Torbellino de cerveza
Un excelente dispositivo y composición del tanque de fermentación
(1) Debe tener una estructura estricta.
(2) Buenas características de mezcla de líquidos
(3) Buenas tasas de transferencia de masa y de calor
(4) Un conjunto completo de instrumentos confiables de detección y control - la primera etapa en la historia del desarrollo de los equipos de fermentación de cerveza - tanque de fermentación: antes de 1900, era el prototipo de tanque de fermentación moderno, con instrumentos simples de temperatura y intercambio de calor.
La segunda etapa: 1900-1940, aparecieron tanques de fermentación de acero de 200 m3, los tanques de fermentación de levadura de panadería usaban distribuidores de aire y los pequeños tanques de fermentación usaban agitación mecánica.
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, y apareció la detección y control de parámetros del proceso de fermentación. El electrodo de pH y el electrodo de oxígeno disuelto que pueden resistir la esterilización con vapor y la medición continua en línea comienzan a utilizar computadoras para controlar el proceso de fermentación. Progresivamente se comercializan equipos para la separación y purificación de productos de fermentación.
La cuarta etapa: 1960-1979, el volumen del tanque de fermentación por aireación mecánica aumentó a 80-150 m3. Debido a la necesidad de producción a gran escala de proteínas unicelulares, han surgido fermentadores de inyección y ciclos de presión, que pueden superar algunos problemas de intercambio de gases y de calor. Las computadoras se han utilizado 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 de ingeniería genética como la insulina y el interferón. Características de los equipos de fermentación de cerveza: tanques de fermentación (1) La diferencia sobresaliente entre los tanques de fermentación y otros equipos industriales es que los requisitos para el cultivo puro son muy altos, casi hasta un nivel muy exigente. Por lo tanto, el sellado y la alta confiabilidad de los tanques de fermentación 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 tienden a ser de gran escala y automatizados. En la automatización de tanques de fermentación, la detección en línea de parámetros como electrodos de pH, electrodos de oxígeno disuelto y electrodos de oxígeno disuelto se ha vuelto bastante madura en el extranjero. Los parámetros de las pruebas de fermentación se limitan a algunos de los parámetros más comunes, como la temperatura, la presión y el flujo de aire. El equipo de fermentación de cerveza más utilizado en la industria de la fermentación es el tanque de fermentación. Además de los tanques de fermentación de aireación y agitación, se pueden utilizar otros tipos de tanques de fermentación como tanques de fermentación con elevación de aire, tanques de fermentación de ciclo 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 refinación y secado de productos, recuperación de líquidos residuales. Equipos de utilización y procesamiento, condiciones de operación del proceso del tanque de fermentación.
1. Temperatura: 25 ~ 40 ℃.
2. Presión: 0 ~ 1 kg/cm3 (presión manométrica).
3. Condiciones de esterilización: temperatura 100 ~ 140 ℃, presión 0 ~ 3 kg/cm3 (presión manométrica).
4. Valor de pH: 2 ~ 11.
5. Demanda de oxígeno: 0,05~0,3k mo 1/m3·h.
6. Ventilación: 0,3~2VVM.
7. Consumo de energía: 0,5~4kW/m3.
8. Calor de fermentación: 5000 ~ 20000 kcal/metro cúbico. h. Equipo de fermentación de cerveza: el modelo del tanque de fermentación es 1. Según las necesidades del crecimiento microbiano y del metabolismo.
Aeróbica: Los antibióticos, preparaciones enzimáticas, levaduras, aminoácidos, vitaminas y otros productos se llevan a cabo en tanques de fermentación aeróbica; se requiere una fuerte ventilación y agitación para aumentar el coeficiente de transferencia de masa de oxígeno en el caldo de fermentación. Anaeróbicos: acetona butanol, alcohol, cerveza, ácido láctico, etc. Utilice tanques de fermentación anaeróbica. No se requiere ventilación.
2. Clasificación según las características de los equipos de tanques de fermentación
Tanques de fermentación con agitación mecánica y ventilación: incluidos tanques de fermentación circulantes, como tanques de fermentación estilo Wu, tanques de fermentación Venturi y tanques de fermentación con ventilación sin circulación y autocebantes. tanques de fermentación. Tanques de fermentación ventilados y agitados no mecánicamente: incluyendo tanques de fermentación circulares de litros de aire, tanques de fermentación de litros líquidos y tanques de fermentación tubulares y de chorro no circulares. Estos dos tanques de fermentación utilizan diferentes métodos para mezclar completamente gas, sólido y líquido en el tanque de fermentación para satisfacer la demanda de oxígeno para el crecimiento microbiano y la formación de productos.
3.
Clasificación por volumen
En general, se cree que los tanques de fermentación de laboratorio por debajo de 500 L son tanques de fermentación piloto y por encima de 5000 L son tanques de fermentación a escala de producción. Tanque de fermentación anaeróbico cerrado
Los requisitos para este tipo de tanque de fermentación son: puede ser sellado, puede soportar una cierta presión, tiene equipo de enfriamiento, minimiza la cantidad de equipos en el tanque, elimina los muertos; termina, y facilita la limpieza y desinfección.
El alcohol y la cerveza son productos de fermentación anaeróbica. Sus tanques de fermentación no requieren aire estéril costoso, por lo que el escalado, la fabricación y el funcionamiento del equipo son mucho más simples que los equipos de fermentación aeróbica.
El volumen suele ser superior a 50m3, H:Dt=1-2, y la parte superior e inferior del tanque son cónicas.
La parte superior dispone de entrada de material, entrada de agua de refrigeración, salida de CO2 y gases, boca de hombre y puerto para manómetro.
El control de temperatura utiliza una combinación de un tubo con forma de 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 de alta conversión para que la levadura convierta el azúcar en alcohol
(1) Cumplir con las condiciones de proceso necesarias para el crecimiento y el metabolismo de la levadura.
(2) Un cierto tiempo de reacción bioquímica
(3) Eliminar el calor biológico liberado durante la reacción bioquímica de manera oportuna.
Los requisitos estructurales del tanque de fermentación de alcohol: cumple con los requisitos del proceso, favorece la descarga del calor de fermentación y el líquido de fermentación se descarga de la estructura, lo que favorece la limpieza y el mantenimiento de el equipo, y facilita la 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 la producción conjunta, al aire libre y a gran escala. Hasta el momento, la capacidad de los grandes tanques de fermentación utilizados ha alcanzado las 15.000 toneladas. El propósito de la producción a gran escala es:
(1) Debido a la gran escala, la calidad de la cerveza es uniforme debido a la reducción en el número de tanques en la producción de cerveza, la racionalización de la producción y la inversión en equipos importantes; se reduce.
Cambios en los materiales de los recipientes de fermentación. Desde cerámica hasta materiales metálicos madera cemento. Hoy en día, estos dos últimos materiales se utilizan en la producción de cerveza. Los contenedores de fermentación de cerveza domésticos son en su mayoría tanques de hormigón armado con pintura en el interior. Los contenedores nuevos y grandes generalmente están hechos de acero inoxidable.
(2) Cambie el recipiente de fermentación abierto por un recipiente de fermentación cerrado.
En producción a pequeña escala, generalmente es abierto, lo que resulta conveniente para el manejo de la fermentación, observación de la morfología de la espuma y determinación de la concentración del mosto. Con la expansión de la escala de producción de cerveza, los recipientes de fermentación se han vuelto más grandes y herméticos. Desde la fermentación abierta hasta la fermentación cerrada, el mayor problema es el tratamiento del casquete que lleva las burbujas a la superficie durante el proceso de fermentación. La ampolla se puede separar mediante succión.
(3) La evolución de los contenedores cerrados.
Resultó ser un tanque de fermentación cerrado con una tapa arqueada sobre el recipiente rectangular abierto. A través de la innovación tecnológica, los tanques de fermentación cilíndricos horizontales se fabrican con placas de acero, acero inoxidable o aluminio. Posteriormente aparecieron los tanques de fermentación de fondo cónico, cilíndricos y verticales. Los tanques de fermentación a gran escala que se utilizan actualmente son principalmente tanques verticales, como tanques con seguridad de red, tanques combinados, tanques Asahi, etc. Debido al aumento de la capacidad del tanque de fermentación, es necesario mejorar considerablemente los equipos y dispositivos de limpieza y, a menudo, se utilizan sistemas de limpieza automática CIP. Equipos de fermentación de cerveza y cálculos antes y después. Equipos de fermentación de cerveza, equipos de fermentación frontal y posterior (1) Equipos de fermentación frontal
Los tanques de fermentación frontales tradicionales se colocan en la sala de fermentación y la mayoría de los tanques de fermentación están abiertos. El tanque de fermentación frontal puede estar hecho de placa de acero, generalmente de hormigón armado, o puede estar hecho de ladrillos y enlucido con cemento. La forma es principalmente rectangular o cuadrada. El tanque de fermentación frontal está recubierto con una capa especial como capa protectora. Se utilizan ampliamente resina de poliéster insaturado, resina epoxi u otros recubrimientos especiales, pero aún no cumplen completamente los requisitos anticorrosivos para la fermentación de cerveza a baja temperatura.
El fondo del tanque de fermentación frontal está ligeramente inclinado, lo que favorece el vertido de aguas residuales. El tubo de descarga de cerveza se extiende entre 10 y 15 cm desde el fondo del tanque. Para mantener el mosto frío en el tanque de fermentación, se instala en el tanque un serpentín de enfriamiento o un tubo de descarga. Según la experiencia, la superficie de enfriamiento del tanque de fermentación frontal es de aproximadamente 0 por metro cúbico de líquido de fermentación, que se utiliza para la posterior fermentación de la cerveza. Con un área de enfriamiento de 2 metros cuadrados, se introduce agua helada de 0 a 2 grados en el tubo enrollado. Preste atención a las emisiones de CO2 para evitar intoxicaciones.
Equipo de postfermentación
Completa principalmente 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 de 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. Generalmente, no es necesario instalar un serpentín de enfriamiento en el tanque.
La estructura del edificio y los requisitos de aislamiento térmico de la sala de almacenamiento de vino no deben ser inferiores a los de la fermentación previa. La baja temperatura interior se mantiene a través de tubos de escape de refrigeración interior o circulación de aire frío. El tanque de postfermentación es un recipiente metálico cilíndrico cerrado, disponible en dos tipos: horizontal y vertical. La mayoría de las fábricas utilizan el tipo horizontal. El CO2 debe alcanzar la saturación durante el proceso de fermentación y el tanque de posfermentación debe poder soportar una presión manométrica de 0,1 a 0,2 MPa. El tanque del tanque de posfermentación está equipado con bocas de registro, válvulas de muestreo, boquillas de entrada y salida de cerveza, boquillas de salida de dióxido de carbono, boquillas de aire comprimido, termómetros, manómetros y válvulas de seguridad. El material del tanque de posfermentación es generalmente una placa de acero A3 y la pared interior está recubierta con una capa anticorrosión. Todos los tanques de almacenamiento de vino se colocan en una sala de almacenamiento de vino aislada para mantener una determinada temperatura posterior a la fermentación. Junto a la sala de almacenamiento de vino se encuentra un canal de operación con aislamiento térmico, en el cual se ajusta y opera el proceso de postfermentación. En la pared separada de la bodega de vino y del paso existen ventanillas de vidrio de cierto diámetro y número para facilitar la observación de las condiciones internas de la sala de postfermentación. La temperatura ambiente se mantiene en el canal y el canal está conectado con tuberías y válvulas que abren el líquido de fermentación. Equipo de fermentación de cerveza: nuevo equipo de fermentación de cerveza1. Tanque de fermentación de fondo cónico cilíndrico
El tanque de fermentación vertical de fondo cónico cilíndrico (tanque cónico para abreviar) se ha utilizado ampliamente en la producción de cerveza de fermentación superior o fermentación inferior. El tanque cónico se puede usar solo para pre-fermentación o post-fermentación, y la pre-fermentación y post-fermentación también se pueden combinar en uno solo en este tanque (método de un tanque). Las ventajas de este equipo son que puede acortar el tiempo de fermentación y tiene flexibilidad de producción, por lo que puede cumplir con los requisitos para producir varios tipos de cerveza.
Características del dispositivo
Este dispositivo se suele colocar al aire libre. El mosto y la levadura frescos esterilizados ingresan al tanque desde la parte inferior cuando la fermentación es más intensa; todas las camisas de enfriamiento se utilizan para mantener la temperatura de fermentación adecuada. El refrigerante es principalmente etilenglicol o solución de alcohol, y también se puede utilizar 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 registro, y la parte superior del tanque está equipada con un manómetro, una válvula de seguridad y un espejo de vidrio. El fondo del tanque está equipado con un tubo de inyección de gas CO2 purificado. El tanque está equipado con un tubo de muestreo y una boquilla para termómetro. El exterior del equipo debe estar envuelto con una buena capa de aislamiento térmico para reducir la pérdida de energía fría.
Ventajas:
(1) Se caracteriza por un bajo consumo de energía, un diámetro de tubería pequeño y un bajo costo de producción.
(2) La levadura que finalmente se deposita en el fondo del cono se puede descargar del tanque abriendo la válvula en el fondo del cono, y parte de la levadura se puede retener para la próxima vez. .
Factores que afectan el coste del equipo de fermentación
El tamaño, la forma, la presión de funcionamiento y el esfuerzo de enfriamiento requerido del equipo de fermentación. La forma del contenedor se refiere principalmente a la superficie requerida por unidad de volumen, expresada en m2/100L, y es el principal factor que afecta el costo. 2. Tanque de combustible universal
Se utiliza para la producción de tanques múltiples y de un solo tanque. Por lo tanto, es adecuado para diversas necesidades, por lo que también se le llama tanque universal.
Estructura: El cuerpo principal es un cilindro, compuesto por 7 capas. Placa de acero de 2m de ancho. La superficie total es de 378m3 y el volumen total es de 765m3.
Un tanque combinado consta de un cilindro vertical de cubierta delgada con una boca de acceso, una parte superior arqueada y un fondo cónico con suficiente pendiente para eliminar la levadura. La forma del fondo cónico puede ser similar a la forma de una olla para remojar trigo. La base del tanque combinado es un cilindro de hormigón armado y la pared exterior tiene unos 3 m de altura y 20 cm de espesor. La forma de la parte superior de la pared del cilindro de cimentación está determinada por la inclinación del fondo del tanque. Hay 30 anclajes de hierro enterrados uniformemente en la pared del cilindro y soldados al cuerpo del tanque. Rellenar mortero de cemento sólido entre el cilindro y el fondo del tanque, dejando una capa aislante hueca de 25,4 cm de espesor entre el relleno y el fondo del tanque.
3. Asahi Tank
Asahi Tank es un gran tanque de fermentación al aire libre con pre-fermentación y post-fermentación. Es un tanque de fermentación cilíndrico con fondo inclinado fabricado con placa de acero inoxidable de 4-6 mm. La relación altura-diámetro es de 1:1-2:1 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 de aceite móvil con un eje giratorio para drenar el medicamento líquido y mantener un contenido uniforme de CO2 en el medicamento líquido.
Características de las latas de Asahi
Las latas de Asahi y las latas cónicas tienen la misma función, pero el proceso de elaboración es diferente.
(1) Recuperar la levadura mediante centrifugación
(2) Utilizar un intercambiador de calor de placas delgadas para controlar la temperatura de fermentación
(3) Se bombea el líquido de fermentación por la bomba de circulación y enviado al Atrás.
Ventajas:
La combinación de los tres dispositivos resuelve los problemas de control de temperatura y concentración de levadura antes y después de la fermentación, y acelera la maduración de la levadura. El uso de una centrífuga de levadura para separar la levadura del caldo de fermentación puede resolver el problema de la lenta sedimentación de la levadura.
El uso de levadura con cohesión débil para la fermentación puede aumentar el tiempo de contacto entre la levadura y el caldo 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 tipo cerveza1. Dos tanques de agitación y un tanque de separación de levadura están conectados en serie. Al primer tanque de agitación se le añade mosto que contiene lúpulo. Después de la fermentación, sale cerveza madura. Este proceso ha alcanzado una escala de 100 m2/día.
2. Consta de varios tanques de fermentación de torre de 6-9 m de altura conectados en serie, y se añaden algunos equipos de separación de levadura y almacenamiento de cerveza.
El otro consta de torre de fermentación principal y torre de fermentación. El ciclo de fermentación es de 40 o 50 horas, y la fermentación dura dos meses. Todos los indicadores económicos son mejores que el método por lotes.
Tanque de fermentación de acetona butanol
El tanque de fermentación para producir acetona butanol es más alto que el tanque de fermentación de alcohol. El tanque debe soportar alta presión y la pared del tanque es más gruesa y está hecha de. placas de acero. La cubierta superior y la parte inferior son cabezas esféricas. La superficie interna del tanque es plana y lisa sin partes internas. Adopta enfriamiento por aspersión superficial. El frasco de semillas se enfría mediante una 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, promover la disolución del oxígeno en el puré, asegurando así el suministro de oxígeno necesario para el crecimiento, la reproducción y la fermentación microbiana.
Estructura del equipo de fermentación de cerveza: tanque de fermentación 1, tanque
2. Agitador y deflector
3 Acoplamientos. y rodamientos
5. Dispositivo de transmisión
6. Dispositivo de distribución de aire
7. >
Carcasa del depósito
Está soldada por un cilindro y una cabeza ovalada o en forma de plato, y está fabricada en acero al carbono o acero inoxidable. Para tanques de fermentación grandes, se pueden utilizar placas de revestimiento de acero inoxidable o acero inoxidable compuesto. El espesor de las placas de revestimiento de acero inoxidable es de 2 a 3 mm. Para cumplir con los requisitos industriales y operar bajo una determinada presión, el tanque es un contenedor presurizado. Normalmente, la presión de esterilización es de 2,5 kg/cm2 (presión absoluta).
Agitador
Existen tres tipos de agitadores: los de pala plana, los de pala curva y los de pala en flecha. Su función es romper las burbujas y disolver el oxígeno del macerado. En cuanto al grado de agitación, la turbina de palas planas es la más violenta y la que consume más energía, seguida de las palas curvas y las palas en forma de flecha. Para facilitar el desmontaje y montaje, la batidora grande se puede dividir en dos mitades y unirlas en un todo con pernos.
Tipos de paletas de tanques de fermentación ordinarios
(1) Las hélices de turbina de palas planas se utilizan ampliamente en tanques de fermentación generales. La mayoría de ellas en China son hélices de seis palas planas. La relación de tamaño de cada pieza se ha estandarizado. Este tipo de hélice hace circular una gran cantidad de líquido y consume mucha energía. Por tanto, es especialmente adecuado para la fermentación filamentosa.
(2) Los agitadores en espiral marinos tienen un flujo axial más fuerte que las hélices de turbina, pero tienen una menor eficiencia de transferencia de oxígeno.
(3) Aunque el mezclador vibratorio puede proporcionar una alta eficiencia de transferencia de oxígeno, la fuerza de corte es baja.
(4) Se utilizó una paleta agitadora de varillas múltiples en el tanque de fermentación para la fermentación de Streptomyces filamentosos pegajosos. Este tipo de hélice tiene buena capacidad de corte y dispersión, bajo consumo de energía y el cambio de potencia durante todo el proceso de fermentación es mucho menor que el de la hélice de turbina.
(5) El agitador de introducción de gas consta de un agitador hueco y está instalado en el eje del agitador hueco. La paleta 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. Adecuado para caldos de fermentación de baja viscosidad.
Dispositivo antiespumante
Existen dos métodos para eliminar la espuma: uno consiste en agregar agentes antiespumantes químicos para eliminar la espuma, pero los agentes antiespumantes químicos en alta concentración inhibirán la fermentación, por lo que no se pueden agregar demasiado. muchos; el segundo método es el desespumado mecánico. Hay cuatro tipos principales de dispositivos antiespumantes mecánicos.
Una es una paleta antiespumante dentada. Se instala en la parte superior del tanque, por encima del nivel del líquido, y se fija en el eje agitador. Tritura continuamente la espuma a medida que gira el eje agitador.
El segundo tipo es un antiespumante de turbina semicerrada, desarrollado y mejorado a partir del primero. La espuma puede ser aplastada directamente por la turbina o puede ser expulsada por la turbina y golpear la pared del tanque.
El tercer tipo es un antiespumante centrífugo, que se coloca en la parte superior del tanque de fermentación. La espuma se rompe por la fuerza centrífuga generada por la rotación a alta velocidad y el líquido aún regresa al tanque.
El cuarto tipo es un antiespumante tipo raspador, que se instala en la salida de aire del tanque de fermentación. La espuma ingresa al raspador giratorio de alta velocidad desde la entrada de gas-líquido. La velocidad del raspador es de 1000 a 1450 rpm y la espuma se rompe rápidamente.
Debido a la fuerza centrífuga, el líquido es arrojado hacia la pared de la carcasa y regresa al tanque, y el gas se descarga por el orificio de vapor.
Dispositivo de protección
La función del deflector es cambiar la dirección del flujo del líquido de flujo radial a flujo axial, haciendo que el líquido gire violentamente y aumente el oxígeno disuelto. En circunstancias normales, el ancho del deflector es (0,1-0,12)D y 4-6 piezas pueden cumplir con el requisito completo del deflector. La llamada "condición de deflector lleno" se refiere a agregar accesorios al tanque a una velocidad determinada 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-baffle Ancho de placa (mm)
Los tubos y filas verticales también sirven como deflectores, por lo que no hay deflectores adicionales en fermentadores con tubos o filas de enfriamiento. (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 la formación de rincones muertos y prevenir la acumulación de materiales y bacterias.
Acoplamientos y cojinetes
El eje de agitación de los tanques de fermentación grandes es más largo y a menudo está dividido en dos o tres secciones. Los ejes de agitación superior e inferior están conectados firme y rígidamente a través de acoplamientos. Los acoplamientos comúnmente utilizados son del tipo tambor y camisa. Los tanques de fermentación pequeños pueden usar una brida para conectar el eje de agitación. El eje debe estar vertical y la línea central debe estar alineada. Para reducir la vibración, los tanques de fermentación de tamaño mediano generalmente están equipados con soportes inferiores y los tanques de fermentación grandes están equipados con soportes intermedios. Las posiciones horizontales de los soportes inferiores y los soportes intermedios deben ajustarse adecuadamente. Los cojinetes del tanque de aceite no se pueden lubricar. Se deben utilizar cojinetes de plástico lubricados con líquido (como plástico fenólico de asbesto, politetrafluoroetileno, etc.). La holgura entre el casquillo del cojinete y el eje suele ser de 0,4-0 del diámetro del eje. para adaptarse a los cambios en la diferencia de temperatura. Los muñones en los puntos de contacto de los cojinetes en el tanque son propensos a desgastarse, especialmente los cojinetes inferiores. Se puede añadir un casquillo en el punto de contacto entre el eje y el rodamiento y fijarlo con un tornillo de sujeción, de modo que sólo se desgaste el casquillo y no el eje. Simplemente reemplace el casquillo durante el mantenimiento.
Transmisión de velocidad (equipo)
El tanque de prueba adopta un dispositivo de transmisión continuamente variable. Los dispositivos de transmisión comúnmente utilizados en los tanques de fermentación incluyen dispositivos de estiramiento de correas trapezoidales y engranajes cónicos cilíndricos o en espiral. Dispositivos de reducción, entre los cuales la eficiencia de transmisión por correa trapezoidal es alta, pero la precisión de procesamiento e instalación es alta. El motor de cambio de polos se utiliza para el cambio de velocidad por pasos, es decir, usar una velocidad alta cuando la demanda de oxígeno es máxima y reducir adecuadamente la velocidad durante las etapas en las que no se necesita un alto nivel de oxígeno disuelto. De esta forma no se reduce el rendimiento de la fermentación, pero se ahorra el consumo de electricidad. En tanques de fermentación con un alto grado de automatización, se utiliza un dispositivo de conversión de frecuencia de tiristores para cambiar automáticamente la velocidad en cualquier momento basándose en la medición continua de la concentración de oxígeno disuelto en el líquido de fermentación mediante el analizador de oxígeno disuelto, así como el oxígeno. Condiciones de consumo y fermentación necesarias para el crecimiento microbiano. Este dispositivo ahorra aún más el consumo de electricidad y puede aumentar la producción de fermentación en consecuencia, pero su dispositivo es bastante complejo.
Dispositivo de distribución de aire
La función del dispositivo de distribución de aire es soplar aire estéril para distribuir uniformemente el aire. Los dispositivos de distribución están disponibles en formas de tubo único y de tubo anular. Comúnmente utilizada en tuberías individuales, la boquilla está en el centro del fondo del tanque y se instala debajo del agitador más bajo. La distancia entre la boquilla y el tanque es de aproximadamente 40 mm y el efecto de dispersión del aire es bueno. Si la distancia es demasiado grande, el efecto de dispersión del aire será deficiente. La distancia se puede ajustar adecuadamente en función 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. Por lo general, la velocidad del viento del tubo de ventilación es de 20 m/s. Para evitar que el aire soplado por el tubo de soplado impacte directamente el fondo del tanque y acelere la corrosión del fondo del tanque, se suelda una pieza de acero inoxidable al tanque. parte inferior debajo del distribuidor de aire para refuerzo. Puede prolongar la vida útil del fondo del tanque. La ventilación es de 0,02~0. A 5 ml/s, 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 es mayor. 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 es sellar el espacio entre la parte superior o inferior del tanque y el eje para evitar fugas y contaminación bacteriana. 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 consta de un prensaestopas, un respaldo de prensaestopas, un prensaestopas y un perno de compresión para sellar el eje giratorio. Los componentes instalados entre el eje giratorio y el equipo se utilizan para evitar que el medio de trabajo (líquido, gas) se escape del dispositivo de enfriamiento a lo largo del eje giratorio, donde el medio de trabajo se extiende fuera del equipo.
Generalmente, los tanques de fermentación de menos de 5M3 adoptan refrigeración por camisa. Los fermentadores grandes se enfrían mediante tubos (grupos de cuatro a ocho).
El espesor de la pared del tanque de fermentación con camisa debe calcularse en función de la presión externa [es decir, 3,5 kg/cm2 (presión absoluta)]. La camisa está equipada con un deflector en espiral para aumentar el efecto de intercambio de calor y fortalecer el tanque. Los tubos de refrigeración son propensos a la corrosión o al desgaste, por lo que es mejor utilizar acero inoxidable. Equipo de fermentación de cerveza: tanque de fermentación universal estándar Editar Este tanque de fermentación universal es el equipo de cultivo aeróbico profundo más utilizado.
En la producción industrial, especialmente en la industria farmacéutica, los fermentadores generales son los más utilizados. Este dispositivo de bobinado de fermentación tiene tanto un dispositivo de agitación mecánico como 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 y su relación altura-diámetro es de 2:1-6:19. Los factores importantes relacionados con esto son la eficiencia de transferencia aeróbica, la potencia de entrada, la calidad de la mezcla, la forma de la paleta agitadora y la relación geométrica del fermentador.
Tanque de fermentación autocebante
La principal diferencia entre este y los tanques de fermentación generales es: ① Tiene un agitador especial, que se compone de un rotor y un estator; sin 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. Dado que la cavidad 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, luego el gas y el líquido se distribuyen uniformemente y se expulsan a través del mismo. Impulsor contrarrotativo. La agitación del rotor hace que el gas y el líquido formen un fuerte flujo mixto alrededor del impulsor, las burbujas se trituran y el gas y el líquido se mezclan completamente.
Agitador de tanque de fermentación autocebante
①Agitador autocebante de cuchillas giratorias;
②Agitador autocebante tipo chorro;
③Autocebante -mezclador de cebado con rotor y estator.
Fermentador de torre de burbujeo
Un fermentador de torre es un cilindro vertical largo con una placa perforada instalada y, en algunos casos, un agitador instalado dentro del tanque; se instalan deflectores alrededor de la pared del tanque. . Al igual que los fermentadores discontinuos agitados mecánicamente, algunos de estos fermentadores tienen una sección transversal ampliada en la parte superior de la columna para reducir los caudales e interceptar los sólidos suspendidos arrastrados por el líquido. El caldo de fermentación y el aire pueden fluir juntos o en contracorriente.
_Las características de la lata son: la altura y la relación altura-diámetro de la lata son 6; la relación altura-diámetro del equipo utilizado en la producción de oxitetraciclina es 7. Debido al alto nivel de líquido, la tasa de utilización del aire es alta, lo que ahorra alrededor del 5% de aire y el 30% del consumo de energía, pero hay sedimentación en el fondo y es difícil enfriarlo cuando la temperatura es alta;
Los modernos tanques de fermentación a gran escala han traído a STF una serie de dificultades difíciles de superar. Agitación mecánica superior a 1000 kw; grandes cantidades de agua de refrigeración y disipación de calor; distribución uniforme de oxígeno disuelto, fuentes de carbono y otros nutrientes y control del pH;
Tanque de fermentación de elevación
El tanque de fermentación de flujo ascendente también se denomina tanque de fermentación con agitación de flujo de aire. No requiere agitación mecánica y utiliza 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, mantenimiento, operación y limpieza simples, ahorro de energía, reducción de bacterias, etc.
Principio de funcionamiento: la característica del tanque mezclador de flujo de aire de circulación externa es que se instala un tubo ascendente de aire fuera del tanque, cuyo extremo inferior está conectado al fondo del tanque y la boquilla de aire. Se instala en el fondo de la tubería. El aire comprimido se expulsa a una alta velocidad de 250~300 metros/segundo y entra en contacto con el puré en el tubo ascendente. Dado que la densidad de la mezcla de gas y líquido es menor que la del tanque, aumenta en la tubería. El extremo superior de la tubería está conectado tangencialmente al tanque, lo que hace que el líquido ingrese al tanque desde la línea tangencial y gire hacia abajo. , formando una circulación feroz.
Tanque de fermentación de extracción de líquido
El tanque de fermentación de extracción de líquido transporta el líquido a través de una bomba de líquido y el gas es aspirado hacia el tanque de fermentación en la boquilla de líquido.
La boquilla es una parte especial de este tanque de fermentación y requiere una fabricación de 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 iniciales se dispersan mediante la agitación violenta del líquido, por lo que el grado de dispersión de las burbujas depende de la tasa de consumo de energía.
(1) Torre de boquillas
Se trata de un tanque de bebida compuesto por una boquilla de dos fases y una torre de burbujas. La eficiencia de ventilación es mucho mejor que la de los tubos porosos o las placas porosas. .
Este tipo de reactor se utiliza habitualmente 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 boquillas bifásicas como dispositivos de ventilación y la velocidad de circulación del líquido es rápida.
(3) Tipo de circulación de pulverización de vidrio
Utiliza la fuerza de pulverización de la boquilla para inhalar gas y hacer circular el gas en el tanque para lograr un mejor efecto de transferencia de oxígeno.
El efecto de la 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 el potencial del líquido circulante se puede convertir en energía cinética más eficientemente. La velocidad del líquido es mayor y la presión estática es menor en el punto más estrecho de la boquilla. El aire es aspirado y dispersado a través de pequeños orificios o lugares estrechos, y las burbujas formadas en la boquilla son transportadas al fondo del tanque por el líquido que fluye hacia abajo. Al final del tubo delgado, el gas se mueve hacia arriba, dejando que el líquido se drene.
(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 fijas. El aire entra desde el fondo del tanque y fluye en contracorriente hacia el líquido. Es ampliamente utilizado en el tratamiento aeróbico de aguas residuales.
(6) Tipo de circulación de torre multietapa
Este tipo de tanque utiliza serpentines o cribas perforadas como separadores primarios. El plano estacionario del líquido está controlado por el tubo de rebose. (7) Tipo de circulación por tubería
Se introduce aire en el flujo de líquido a una velocidad de 3-4 m/s y luego pasa a través del filtro poroso.
Separado en el separador ciclónico y finalmente descargado del sistema. El flujo pasa a través de la bomba y el medidor de flujo en una dirección. Este método puede tener altas concentraciones celulares (hasta t659 (peso seco celular)/L) y altas tasas 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) Inmovilizar la enzima en la matriz sólida;
② Fijar células enteras en la matriz sólida para un cultivo puro.
③ El lecho fluidizado bioquímico se utiliza ampliamente; usado Utilizado en el tratamiento de aguas residuales.