Equipo de fermentación

Equipo de fermentación de cerveza-tanque de fermentación introducción Tanque de fermentación: responsable de la elaboración de los productos. Debe ser capaz de proporcionar las condiciones necesarias para las actividades de vida microbiana y el metabolismo, y ser fácil de operar y controlar para garantizar la realización de las condiciones del proceso y obtener altos rendimientos.

Un excelente dispositivo y composición del tanque de fermentación

(1) Debe tener una estructura estricta

(2) Buenas características de mezcla de líquidos

(3) Buena tasa de transferencia de calor en la fase de transferencia de masa

(4) Con instrumentos de control y detección fiables y de apoyo Equipos de fermentación de cerveza: la primera etapa en la historia del desarrollo de los tanques de fermentación: antes de 1900, eran modernos Un prototipo de fermentador con instrumentos sencillos de temperatura e intercambio de calor.

La segunda etapa: 1900-1940, aparecen tanques de fermentación de acero de 200m3, se comienzan a utilizar distribuidores de aire en tanques de fermentación de levadura de panadería y se comienza a utilizar agitación mecánica en pequeños tanques de fermentación.

La tercera etapa: 1940-1960, se comenzaron a perfeccionar una serie de tecnologías como la agitación mecánica, la ventilación, el funcionamiento aséptico y el cultivo puro, han surgido la detección de parámetros y el control del proceso de fermentación, y la resistencia a la fermentación. Ha surgido la esterilización con vapor. El electrodo de pH y el electrodo de oxígeno disuelto se utilizan para la medición continua en línea de bacterias, y la computadora comienza a controlar el proceso de fermentación. Paulatinamente se están comercializando equipos para la separación y purificación de productos de fermentación.

La cuarta etapa: 1960-1979, el volumen de los tanques de fermentación ventilados y agitados mecánicamente aumentó a 80-150 m3. Debido a la necesidad de producción a gran escala de proteínas unicelulares, han surgido fermentadores de ciclo a presión y de inyección a presión, que pueden superar algunos problemas de intercambio de gases y de calor. Las computadoras comenzaron a usarse ampliamente en la industria de la fermentación.

La quinta etapa: 1979 a la actualidad. El rápido desarrollo de la bioingeniería y la tecnología ha planteado nuevos temas para la industria de la fermentación. Como resultado, surgieron tanques de fermentación de cultivos celulares a gran escala y se comercializaron productos genéticamente modificados como la insulina y el interferón. Equipos de fermentación de cerveza: características de los tanques de fermentación (1) La diferencia sobresaliente entre los tanques de fermentación y otros equipos industriales son los altos requisitos para el cultivo puro, casi hasta un nivel muy exigente. Por lo tanto, la rigurosidad de los tanques de fermentación y la alta confiabilidad de operación son características importantes de la industria de la fermentación.

(2) Para obtener mayores beneficios económicos en la industria de fermentación moderna, los tanques de fermentación se están volviendo más grandes y automatizados. En términos de automatización de tanques de fermentación, la detección en línea de parámetros como electrodos de pH, electrodos de oxígeno disuelto, electrodos de CO2 disuelto, etc. se ha vuelto bastante madura en el extranjero. Los parámetros de las pruebas de fermentación se limitan a algunos de los parámetros más convencionales, como la temperatura, la presión y el flujo de aire. Equipos de fermentación de cerveza: tipos de tanques de fermentación El más utilizado en la industria de la fermentación es el tanque de mezcla ventilado. Además de los tanques de fermentación con agitación ventilada, otros tipos de tanques de fermentación incluyen tanques de fermentación con elevación de aire, tanques de fermentación con circulación de presión, tanques de fermentación con membranas de ultrafiltración, etc.

Equipos de fermentación típicos: equipos de preparación de semillas, equipos principales de fermentación, equipos auxiliares (preparación de aire estéril y medio de cultivo), equipos de pretratamiento de líquidos de fermentación, equipos de extracción de productos crudos, equipos de refinado y secado de productos, recuperación de efluentes, condiciones de funcionamiento del proceso fermentador del equipo de utilización y tratamiento

1. Temperatura: 25 ~ 40 ℃.

2. Presión: 0~1kg/cm3 (presión manométrica).

3. Condiciones de esterilización: temperatura 100~140℃, presión 0~3kg/cm3 (presión manométrica).

4. pH: 2~11.

5. Demanda de oxígeno: 0,05～0,3kmo1/m3·h.

6. Volumen de ventilación: 0,3~2VVM.

7. Consumo de energía: 0,5~4kW/m3.

8. Calor de fermentación: 5000~20000kcal/m3. h. Equipos de fermentación de cerveza - tipos de fermentadores 1. Se clasifican según el crecimiento y las necesidades metabólicas de los microorganismos.

Aeróbicos: antibióticos, preparados enzimáticos, levaduras, aminoácidos, vitaminas y otros productos se producen en tanques de fermentación aeróbicos, se requiere una fuerte ventilación y agitación para aumentar el oxígeno en; el coeficiente de transferencia de masa del caldo de fermentación. Anaeróbico: acetona butanol, alcohol, cerveza, ácido láctico, etc. utilizan tanques de fermentación anaeróbicos. No se requiere ventilación.

2.

Clasificación según las características de los equipos de tanques de fermentación

Tanques de fermentación ventilados con agitación mecánica: incluyendo los tipos circulantes, como tanques de fermentación tipo Wu, tanques de fermentación tipo venturi, así como tanques de fermentación ventilados no circulantes y autocebantes. Los tanques de fermentación esperan. Tanques de fermentación ventilados con agitación no mecánica: incluidos tanques de fermentación con elevación de aire circulante, tanques de fermentación con elevación de líquido y tanques de fermentación tipo tubería y chorro sin circulación. Estos dos tipos de tanques de fermentación utilizan diferentes medios para mezclar completamente las tres fases de gas, sólido y líquido en el tanque de fermentación, satisfaciendo así la demanda de oxígeno para el crecimiento microbiano y la formación de productos.

3. Clasificación por volumen

Generalmente se considera que los de menos de 500L son tanques de fermentación de laboratorio; los de 500-5000L son tanques de fermentación piloto y los de arriba de 5000L son tanques de fermentación a escala de producción; Tanque de fermentación anaeróbico sellado

Los requisitos para este tipo de tanque de fermentación son: puede estar cerrado, puede soportar una cierta presión, debe tener equipo de enfriamiento, debe minimizar la cantidad de dispositivos en el tanque; rincones muertos y facilitar la limpieza y esterilización.

El alcohol y la cerveza son productos de fermentación anaeróbica. Dado que sus tanques de fermentación no requieren aire estéril costoso, el escalado, la fabricación y el funcionamiento del equipo son mucho más simples que los equipos de fermentación aeróbica.

Su volumen suele ser superior a 50m3, H: Dt=1-2, y las partes superior e inferior del depósito son cónicas.

La parte superior dispone de entrada de material, entrada de agua de refrigeración, salida de CO2 y gases, boca de hombre y boca de manómetro, etc.

El control de temperatura adopta una combinación de tubo tipo serpiente dentro del tanque y rociado directo de agua en la pared exterior del tanque. El tubo de descarga está en el fondo del tanque.

1. Tanque de fermentación de alcohol

Condiciones para una alta tasa de conversión de levadura en alcohol

(1) Cumplir con las condiciones de proceso necesarias para el crecimiento y el metabolismo de la levadura

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(2) Un cierto tiempo de reacción bioquímica

(3) Eliminación oportuna del calor biológico que se liberará durante la reacción bioquímica

Estructural Requisitos para los tanques de fermentación de alcohol: cumple con los requisitos del proceso, favorece la descarga del calor de fermentación, favorece la descarga del líquido de fermentación de la estructura y favorece la limpieza, el mantenimiento y la facilidad de fabricación e instalación del equipo.

Equipos de fermentación de cerveza: tendencia de desarrollo En los últimos años, los equipos de fermentación de cerveza se han desarrollado hacia los de gran escala, al aire libre y combinados. Hasta ahora, la capacidad de los tanques de fermentación a gran escala utilizados ha alcanzado los 1.500. montones. El propósito de la producción a gran escala es:

(1) Debido a la producción a gran escala, se uniforma la calidad de la cerveza debido a la reducción del número de latas producidas, se racionaliza la producción y se invierte en; Se reduce el equipamiento principal.

Cambios en los materiales de los recipientes de fermentación. Evolucionó de la cerámica a los materiales madera-cemento-metal. En la producción actual de cerveza se utilizan estos dos últimos materiales. La mayoría de los recipientes de fermentación de cerveza en mi país son tanques de hormigón armado con pintura en el interior, y los recipientes grandes de nueva construcción generalmente utilizan acero inoxidable.

(2) Los recipientes de fermentación abiertos se transforman en cerrados.

En la producción a pequeña escala se utiliza generalmente el tipo abierto, que es más conveniente para el manejo de la fermentación, observación de la morfología de la espuma y determinación de la concentración del macerado. Con la expansión de la escala de producción de cerveza, los contenedores de fermentación se han vuelto más grandes y sellados. El mayor problema al pasar de la fermentación abierta a la cerrada es el manejo de los casquetes que las burbujas llevan a la superficie durante la fermentación. La tapa de burbuja se puede separar mediante succión.

(3) La evolución de los contenedores cerrados.

Originalmente era un tanque de fermentación cerrado con una tapa arqueada sobre un recipiente rectangular abierto; con la innovación tecnológica, pasó a tanques de fermentación cilíndricos horizontales hechos de placas de acero, acero inoxidable o aluminio. Posteriormente apareció el tanque de fermentación cilíndrico vertical con fondo cónico. Los grandes tanques de fermentación que se utilizan actualmente son principalmente tanques verticales, como tanques Naitan, tanques combinados, tanques Asahi, etc. Debido al aumento de la capacidad del tanque de fermentación, también es necesario mejorar considerablemente los equipos de limpieza, y la mayoría de ellos adoptan sistemas de limpieza automática CIP. Equipos y cálculos de pre y post fermentación de cerveza. Equipo de fermentación de cerveza: equipo de fermentación frontal y trasero (1) Equipo de fermentación frontal

Los tanques de fermentación frontales tradicionales se colocan en la cámara de fermentación y la mayoría de los tanques de fermentación son de tipo abierto. El tanque de fermentación frontal puede ser de placas de acero, comúnmente es de hormigón armado. También hay tanques de fermentación construidos con ladrillos con cemento en el exterior. La forma es principalmente rectangular o cuadrada. El tanque de fermentación frontal debe recubrirse con una capa especial como capa protectora. Se utilizan ampliamente resina de poliéster insaturado, resina epoxi u otros recubrimientos especiales, pero no cumplen completamente con los requisitos anticorrosión para la fermentación de cerveza a baja temperatura.

El fondo del tanque de fermentación frontal está ligeramente inclinado, lo que facilita la descarga de aguas residuales. Hay un tubo de descarga de cerveza tierna que se extiende entre 10 y 15 cm desde el fondo del tanque para mantener el nivel. Baja temperatura del mosto en el tanque de fermentación, se instala un sistema de enfriamiento en el tanque. Según la experiencia, el área de enfriamiento del tanque de fermentación frontal es de aproximadamente 0,2 metros cuadrados de área de enfriamiento por metro cúbico de líquido de fermentación para la siguiente fermentación de cerveza, y se pasa agua helada de 0 a 2 grados por el tubo de serpiente. Presta atención a las emisiones de CO2 y evita intoxicaciones.

Equipo de postfermentación

Principalmente completa la fermentación continua de la cerveza tierna y satura el dióxido de carbono para promover la estabilidad, clarificación y madurez de la cerveza.

De acuerdo con los requisitos del proceso, la temperatura en la sala de almacenamiento del vino debe mantenerse más baja que la de la sala de fermentación frontal. Generalmente, la temperatura es de 0-2 ℃ y los productos especiales requieren alrededor de -2 ℃. El azúcar residual en el proceso de posfermentación es bajo y la fermentación es suave, por lo que generalmente no es necesario instalar un serpentín de enfriamiento en el tanque. Los requisitos de estructura arquitectónica y aislamiento térmico de la sala de almacenamiento de vino no pueden ser inferiores a los de la fermentación previa. La baja temperatura interior se mantiene mediante tuberías de refrigeración interiores o circulación de aire frío. El tanque de postfermentación es un recipiente metálico cilíndrico sellado, disponible en dos tipos: horizontal y vertical. La mayoría de las fábricas adoptan el tipo horizontal. Durante el proceso de fermentación, es necesario saturar el CO2 y el tanque de posfermentación debe convertirse en un recipiente con una resistencia a la presión de 0,1 a 0,2 MPa de presión manométrica. El cuerpo del tanque de fermentación trasero está equipado con bocas de registro, válvulas de muestreo, tuberías de entrada y salida de cerveza, tuberías de descarga de dióxido de carbono, tuberías de aire comprimido, termómetros, manómetros y válvulas de seguridad y otros dispositivos auxiliares. El material del tanque de posfermentación generalmente está hecho de placas de acero A3 y la pared interior está recubierta con una capa anticorrosión. Todos los tanques de almacenamiento de vino se colocan en salas de almacenamiento de vino aisladas para mantener una determinada temperatura posfermentación. Junto a la sala de almacenamiento de vino hay un canal de funcionamiento aislado y cálido, en el que se ajusta y opera el proceso de postfermentación. Existen ventanas de observación de vidrio de cierto diámetro y número en la pared que separa la sala de almacenamiento de vino y el paso para facilitar la observación de las condiciones internas de la sala de postfermentación. El canal se mantiene a temperatura normal y las tuberías y válvulas que abren el líquido de fermentación están conectadas al canal. Equipo de fermentación de cerveza: nuevo equipo de fermentación de cerveza1. Fermentación de fondo cónico cilíndrico Yao

El tanque de fermentación vertical de fondo cónico cilíndrico (tanque cónico para abreviar) se ha utilizado ampliamente en la producción de cerveza fermentada desde arriba o desde abajo. El tanque cónico se puede utilizar solo para la pre-fermentación o post-fermentación, o la pre- y post-fermentación se pueden combinar en este tanque (método de un solo tanque). Las ventajas de este equipo son que puede acortar el tiempo de fermentación y tiene flexibilidad de producción, por lo que puede ser adecuado para la producción de varios tipos de cerveza.

Características del equipo

Este tipo de equipo generalmente se coloca al aire libre. El mosto fresco esterilizado y la levadura ingresan al tanque desde el fondo cuando la fermentación es más fuerte; use todas las camisas de enfriamiento para mantener una temperatura de fermentación adecuada. El refrigerante es principalmente etilenglicol o solución de alcohol, o se puede usar amoníaco (evaporación directa) como gas refrigerante que se descarga desde la parte superior del tanque; El cuerpo del tanque y la tapa del tanque están equipados con bocas de acceso, y la parte superior del tanque está equipada con un manómetro, una válvula de seguridad y una mirilla de vidrio. En el fondo del tanque se instala un tubo de gas CO2 purificado. El cuerpo del tanque está equipado con un tubo de muestreo y una conexión para termómetro. El exterior del equipo está envuelto con una buena capa aislante para reducir la pérdida de enfriamiento.

Ventajas:

(1) Tiene un bajo consumo de energía, utiliza un diámetro de tubería pequeño y puede reducir los costos de producción.

(2) Para la levadura que finalmente se deposita en el fondo del cono, se puede abrir la válvula en la parte inferior del cono para descargar la levadura fuera del tanque, y parte de la levadura reservarse para la próxima vez.

Factores que afectan el costo del equipo de fermentación

El tamaño, la forma, la presión de operación y la carga de trabajo de enfriamiento requerida del equipo de fermentación. La forma del contenedor se refiere principalmente a la superficie requerida por unidad de volumen, expresada en m2/100L, que es el principal factor que afecta el costo. 2. Tanque universal

Se utiliza para producción de un solo tanque y de múltiples tanques. Por tanto, es adecuado para diversas necesidades, por lo que este tipo de depósito también se denomina depósito universal.

Estructura: El cuerpo principal es un cilindro, que se compone de 7 capas de placas de acero de 1,2 m de ancho. La superficie total es de 378m3 y el volumen total es de 765m3.

El tanque combinado está compuesto por un cilindro vertical de carcasa delgada con boca de hombre, tapa abovedada y fondo cónico con pendiente suficiente para eliminar la levadura. La forma del fondo cónico puede ser similar a la del recipiente de inmersión para trigo. La base del tanque combinado es un cilindro de hormigón armado con una pared exterior de aproximadamente 3 m de alto y 20 cm de espesor. La forma de la parte superior de la pared del cilindro base está determinada por la pendiente del fondo del tanque. Hay 30 anclajes de hierro incrustados uniformemente en la pared del cilindro y soldados al tanque.

Rellene el espacio entre el cilindro y el fondo del tanque con mortero de cemento sólido, dejando una capa hueca de 25,4 cm de espesor entre el relleno y el fondo del tanque para aislamiento.

3. Asahi Tank

Un gran tanque de fermentación al aire libre que combina prefermentación y post-fermentación. El Asahi Tank es un tanque de fermentación cilíndrico con fondo inclinado fabricado con placas de acero inoxidable de 4-6 mm. La relación entre su altura y diámetro es de 1:1-2:1. Hay una camisa de enfriamiento en el exterior, y la camisa de enfriamiento rodea el cuerpo y el fondo del tanque. El exterior está aislado con espuma plástica y el interior está equipado con un tubo de drenaje móvil con un eje giratorio para drenar el vino y mantener uniforme el contenido de CO2 en el vino.

Características de las latas de Asahi

Las latas de Asahi tienen las mismas funciones que las latas cónicas, pero los procesos de elaboración son diferentes.

(1) Utilice una centrífuga para recuperar la levadura

(2) Utilice un intercambiador de calor de placas delgadas para controlar la temperatura de fermentación

(3) Utilice una circulación Bomba para bombear el líquido de fermentación. Enviado de nuevo.

Ventajas:

Los tres tipos de equipos se combinan entre sí para resolver los problemas de control de temperatura y control de concentración de levadura antes y después de la fermentación, y acelerar la madurez de la levadura. Usar una centrífuga de levadura para separar la levadura del caldo de fermentación puede resolver el problema de la sedimentación lenta de la levadura y usar levadura con cohesividad débil para la fermentación para aumentar el tiempo de contacto entre la levadura y el concentrado de fermentación, promover la reducción de acetaldehído y diacetilo en el caldo de fermentación, y reducir su contenido. Equipo de fermentación de cerveza-tanque de fermentación continua de cerveza tipo 1. Dos tanques de agitación y un tanque de separación de levadura están conectados en serie. El flujo de mosto lupulado se agrega al primer tanque de agitación. Después de la fermentación, la cerveza madura sale del tanque de separación. Este proceso ha alcanzado una escala de producción diaria de 100m2.

2. Consta de varios tanques de fermentación en torre de 6 a 9 metros de altura conectados en serie, con algunos equipos de separación de levaduras y almacenamiento de cerveza adjuntos.

También hay una torre de fermentación principal y una torre de fermentación, con un ciclo de fermentación de 40 o 50 horas y fermentación continua durante dos meses. Todos los indicadores económicos son mejores que el método intermitente.

Tanque de fermentación de acetona-butanol

Para producir acetona, el tanque de fermentación de butanol es más alto que el tanque de fermentación de alcohol. El cuerpo del tanque debe soportar alta presión y la pared del tanque es más gruesa. y fabricado con placas de acero. La cubierta superior y la parte inferior adoptan cabezas esféricas, la superficie interior del tanque es plana y lisa, no hay partes internas y se utiliza refrigeración por aspersión de superficie. El tanque de semillas se enfría con camisa. 1. Tanque de fermentación con agitación mecánica

El tanque de fermentación con agitación mecánica es uno de los tipos comúnmente utilizados en las plantas de fermentación. Utiliza la función de un agitador mecánico para mezclar completamente el aire y el puré para promover la disolución del oxígeno en el puré y garantizar el suministro de oxígeno necesario para el crecimiento microbiano y la fermentación.

Equipo de fermentación de cerveza-estructura del tanque de fermentación 1, tanque

2, agitador y deflector

3, antiespumante

4. Cojinetes

5. Dispositivo de transmisión

6. Dispositivo de distribución de aire

7.

El tanque

está soldado por un cilindro y una cabeza ovalada o en forma de plato. El material es acero al carbono o acero inoxidable. Para tanques de fermentación grandes se pueden utilizar placas de acero inoxidable. acero inoxidable compuesto, el espesor de la placa de acero inoxidable utilizada para el revestimiento es de 2-3 mm. Para cumplir con los requisitos industriales y operar bajo una cierta presión, el tanque es un recipiente a presión, esterilización por aire o esterilización real, y la presión de esterilización habitual es de 2,5 kg/cm2 (presión absoluta).

Agitador

Existen tres tipos de agitadores: el tipo de paleta plana, el tipo de paleta curva y el tipo de paleta en forma de flecha. Su función es romper las burbujas y disolver el oxígeno del puré. El grado de agitación, en general, la turbina de palas planas es la más intensa y tiene el mayor consumo de energía, seguida de la pala curva y la pala de flecha más pequeña. Para facilitar el desmontaje y montaje, la batidora grande se puede dividir en dos mitades y unirlas en su conjunto con pernos.

Tipos de palas agitadoras para depósitos de fermentación general

(1) Las palas agitadoras para depósitos de fermentación general más utilizadas son las palas agitadoras de turbina de palas planas, y la mayoría de las utilizadas en China tiene una fórmula de seis hojas planas, las proporciones de tamaño de cada parte se han estandarizado. Este tipo de paleta agitadora tiene una gran capacidad de transporte de líquido circulante y un alto consumo de energía. Por tanto, es especialmente adecuado para la fermentación de bacterias filamentosas.

(2) Agitador en espiral marino, que tiene un flujo axial más fuerte que una hélice de turbina, pero tiene una baja eficiencia de transferencia de oxígeno.

(3) Los mezcladores vibratorios, aunque pueden proporcionar una mayor eficiencia de transferencia de oxígeno, tienen una menor fuerza de corte.

(4) Se han utilizado paletas agitadoras de varillas múltiples en tanques de fermentación para la fermentación de Streptomyces filamentosos viscosos. Este tipo de paleta agitadora tiene buena capacidad de corte y dispersión y un bajo consumo de energía. El cambio de potencia durante todo el proceso de fermentación es mucho menor que el de la hélice de turbina.

(5) El agitador de tipo introducción de gas se compone de una paleta agitadora hueca instalada en el eje agitador hueco. La paleta agitadora debe tener al menos una abertura expuesta al líquido. A medida que gira la paleta agitadora, la presión en la abertura disminuye, lo que hace que el gas introducido fluya hacia abajo a lo largo del eje agitador. Es adecuado para caldos de fermentación con baja viscosidad.

Dispositivo antiespumante

Existen dos métodos antiespumantes: uno consiste en agregar agentes antiespumantes químicos para eliminar la espuma, pero las altas concentraciones de agentes antiespumantes químicos inhibirán la fermentación, por lo que no los agregue demasiado. mucho; el segundo método es el desespumado mecánico. Hay cuatro tipos principales de dispositivos antiespumantes mecánicos.

La primera es la paleta dentada antiespumante. Se instala en la parte superior del tanque, por encima del nivel del líquido, se fija en el eje agitador y gira con el eje agitador para romper continuamente la espuma.

El segundo es el antiespumante de turbina semicerrada, que es desarrollado y mejorado a partir del primero. La espuma puede ser rota directamente por la turbina o arrojada por la turbina y golpear la pared del tanque para romperse.

El tercero es el antiespumante centrífugo, que se coloca en la parte superior del tanque de fermentación y utiliza la fuerza centrífuga generada por la rotación de alta velocidad para romper la espuma, y ​​el líquido aún regresa al tanque.

El cuarto tipo es un antiespumante tipo raspador, que se instala en el puerto de escape del tanque de fermentación. La espuma ingresa al raspador giratorio de alta velocidad desde la entrada de gas-líquido. La velocidad del raspador es 1000. -1450 rpm La espuma se rompe rápidamente debido a la fuerza centrífuga, el líquido es lanzado hacia la pared de la carcasa y regresa al tanque, mientras que el gas se descarga por los orificios de vapor.

Deflector

La función del deflector es cambiar la dirección del flujo del líquido de flujo radial a flujo axial, haciendo que el líquido se agite violentamente y aumente el oxígeno disuelto. Por lo general, el ancho del deflector es (0,1-0,12)D, y la instalación de 4 a 6 piezas puede cumplir con la condición del deflector completo. La llamada "condición de deflector lleno" se refiere a agregar accesorios en el tanque a una cierta velocidad de rotación mientras la potencia del eje permanece sin cambios. Para lograr la condición de deflector completo, se deben cumplir los siguientes requisitos:

D: diámetro del tanque (mm)

Z: número de deflectores

W —Ancho de los deflectores (mm)

Las filas de tubos erectos y las filas de tubos también pueden funcionar como deflectores, por lo que los tanques de fermentación con tubos de enfriamiento o filas de tubos generalmente no tienen deflectores adicionales. (Pero cuando el tubo de enfriamiento es un serpentín, se debe instalar un deflector). La longitud del deflector va desde el nivel del líquido hasta el fondo del tanque. La distancia entre el deflector y la pared del tanque es (1/5~1/9)W para evitar rincones muertos y prevenir la acumulación de materiales y bacterias.

Acoplamientos y cojinetes

El eje de mezcla de los grandes tanques de fermentación es largo y a menudo está dividido en dos o tres secciones. Los acoplamientos se utilizan para formar una conexión rígida fuerte entre la mezcla superior e inferior. ejes. Los acoplamientos más utilizados tienen forma de tambor y de abrazadera. Los tanques de fermentación pequeños pueden usar bridas para conectar los ejes de agitación. La conexión del eje debe ser vertical y la línea central debe estar alineada. Para reducir la vibración, los tanques de fermentación de tamaño mediano generalmente están equipados con cojinetes inferiores en el tanque, mientras que los tanques de fermentación grandes están equipados con cojinetes intermedios. Las posiciones horizontales del cojinete inferior y del cojinete intermedio deben ajustarse adecuadamente. Los cojinetes del tanque no se pueden lubricar y se deben utilizar cojinetes de plástico lubricados con líquido (como plástico fenólico de asbesto, politetrafluoroetileno, etc.). El espacio entre el casquillo del cojinete y el eje suele ser de 0,4 a 0,7 del diámetro del eje para adaptarse a los cambios en la diferencia de temperatura. El muñón en el punto de contacto del cojinete en el tanque es muy fácil de desgastar, especialmente el cojinete inferior. El desgaste es más grave. Puede agregar un manguito al eje en el punto de contacto con el cojinete y fijarlo con el eje. con un tornillo de sujeción, de modo que solo se desgaste el manguito. El eje no se desgastará y solo será necesario reemplazar el casquillo durante el mantenimiento.

Dispositivo de transmisión

El tanque de prueba adopta un dispositivo de transmisión continua. Los dispositivos de transmisión comúnmente utilizados en tanques de fermentación incluyen dispositivos de reducción de engranajes cónicos cilíndricos o espirales de extensión de correa en V, entre los que se encuentran los V-. Se utiliza transmisión por correa. La eficiencia es alta, pero los requisitos de precisión de procesamiento e instalación son altos. Se utiliza un motor de cambio de polos para el cambio de velocidad de etapa, es decir, se usa una velocidad alta cuando la demanda de oxígeno es máxima y la velocidad se reduce adecuadamente durante las etapas cuando no se necesita una mayor cantidad de oxígeno disuelto. De esta manera no se reduce el rendimiento de la fermentación, pero se ahorra el consumo de energía.

Los tanques de fermentación con un alto grado de automatización utilizan dispositivos de conversión de frecuencia de tiristores para medir continuamente la concentración de oxígeno disuelto en el líquido de fermentación según el medidor de oxígeno disuelto, y cambian automáticamente la velocidad en cualquier momento de acuerdo con el consumo de oxígeno y las condiciones de fermentación requeridas para los microbios. Este tipo de dispositivo ahorra aún más el consumo de energía y puede aumentar en consecuencia el rendimiento de la fermentación, pero el dispositivo es bastante complejo.

Dispositivo de distribución de aire

La función del dispositivo de distribución de aire es soplar aire estéril y distribuir el aire uniformemente. Los dispositivos de distribución se presentan en forma de tubos individuales y tubos anulares. El que se usa comúnmente es el tipo de tubo único, con la boca del tubo alineada con el centro del fondo del tanque e instalado debajo del agitador más bajo. La distancia entre la boca del tubo y el fondo del tanque es de aproximadamente 40 mm y la dispersión del aire. El efecto es bueno. Si la distancia es demasiado grande, el efecto de dispersión del aire será deficiente. Esta distancia se puede ajustar adecuadamente según la situación del oxígeno disuelto. Cuando el aire es expulsado del tubo de distribución y sube, el agitador lo rompe en pequeñas burbujas y se mezcla completamente con el puré, aumentando así el efecto de transferencia de masa gas-líquido. . Normalmente, la velocidad del flujo de aire del conducto de ventilación es de 20 metros/segundo. Para evitar que el aire soplado por la cerbatana golpee directamente el fondo del tanque y acelere la corrosión del fondo del tanque, se suelda un refuerzo de acero inoxidable al fondo del tanque debajo del distribuidor de aire. Puede prolongar la vida útil del fondo del tanque. Cuando el volumen de ventilación es de 0,02 ~ 0,5 ml/seg, el diámetro de la burbuja es proporcional a 1/3 de la potencia del diámetro de la boquilla de aire. En otras palabras, cuanto menor sea el diámetro de la boquilla, menor será el diámetro de la burbuja. Por tanto, el coeficiente de transferencia de masa del oxígeno también es mayor. Sin embargo, el volumen de ventilación real en producción excede el rango anterior, por lo que el diámetro de la burbuja solo está relacionado con el volumen de ventilación y no tiene nada que ver con el diámetro de la boquilla.

Sello del eje

La función del sello del eje: sellar el espacio entre la parte superior o inferior del tanque y el eje para evitar fugas y contaminación de bacterias diversas. Los sellos de eje de uso común incluyen sellos de eje de prensaestopas y sellos de eje de extremo. El sello del eje del prensaestopas se compone de un prensaestopas, un casquillo inferior del prensaestopas, un prensaestopas y un perno de compresión para lograr el efecto de sellado del eje giratorio. Un componente instalado entre el eje giratorio y el equipo. Su función es evitar la fuga del medio de trabajo (líquido, gas) a lo largo del eje giratorio que se extiende fuera del equipo.

Tanques de fermentación por debajo de 5M3. Generalmente utilice refrigeración por camisa. Los tanques de fermentación grandes utilizan refrigeración por tubos (grupos de cuatro a ocho). El espesor de la pared del tanque de fermentación con camisa debe calcularse de acuerdo con la presión externa [es decir, 3,5 kg/cm2 (presión absoluta)]. Se instala una placa guía en espiral en la camisa para aumentar el efecto de intercambio de calor y fortalecer el cuerpo del tanque. Los tubos de refrigeración se corroen, desgastan y perforan fácilmente, por lo que es mejor fabricarlos de acero inoxidable. Equipo de fermentación de cerveza: tanque de fermentación universal estándar Edite este párrafo El tanque de fermentación universal es el equipo de cultivo aeróbico profundo más utilizado.

En la producción industrial, especialmente en la industria farmacéutica, el tanque de fermentación más utilizado es el tanque de fermentación universal. Este serpentín de fermentación dispone tanto de un dispositivo de agitación mecánico como de un dispositivo de distribución de aire comprimido. El eje de agitación del tanque de fermentación se puede colocar en la parte superior o inferior del tanque de fermentación. Su relación altura-diámetro es de 2:1-6:19. Los factores importantes involucrados son la eficiencia de transferencia de oxígeno y la entrada de energía. , calidad de mezcla y forma de paleta de agitación y proporciones geométricas de los fermentadores, etc.

Tanque de fermentación autocebante

La principal diferencia entre este y el tanque de fermentación general es: ① Hay un agitador especial, que se compone de un rotor y un estator; no hay tubo de ventilación.

El principio de succión de un mezclador con rotor y estator: el rotor sumergido en el líquido de fermentación gira rápidamente y el líquido y el aire son arrojados hacia el borde exterior del impulsor bajo la acción de la fuerza centrífuga. . En este momento, se forma una presión negativa en el centro del rotor. Cuanto mayor es la velocidad del rotor, mayor es la presión negativa causada. Dado que la cámara hueca del rotor está conectada a la atmósfera, el aire fuera del tanque de fermentación se aspira continuamente a través del filtro y luego se arroja al borde exterior del impulsor, y luego el gas y el líquido se distribuyen y expulsan uniformemente. a través del impulsor contradireccional. La agitación del rotor hace que el gas y el líquido formen un fuerte flujo mixto alrededor del impulsor, las burbujas de aire se trituran y el gas y el líquido se mezclan completamente.

Agitadores para depósitos de fermentación autocebantes

①Agitador autocebante de paletas giratorias;

②Agitador autocebante tipo Jet;

③Mezclador autocebante con rotor y estator.

Tanque de fermentación con torre de burbujas

El tanque de fermentación con torre es un cilindro vertical largo con una placa de orificio instalada en el cilindro. Algunos también instalan un agitador en el tanque y tienen deflectores alrededor del tanque. placa de pared. De manera similar a los tanques de fermentación discontinuos agitados mecánicamente, la sección transversal de la parte superior de algunas torres se amplía para reducir el caudal e interceptar los sólidos suspendidos arrastrados por el líquido.

El caldo de fermentación y el aire pueden fluir juntos o en contracorriente.

_Las características del tanque son: el tanque es alto y la relación altura-diámetro es 6 el equipo utilizado en la producción de oxitetraciclina y otros equipos tiene una relación altura-diámetro de 7; . Debido al alto nivel de líquido y la alta utilización de aire, el ahorro de aire es de aproximadamente el 5% y el ahorro de energía es de aproximadamente el 30%. Sin embargo, hay sedimentación en el fondo y es difícil enfriarlo cuando la temperatura es alta.

La ampliación de los modernos tanques de fermentación ha traído a STF una serie de dificultades insuperables. Agitación mecánica de más de 1000 kW; grandes cantidades de agua de refrigeración y eliminación de calor; distribución uniforme de oxígeno disuelto, fuentes de carbono y otros nutrientes y control del pH, etc.

Tanques de fermentación de tipo elevador

Los tanques de fermentación de tipo elevador también se denominan tanques de fermentación con agitación por flujo de aire. No requieren agitación mecánica. Utilizan ventilación para agitar y suministrar oxígeno.

Características: estructura simple, área de enfriamiento pequeña, equipo de transmisión sin agitación, gran coeficiente de llenado de líquido, sin necesidad de agregar agente antiespumante, fácil mantenimiento, operación y limpieza, ahorro de energía, reducción de la contaminación bacteriana, etc.

Principio de funcionamiento: el tanque mezclador de flujo de aire de circulación externa tiene un tubo ascendente de aire instalado fuera del tanque y el extremo inferior está conectado al fondo del tanque. Se instala una boquilla de aire en el fondo del tanque. tubo, y el aire comprimido se rocía a una alta velocidad de 250-300 m/s, y el líquido de puré en el tubo ascendente entra en contacto ya que la densidad de la mezcla de gas y líquido es menor que el líquido de puré en el. tanque, se eleva en el tubo. El extremo superior del tubo está conectado tangencialmente al cuerpo del tanque. El líquido ingresa desde la línea tangencial y gira hacia abajo en el tanque, formando un ciclo feroz.

Tanque de fermentación de elevación líquida

El tanque de fermentación de elevación líquida es un tanque de fermentación de elevación líquida en el que el líquido se transporta con la ayuda de una bomba de líquido y, al mismo tiempo, se aspira el gas. en el tanque de fermentación en la boquilla del líquido.

La boquilla es una pieza especial de este tipo de depósitos de fermentación, y su fabricación requiere precisión.

Tanque de fermentación Air Lift

El compresor de aire es una parte importante del tanque de fermentación Air Lift y su eficiencia depende de su forma.

Después de que el gas comprimido ingresa al líquido a través del distribuidor de aire, las burbujas formadas inicialmente se dispersan mediante la agitación violenta del líquido, por lo que el grado de dispersión de las burbujas está determinado por la tasa de consumo de energía.

(1) Tipo torre de boquillas

Este es un tanque de preparación compuesto por una boquilla de dos fases y una columna de burbujas. Su eficiencia de ventilación es mucho mejor que la del tipo de tubo poroso. o el tipo placa porosa muchos.

Este tipo de reactor se utiliza a menudo para el tratamiento de aguas residuales. Por ejemplo, en un tanque de lodos activados de 15.000 m3 se instalan 56 boquillas que pueden convertir 30.000 kg de oxígeno al día.

(2) Tipo de circulación de torre de boquillas

Utiliza una boquilla bifásica como dispositivo de ventilación y tiene una alta velocidad de circulación de líquido.

(3) Tipo de circulación por pulverización de vidrio

Utiliza la fuerza de pulverización de la boquilla para inhalar gas y hacer circular el gas dentro del tanque para lograr un mejor efecto de transferencia de oxígeno.

El efecto de transferencia de oxígeno.

(4) Tipo de canal de inyección

En este tipo de reactor, el líquido se acelera en la boquilla alargada, de modo que la energía potencial del líquido circulante se convierte más en energía cinética. efectivamente. La velocidad del líquido es mayor en el punto más estrecho de la boquilla y la presión estática es la más baja. El aire se aspira y se dispersa a través de los pequeños orificios o lugares estrechos, y las burbujas formadas en la boquilla se llevan al fondo. el tanque por el líquido que fluye hacia abajo. Al final del tubo estrecho, el gas sube y sale del líquido.

(5) Tipo de lecho de goteo

El líquido se dispersa en la parte superior del tanque y luego gotea a través de las células microbianas inmovilizadas. El aire se introduce en el fondo del tanque y fluye en dirección opuesta al líquido. Tiene amplias aplicaciones en el tratamiento aeróbico de aguas residuales.

(6) Tipo de circulación de torre de múltiples etapas

Este tipo de tanque utiliza tubos enrollados porosos u orificios de malla como separador primario. El nivel del resto del líquido está controlado por el tubo de rebose. (7) Tipo de circulación de tubería

El aire se introduce en el flujo de líquido a una velocidad de 3-4 m/s, y luego se separa en el separador ciclónico a través de un filtro poroso y finalmente se descarga en el sistema. Este flujo pasa a través de la bomba y el medidor de flujo en una dirección. Usando este método, se puede lograr una concentración celular muy alta (hasta t659 (células de peso seco)/L) y una alta tasa de transferencia de oxígeno. Sin embargo, el consumo de energía también es bastante alto.

(8) Tipo de lecho fluidizado líquido

En los últimos años, ha habido muchos informes de investigación sobre reactores bioquímicos de lecho sedimentado, que se utilizan principalmente en tres aspectos

① Las enzimas se inmovilizan en sólidos. sustratos;

②Las células intactas se fijan sobre sustratos sólidos para un cultivo puro;

③Los lechos fluidizados bioquímicos se utilizan ampliamente en procesos de tratamiento de aguas residuales.