机械搅拌通风发酵罐的节能设计

据数据统计,机械搅拌通风发酵罐搅拌所消耗的能源占发酵全过程的一半左右,提出了一种在机械搅拌通风发酵罐内增加射流混合来强化通风发酵罐溶氧过程和降低其发酵能耗的设计：用由喷嘴、混合管和循环管组成的射流混合器来强化机械搅拌通风发酵罐的第一次气体分散,从而可减少发酵罐坡低层的搅拌器,同时根据混合的要求合理设计其余各层搅拌器的直径;所设计的发酵罐比现有的机械搅拌通风发酵罐能耗降低32．5％以上,合应用是机械搅拌通风发酵罐提高溶氧效果、发酵水平提高;生产实践说明,射流混合和机械搅拌结降低能耗的一种有效方法。     

CFD数值模拟在柠檬酸发酵罐搅拌系统设计过程中的应用

采用CFD(computational fluid dynamics)数值模拟对600 m3柠檬酸发酵罐搅拌系统设计方案进行分析,结合柠檬酸发酵工艺,综合考虑搅拌轴功率、流型、传质混合能力,提出了2种设计方案,并对其进行了数值模拟及传质混合能力分析,通过对比确定最优方案。     

CFD数值模拟用于130m3气升式内环流发酵罐改造

针对130 m3气升式内环流反应器不能满足酵母发酵工艺传质混合要求,以及气含率过高装料系数达不到要求的实际情况,提出在气升式生物反应器上升管中加置内件的改造方案,并采用CFD(computational fluid dynamics)对改造前后的气液传质进行了模拟.模拟结果显示,加置内件可以有效地促进气泡的分散,改善气液两相的混合,强化氧传递过程.改造后,气含率下降,装料系数明显提升,酵母产量得到提升.     

中后期不同溶氧水平对赖氨酸发酵的影响

发酵过程中合理且充分供氧是提高L-赖氨酸发酵产量的主要途径之一,实际生产中溶氧控制策略又往往难以进行具体化操作,尤其是发酵中后期的溶氧水平直接决定了发酵生产的水平.通过5 L发酵罐实验分析中后期溶氧水平对赖氨酸发酵的影响,研究了不同溶氧水平条件下的发酵规律.实验数据表明,赖氨酸发酵中后期溶氧水平控制在60%~80%内,可以明显提高发酵的终点酸、转化率、酸固比和单罐总酸等生产指标,与正常控制水平(40%~60%)相比,依次分别提高了7.30%、3.08%、0.92%、5.48%.     

干式发酵搅拌器流场数值分析及结构参数优选

为了研究干式发酵搅拌器的搅拌效果,通过流体力学软件Fluent,采用动网格模型和多相流模型对干式发酵搅拌器中的混合过程进行了数值模拟,考察了搅拌转速、搅拌桨长和搅拌桨层数等因素对搅拌功率、混合时间、混合能和扩散流场的影响。研究结果表明,降低搅拌转速,有利于减小搅拌能耗,提高混合效率,但从工程效率角度,搅拌转速的选取不宜低于3 r/min;当搅拌桨长为1 200 mm时,搅拌的混合效率最高;当搅拌器搅拌转速大于6 r/min时,三桨搅拌器混合效率高于四桨搅拌器。     

发酵罐搅拌装置的优化设计

在生物发酵中产品收率高、生产能耗低是大型发酵罐的重要经济指标,采用优化后的组合式搅拌器,根据要求采用不同的桨型,控制各层搅拌器的能耗,按各层搅拌器的作用不同来分配搅拌器的轴功率,并且利用气体上升膨胀做功降低能耗,使之满足发酵各个区域气液分散、固液悬浮、混均、传热等要求,从而保证微生物的生长要求,达到提高发酵产量,同时降低生产能耗的目的;通过几年的研究和实践,优化后的组合式搅拌器在国内一些抗生素发酵上得到应用,在不同种类产品及不同大小罐上均取得了较好的效果,起到了提高产能、降低能耗的作用。     

发酵罐设计技术探讨

就发酵工程中最为重要的发酵罐设计中搅拌器转速和通气措施等关键技术参数进行了理论研究和技术分析，从而提出了优化设计方案，并就此应用于生产实践。各项技术数据证明，依照本文提出的技术方案，可成功地应用于柠檬酸发酵罐操作中，从而获取明显的经济效益和节能效果。     

生物反应器的CFD模拟及结构设计

利用计算流体力学（CFD）软件Fluent,以多重参考系法对发酵行业中的发酵罐搅拌流场进行整体数值模拟。基于标准的κ-ε紊流模型模拟了发酵罐内的流场分布,分析了垂直面和水平面上液相流的流场分布及规律,可为搅拌器的结构设计提供参考。     

环己酮装置分解釜传质研究及应用

环己酮生产能力提高后,原分解釜因物料停留时间缩短,影响正常生产,需进行改造。分析了搅拌速率、分解釜搅拌型式对氧化液分解反应的影响,比较了不同桨型搅拌器在相同工况下的计算机模拟效果,确定了环己酮装置扩能改造后,分解釜应采用开启式涡轮搅拌器。改造应用后,对搅拌速率进行了优化,应用结果表明:物料混合效果提高,促进了分解反应的进行,分解反应的转化率和选择性基本保持稳定,有效地解决了装置扩能改造给分解工序带来的问题。     

自混式搅拌器非牛顿流体传质性能研究

对于自混式圆盘涡轮搅拌器在非牛顿流体体系中传质特性及动力学性能 ,采用空气 羧甲基纤维素钠(CMC)水溶液体系进行实验研究 ,拟合出气液传质系数方程 ,为设备的放大提供了依据。结果表明 ,该类搅拌器的传质性能优于传统六平叶圆盘涡轮搅拌器 ,具有节能、低剪切的作用 ,适用于生物发酵等非牛顿体系