發酵罐設備

隨著生物發酵生產的發展，新工藝新技術不斷被采用。特別是生物發酵采用大種量、大風量，流加糖連續上罐發酵工藝．使原傳統的發酵罐顯露不足，難以滿足發酵新工藝的要求。也不適應節能降耗發酵大生產的需要。下文將以谷氨酸發酵為例，對發酵罐結構及其附件進行探討。 
2 發酵罐的高徑比。
2．1 發酵罐高度 
　　適當的發酵液柱，使空氣在發酵液中有一定的停留時間，能提高液體中的溶解氧，有利于發酵產酸。但隨著發酵液柱的提高。發酵罐空氣的進口壓力必須提高。且進氣壓力應大于發酵液柱靜壓加上發酵罐壓，這樣空壓機的出口壓力也隨之提高，電耗增加；另發酵罐高度提高，進罐物料輸送提升高度增加，電耗相對增加，而罐體穩定性減小，容易晃動。發酵廠房高度增加，造價增大.近年新建發酵罐容積趨向大型化,從100 罐到250罐、660罐，甚至更大.但綜合考慮,發酵罐直捅高度不宜過高,以不超過14m為宜.
2．2 高徑比H／￠
　　當發酵罐高度限定在一定范圍內．發酵罐容積增大，罐徑隨之增大，H／￠減少,發酵罐由細長型逐變為矮胖型。一般H／￠控制在3之內為宜.
3 冷卻面積
　　發酵工藝由小種量一次性糖發酵改變為大種量流加糖發酵；種量比過去增加4-6倍,發酵高峰發熱量明顯增加,發酵罐冷卻面積需相應增加,在未采用冷凍水冷卻情況下，冷卻面積設置一般為發酵罐體積1.5-1.8倍為宜。冷卻管布置可由內列管，內盤管和罐壁外盤管根據發酵罐大小和冷卻水質情況，進行不同組合排布。合理利用罐體空間，滿足發酵冷卻需要，同時節約水資源。
4 攪拌
4．1 攪拌檔數
　　傳統發酵罐攪拌大多為多檔攪拌，以達到發酵溶氧要求。但有關試驗得出，滿足發酵液中溶氧水平，主要取決于發酵罐底檔攪拌氣液混合效果。經改進攪拌器結構形式，在罐底部使氣液充分混合，使氣泡直徑微型化，達到乳化狀態，提高溶解氧。這樣攪拌檔數可減少，由三擋、四檔減至二檔或一檔。也能滿足發酵要求，使電耗大幅度下降，節電30％-50％。
4.2、攪拌器結構
　　傳統攪拌器一般為三彎葉、四彎葉和六彎葉輪。為使發酵液溶解氧水平提高，攪拌葉輪，從少葉向多葉（八彎葉、十彎葉等）設計，葉片設計.
成既有徑向流又有軸向流的混合流型復合式葉片,以提高混合乳化強度,利于發酵生產。 
4．3 特殊混合器
　　利用壓縮空氣的推動力釋放能量，使氣液混合乳化，提高溶氧，節約能源。目前已有類型：（1）噴環式射流混合器;（2）旋流式混合器;（3）靜混合器等,對發酵產出、節能均有較好效果。
5 傳動 
5．1 攪拌轉速
　　為適應發酵工藝節能需要，電機采用變頻器調速。發酵罐轉速由傳統的固定變為可調，可節約用電20％—25％。
5．2 軸承 
　　為消除軸磨損，采用穩定器代替中間軸承和底軸承，可以減少制造和維修費用。
6 尾氣回收裝置 
　　大種量,大風量,風量在1:0.3左右時，在混合器及攪拌的作用下，發酵液乳化，氣含率增大液位升高，產生泡沫多，使發酵液產生霧沫夾帶隨排氣帶出，造成尾氣逃料，污染環境影響發酵。尾氣采用旋擊分離器代替傳統的旋風分離器回收料液回流至發酵罐,使發酵放罐體積提高6％—15％，發酵消泡劑用量減少1／3左右，有利于提取得率提高。
7 進出管道
　　發酵罐進出管道口徑大小，影響物料的流動阻力和進出料的速度時間。進料管、出料管、接種管及流加糖管口徑應比原配置適當增大，以減少進出料時間，縮短發酵全程周期，提高發酵批次強度。進氣管、排氣管口徑設置也應增大，以適應風量變化，減少阻力，降低空壓機負荷節約能源.
8 小結
　　節能發酵罐是具有較大容積，大冷卻面積，轉速可調，氣液混合性好，溶氧水平高，單位體積發酵強度大,節電節水,維修費用低,能適應新工藝需要的新型發酵罐。