布不均匀,有时会造成染菌,给企业带来巨大损失,而且这种形式搅拌效率低。所以尽量避免用这种结构.直接用较大的进气管就不存在上述问题~例如120吨发酵罐在底部设有小219的进气管效果就很好而小型发酵罐如6吨发酵罐用X59进气管就能较好地分布空气

2挡板

为了消除湍流状态时的“圆柱状回转区”和“打旋现象,可在发酵罐内安设挡板挡板作用:(1)将切向流变为轴向和径向流动,对于罐体内液体的主体对流扩散,轴向和径向流动都是有效的f曾大被搅动液体的湍动程度,从而改变搅拌效果.,

3搅拌器转速

在生产抗生素的发酵罐内设置搅拌的目的是有利于液体本身、液固和气液间的混合及热量的传递,消除局部过热反应,防止大量副产物的生成,尤其对氧的溶解有重要作用因为它可以加强气一液的湍动,增加气液接触面延长气一液接触时间。并且搅拌器叶片和气泡相撞时的阻力比均相液体的相撞时的阻力低,因而通搅拌的功率iv,.要比均相液体的功率.N低