《工業(yè)發(fā)酵攪拌器》PPT課件.ppt

1,張國帥 銷售經(jīng)理 上海宇減傳動機(jī)械有限公司,工業(yè)發(fā)酵攪拌技術(shù)介紹,2,目錄,工業(yè)發(fā)酵過程攪拌技術(shù),工業(yè)發(fā)酵攪拌器技術(shù)的發(fā)展,宇減傳動最新發(fā)酵攪拌技術(shù),生物能源,燃料乙醇 燃料乙醇是國際上近年來最受關(guān)注的石油替代燃料之一 ,生物質(zhì)通過水解和發(fā)酵制燃料乙醇的技術(shù)是利用生物質(zhì)資源的最為有效途徑。主要原料有玉米（美國），甘蔗（巴西），甜菜（歐洲），還有木薯，秸稈等。 生物柴油 研究新的油脂原料路線如轉(zhuǎn)基因微生物法生產(chǎn)脂肪酸和油脂，提高脂肪酸和油脂含量，尋找并建立適合我國生物柴油生產(chǎn)的原料。 能源微藻（國家973立項(xiàng)） 生物燃?xì)猓淄椋?生物制氫,工業(yè)發(fā)酵過程攪拌技術(shù),生物能源-燃料乙醇(玉米）,工業(yè)發(fā)酵過程攪拌技術(shù),工業(yè)發(fā)酵過程攪拌技術(shù),生物能源-燃料乙醇（玉米）,3800噸玉米酒精發(fā)酵罐，16700x17400, 配備高效軸流式攪拌器ZCX一層，電機(jī)功率僅需22kw。,工業(yè)發(fā)酵過程攪拌技術(shù),生物能源-燃料乙醇（木薯）,該公司是經(jīng)國家發(fā)改委立項(xiàng)批準(zhǔn)的國內(nèi)第一個非糧燃料乙醇項(xiàng)目。項(xiàng)目坐落于北海市合浦工業(yè)園區(qū)，占地36萬平方米，投資總額7.5億元人民幣，建有一條燃料乙醇生產(chǎn)線、一條鐵路專用線、一座自備電站及一座污水處理系統(tǒng)。年產(chǎn)燃料乙醇20萬噸、木薯渣6.7萬噸、沼氣2400萬Nm3 。,3000噸發(fā)酵罐（15600X18650) 4臺15Kw側(cè)入式攪拌槳,工業(yè)發(fā)酵過程攪拌技術(shù),生物能源-燃料乙醇（秸稈）,工業(yè)發(fā)酵過程攪拌技術(shù),生物能源-燃料乙醇（秸稈）,20噸酶解罐（55kw）,30噸發(fā)酵罐（11kw）,工業(yè)發(fā)酵過程攪拌技術(shù),生物材料,1-3丙二醇（1-3,PDO) 1,3-PDO最主要的用途是作為合成聚酯的新一代單體,不但可以使聚酯塑料具有自然循環(huán)的可生物降解特性, 還可與對苯二甲酸合成聚對苯二甲酸丙二醇酯(俗稱PTT)，PTT是目前公認(rèn)的最好的傳統(tǒng)聚酯升級換代品。 乳酸與聚乳酸 乳酸是最重要的C3平臺化合物。聚乳酸可以替代石油基高分子材料，具有可生物降解的特點(diǎn)。用聚乳酸薄膜替代不可降解石油高分子材料作為農(nóng)用地膜，可以增加糧食產(chǎn)量10 。 二元酸 丁二酸與聚丁烯對苯二酸樹脂（PBT樹脂） 生物乙烯,工業(yè)發(fā)酵過程攪拌技術(shù),生物材料-1,3-丙二醇(PDO),250噸甘油發(fā)酵生產(chǎn)PDO發(fā)酵罐,工業(yè)發(fā)酵過程攪拌技術(shù),生物材料-二元酸,600噸二元酸發(fā)酵罐，6000x19500, 配備電機(jī)功率650kw。,工業(yè)發(fā)酵過程攪拌技術(shù),食品工業(yè)生物技術(shù),氨基酸 目前, 中國已經(jīng)成為氨基酸生產(chǎn)和消費(fèi)大國, 年消費(fèi)量約140 萬噸左右。以谷氨酸、賴氨酸和蛋氨酸為主。 檸檬酸 2008年中國有檸檬酸生產(chǎn)廠近百家，總年產(chǎn)能力約80萬噸，是全球最大的檸檬酸生產(chǎn)國和出口國，出口量更是超過國內(nèi)總產(chǎn)量的90%，出口依賴嚴(yán)重。出口量在全球檸檬酸貿(mào)易總量中的比重超過60%。 啤酒 醬油與醋,工業(yè)發(fā)酵過程攪拌技術(shù),谷氨酸產(chǎn)生菌為兼性好氧菌, 在有氧、無氧的條件下都能生長,只是其代謝產(chǎn)物不同。在谷氨酸發(fā)酵過程中,供氧必須適度。 已經(jīng)投產(chǎn)的750噸谷氨酸發(fā)酵罐，7900x13900, 配備電機(jī)功率630kw。,食品工業(yè)-谷氨酸（味精）,工業(yè)發(fā)酵過程攪拌技術(shù),780噸谷氨酸發(fā)酵罐皮帶減速機(jī)皮帶輪,工業(yè)發(fā)酵過程攪拌技術(shù),醫(yī)藥工業(yè)生物技術(shù),青霉素、紅霉素等抗生素 2009年國內(nèi)抗生素企業(yè)達(dá)到了120家，產(chǎn)量合計為14萬噸左右，市場規(guī)模達(dá)到600億，年平均增長率達(dá)到了24%。國內(nèi)很多抗生素品種的生產(chǎn)規(guī)模已經(jīng)達(dá)到了全球第一，其中青霉素產(chǎn)量為5萬多噸，占全球總產(chǎn)量的75%以上。 維生素C等 產(chǎn)量世界第一，約為90萬噸/年,工業(yè)發(fā)酵過程攪拌技術(shù),紅霉素370噸發(fā)酵罐,工業(yè)發(fā)酵過程攪拌技術(shù),紅霉素500噸發(fā)酵罐,500噸紅霉素發(fā)酵罐，6400x14400, 配備電機(jī)功率750kw。,工業(yè)發(fā)酵過程攪拌技術(shù),青霉素480噸發(fā)酵罐,480噸青霉素發(fā)酵罐，5800x16300, 配備電機(jī)功率785kw。,工業(yè)發(fā)酵過程攪拌技術(shù),生物催化劑,糖化酶、淀粉酶等 酶制劑中的支柱產(chǎn)品主要有：糖化酶、高溫-淀粉酶、堿性蛋白酶，自1988年引進(jìn)后，十余年來，發(fā)酵水平一直沒有提高，而國外卻提高很快。以糖化酶為例，目前我國產(chǎn)酶活力仍停留在32000u/ml左右，而國外已達(dá)到50000u/ml以上。由于成本偏高及質(zhì)量不穩(wěn)定，我國酶制劑產(chǎn)品難以進(jìn)入國際市場。 纖維素與半纖維素酶 根據(jù)在芬蘭所做的研究，半纖維素酶（主要是木聚糖酶）能促進(jìn)漂白，目前這些酶在斯堪的納維亞、加拿大、美國和智利已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段。用木聚糖酶處理牛皮紙漿能顯著地降低化學(xué)消耗而對紙漿產(chǎn)量及質(zhì)量幾乎沒有任何影響。 新型酶制劑，如谷氨酰胺轉(zhuǎn)胺酶、過氧化氫酶、甘露聚糖酶等,工業(yè)發(fā)酵過程攪拌技術(shù),酶制劑-糖化酶,宇減最新發(fā)酵攪拌技術(shù),發(fā)酵罐設(shè)計幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn),發(fā)酵罐的長徑比H/D的考慮：考慮氣體的停留時間以及熱管的布置國內(nèi)一般考慮2.5到3?？紤]攪拌的整體穩(wěn)定、換熱的能力以及罐體水柱背壓對壓縮機(jī)背壓的影響從而極大影響壓縮機(jī)能耗，國外例如DSM青霉素H/D=2，韓國希杰氨基酸H/D=1；由于攪拌能力提高靠大H/D提高氣含率，與低H/D沒有太大區(qū)別。 氣含率的控制：對于目前高的氣含率提供好的供氧，但降低了罐容，我建議對于通氣比在1：0.5以內(nèi)的攪拌控制氣含率在68%，抗生素在812%之間。,宇減最新發(fā)酵攪拌技術(shù),3 換熱管的布置：豎型列管，大蛇管，排管，圓形列管束（列管式換熱器型），彈簧管，蜂窩擋板等等。采用形式與發(fā)酵液黏度、固形物含量，發(fā)酵液熱值等等有關(guān)。擋板（換熱管就是一定的擋板）的大小靠近全擋板的75%到80%為佳。,豎管,大蛇管,彈簧管,工業(yè)發(fā)酵過程攪拌技術(shù),小結(jié),大量的工業(yè)生物過程需要攪拌技術(shù)和設(shè)備，攪拌設(shè)備隨著發(fā)酵罐的容積的增大也越來越大；新的攪拌技術(shù)也不斷應(yīng)用于工業(yè)發(fā)酵過程。 發(fā)酵罐的高徑比設(shè)計，換熱管的設(shè)計等都與攪拌設(shè)計密切相關(guān)，有許多經(jīng)驗(yàn)可供參考。,工業(yè)發(fā)酵攪拌器技術(shù)的發(fā)展,適用發(fā)酵過程的攪拌器,徑向流圓盤攪拌器： Rushton渦輪 半彎管圓盤渦輪 BT-6 軸向流攪拌器： 窄葉高效軸流 A310，CBY, HE3，ZCX等 寬葉高效軸流 A315，KSX, MaxFlo等,徑向流攪拌器-50年代,六直葉圓盤渦輪 Rushton Turbine LIGHTNIN R100 CHEMINEER D-6 長城 PY,PDY 功率準(zhǔn)數(shù)4.56.2； 單相流動中葉片后方存在尾渦； 氣液兩相操作時，葉片后方有氣穴；,工業(yè)發(fā)酵攪拌器技術(shù)的發(fā)展,徑向流攪拌器-80年代,半管式圓盤渦輪 Smith Turbine LIGHTNIN R130 CHEMINEER CD-6 長城 HY，HDY 功率準(zhǔn)數(shù)2.83.2； 降低了功率，提高了氣體控制能力； 傳質(zhì)性能提高。,工業(yè)發(fā)酵攪拌器技術(shù)的發(fā)展,徑向流攪拌器-98年,拋物線型圓盤渦輪 Bakker Turbine CHEMINEER BT-6 長城 BTD 北化 HEDT BT-6特性 低功耗：功率準(zhǔn)數(shù)Np2.3； 在雷諾數(shù)大于1000時，其功率準(zhǔn)數(shù)基本上已經(jīng)是常數(shù)； 通氣條件下，其功率下降比較平緩； 比較好的氣體分散能力，可達(dá)渦輪槳的5倍多； 氣液傳質(zhì)系數(shù)比渦輪可提高60%；,BT-6,工業(yè)發(fā)酵攪拌器技術(shù)的發(fā)展,工業(yè)發(fā)酵攪拌器技術(shù)的發(fā)展,三種攪拌器的功率曲線,工業(yè)發(fā)酵攪拌器技術(shù)的發(fā)展,D/T 恒定情況下，綜合可參考數(shù)據(jù)的平均值,三種攪拌器的氣體分散能力,工業(yè)發(fā)酵攪拌器技術(shù)的發(fā)展,三種攪拌器的氣液傳質(zhì)能力,高效軸流式攪拌器 LIGHTNIN A310, A510 CHEMINEER HE3 長城 ZCX 北化 CBY A310特性 Np0.3 Nq0.56 ZCX特性 Np0.30.5 Nq0.450.6,窄葉軸向流攪拌器-80年代,A310,ZCX,工業(yè)發(fā)酵攪拌器技術(shù)的發(fā)展,HE3特性 Np=0.20, Nq=0.46 for D/T=0.5 Np=0.22, Nq=0.47 for D/T=0.4 Np=0.26, Nq=0.49 for D/T=0.3 Np=0.30, Nq=0.50 for D/T=0.2 CBY特性 Np0.30.5 （tip=17.523) Nq0.450.6,HE3,CBY,工業(yè)發(fā)酵攪拌器技術(shù)的發(fā)展,寬葉軸流式攪拌器 LIGHTNIN A315 CHEMINEER MaxFlo 長城 KSX, MSW 北化 WH A315特性 Np0.75 Nq0.73 KSX特性 Np0.8 Nq0.75,寬葉軸向流攪拌器-80年代,A315,KSX,WH,MaxFlo,工業(yè)發(fā)酵攪拌器技術(shù)的發(fā)展,小結(jié),發(fā)酵過程攪拌器技術(shù)從上世紀(jì)50年代以來在氣液分散徑向流攪拌器方面取得了很大的發(fā)展，可以說已經(jīng)發(fā)展了三代，但是近十幾年來沒有新的發(fā)展。 軸向流攪拌器自80年代開發(fā)并應(yīng)用以來，雖有不少公司和研發(fā)機(jī)構(gòu)進(jìn)行研發(fā)或改進(jìn)，但并無“實(shí)質(zhì)”上的新型攪拌器出現(xiàn)。,工業(yè)發(fā)酵攪拌器技術(shù)的發(fā)展,3,宇減傳動最新發(fā)酵攪拌技術(shù),宇減最新發(fā)酵攪拌技術(shù),新一代發(fā)酵罐軸向流攪拌器 寬葉圓盤軸向流攪拌器HDT,宇減最新發(fā)酵攪拌技術(shù),宇減最新發(fā)酵攪拌技術(shù),宇減最新發(fā)酵攪拌技術(shù),宇減最新發(fā)酵攪拌技術(shù),同等功率消耗情況下平均提升氣含率512%,最高可達(dá)20%以上,優(yōu)勢1,宇減最新發(fā)酵攪拌技術(shù),鴻泰最新發(fā)酵攪拌技術(shù),鴻泰最新發(fā)酵攪拌技術(shù),優(yōu)勢2-相對更加平穩(wěn)的液面,圓盤的加入使得攪拌器對氣體的控制能力更強(qiáng)，不會出現(xiàn)大氣泡冒出所引起的液面劇烈波動或“沸騰”，這樣可以提高發(fā)酵罐的裝液量和放罐體積，增加產(chǎn)量。,宇減最新發(fā)酵攪拌技術(shù),常用發(fā)酵通氣方式,宇減最新發(fā)酵攪拌技術(shù),鴻泰推薦發(fā)酵通氣