《通氣發(fā)酵設備》課件

通氣發(fā)酵設備通氣發(fā)酵設備，又稱為生物反應器，在現(xiàn)代生物制藥、食品加工和環(huán)境工程等領域發(fā)揮著至關重要的作用。這些設備通過控制溫度、pH值、氧氣濃度等參數(shù)，為微生物的生長和發(fā)酵提供了理想的環(huán)境。什么是通氣發(fā)酵通氣發(fā)酵通氣發(fā)酵是指在微生物發(fā)酵過程中，向發(fā)酵罐中通入無菌空氣，為微生物提供氧氣，促進其生長和代謝的過程。空氣作用通入的空氣為微生物生長提供氧氣，同時帶走發(fā)酵過程中產(chǎn)生的二氧化碳和其他氣體，維持發(fā)酵體系的正常運行。通氣發(fā)酵的作用提高微生物活性通氣可增加氧氣供應，促進微生物生長和繁殖。促進代謝產(chǎn)物生成充足的氧氣有利于微生物進行代謝反應，提高產(chǎn)物產(chǎn)量和質量?？刂瓢l(fā)酵溫度通氣可以帶走發(fā)酵過程中的熱量，維持適宜的發(fā)酵溫度。改善發(fā)酵環(huán)境通氣可以移除發(fā)酵過程中的二氧化碳等氣體，有利于微生物生長和代謝。通氣發(fā)酵的原理氧氣供應通氣發(fā)酵通過向發(fā)酵罐中不斷通入新鮮空氣，為微生物提供充足的氧氣，促進其生長和代謝。物質傳遞通入的空氣與發(fā)酵液發(fā)生接觸，實現(xiàn)氧氣、二氧化碳、氨氣、水蒸汽等的有效傳遞，優(yōu)化發(fā)酵環(huán)境。溫度控制通氣過程會產(chǎn)生熱量，通過控制通氣量和冷卻裝置，可以有效控制發(fā)酵溫度，確保微生物的正常生長。培養(yǎng)基優(yōu)化通氣發(fā)酵可以改善培養(yǎng)基的溶解氧含量，促進微生物對營養(yǎng)物質的吸收和利用，提高發(fā)酵效率。通氣發(fā)酵設備的分類靜態(tài)床式靜態(tài)床式發(fā)酵設備通常采用固定床反應器，物料在反應器中保持靜止狀態(tài)，氣體通過床層進行通風。鼓風式鼓風式發(fā)酵設備利用鼓風機將空氣或氧氣通入發(fā)酵罐，通過強制通風的方式進行通氣，適用于處理高濃度有機廢物。翻拌式翻拌式發(fā)酵設備通過機械攪拌器不斷翻動物料，提高物料與空氣的接觸面積，提高通氣效率。動態(tài)床式動態(tài)床式發(fā)酵設備利用移動床或流化床反應器，物料在反應器中不斷流動，增強了氣液固三相的接觸效率。簡單通氣發(fā)酵設備簡單通氣發(fā)酵設備是最基本的通氣發(fā)酵裝置，通常用于小型發(fā)酵生產(chǎn)。簡單通氣發(fā)酵設備通常由一個封閉的容器組成，容器內設有通風管和進氣口，通過機械通風或自然通風的方式，將空氣送入容器內，為發(fā)酵過程提供氧氣。簡單通氣發(fā)酵設備結構簡單、操作方便、成本低廉，但其通風效率較低、溫度和濕度難以控制，適用范圍有限。簡單通氣發(fā)酵設備常用于家庭釀酒或小型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等。靜態(tài)床式通氣發(fā)酵設備靜態(tài)床式通氣發(fā)酵設備是一種常用的發(fā)酵設備，廣泛應用于生物發(fā)酵行業(yè)。該設備的特點是發(fā)酵物料在固定床層中進行發(fā)酵，通風系統(tǒng)通過床層底部或頂部進行通風，以提供氧氣和控制溫度。靜態(tài)床式通氣發(fā)酵設備結構簡單，操作方便，成本較低，適合處理大批量物料。翻拌式通氣發(fā)酵設備混合均勻翻拌式設備通過機械翻拌，使物料均勻混合，促進氧氣進入，提高發(fā)酵效率。溫度控制設備內置溫度傳感器，自動調節(jié)翻拌速度和通風量，保持發(fā)酵過程的最佳溫度。鼓風式通氣發(fā)酵設備鼓風式通氣發(fā)酵設備利用鼓風機將空氣送入發(fā)酵罐，為微生物提供氧氣。該設備結構簡單、操作方便，適合規(guī)模較小的發(fā)酵生產(chǎn)。鼓風式通氣發(fā)酵設備常用于固態(tài)發(fā)酵，例如醬油、醋、腐乳等傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)。動態(tài)床式通氣發(fā)酵設備動態(tài)床式通氣發(fā)酵設備是一種新型的發(fā)酵設備，它將固體物料在發(fā)酵過程中不斷地翻動，使物料處于懸浮狀態(tài)。這可以確保物料與空氣充分接觸，提高發(fā)酵效率。同時，動態(tài)床式發(fā)酵設備可以有效地控制物料的溫度和濕度，并防止發(fā)酵過程中產(chǎn)生厭氧菌。動態(tài)床式通氣發(fā)酵設備適用于多種發(fā)酵工藝，例如有機廢棄物堆肥、生物質燃料生產(chǎn)、飼料發(fā)酵等。它可以提高發(fā)酵效率，降低成本，并生產(chǎn)出高質量的發(fā)酵產(chǎn)品。主要通氣發(fā)酵設備特點11.結構緊湊通氣發(fā)酵設備一般體積較小，便于操作和維護。22.操作簡單設備設計人性化，操作簡單易懂，易于控制發(fā)酵過程。33.控制精準配備自動控制系統(tǒng)，能精確控制溫度、濕度、pH等重要參數(shù)，確保發(fā)酵過程穩(wěn)定可靠。44.安全可靠設備采用優(yōu)質材料，并具有安全保護裝置，保障操作人員安全。簡單通氣發(fā)酵設備優(yōu)缺點結構簡單成本低，易于操作操作方便易于控制和維護占地面積小適合小型發(fā)酵生產(chǎn)通氣效率低發(fā)酵時間長，產(chǎn)量低靜態(tài)床式通氣發(fā)酵設備優(yōu)缺點優(yōu)點操作簡單，維護方便。成本低，適合小規(guī)模生產(chǎn)。缺點通氣效率低，發(fā)酵時間長?；旌闲Ч?，發(fā)酵不均勻。翻拌式通氣發(fā)酵設備優(yōu)缺點11.優(yōu)點均勻混合發(fā)酵材料，確保氧氣分布均勻，提高發(fā)酵效率。22.優(yōu)點溫度控制穩(wěn)定，減少發(fā)酵過程中的溫度波動，有利于微生物生長。33.缺點設備結構復雜，維護成本高，適合中小型規(guī)模的發(fā)酵生產(chǎn)。44.缺點容易造成物料損傷，影響發(fā)酵產(chǎn)品質量。鼓風式通氣發(fā)酵設備優(yōu)缺點優(yōu)點通風效率高，發(fā)酵過程均勻控制精確，發(fā)酵參數(shù)穩(wěn)定操作簡單，維護方便缺點設備成本較高對環(huán)境要求嚴格，需要專業(yè)人員操作動態(tài)床式通氣發(fā)酵設備優(yōu)缺點優(yōu)點物料混合均勻傳質效率高溫度控制精準缺點設備成本高操作難度較高維護成本較高動態(tài)床式通氣發(fā)酵設備采用連續(xù)流動的方式，物料在設備內不斷循環(huán)，能夠實現(xiàn)均勻混合，提高傳質效率，并方便溫度控制。但該設備結構復雜，成本較高，操作難度大，維護成本也較高。設備選型原則工藝需求首先要明確發(fā)酵工藝，包括培養(yǎng)基類型、菌種特性等，選擇能夠滿足工藝需求的設備。生產(chǎn)規(guī)模根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模選擇合適的發(fā)酵設備，以確保產(chǎn)量和效率，避免設備過大或過小。成本效益要綜合考慮設備成本、運行成本、維護成本，選擇性價比最高的設備。安全可靠選擇安全可靠的設備，確保發(fā)酵過程的安全性和穩(wěn)定性，避免事故發(fā)生。選型考慮因素發(fā)酵規(guī)模選擇適合的發(fā)酵規(guī)模，滿足生產(chǎn)需求，避免設備過大或過小。物料特性根據(jù)發(fā)酵物料的特性，選擇合適的設備類型和材質，確保設備安全可靠。通風需求根據(jù)發(fā)酵過程對氧氣的需求量，選擇合適的通風系統(tǒng)，保證發(fā)酵過程順利進行。工藝要求根據(jù)發(fā)酵工藝的要求，選擇合適的控制系統(tǒng)和監(jiān)測儀器，保證發(fā)酵過程的穩(wěn)定性和可控性。通氣發(fā)酵設備技術參數(shù)通氣發(fā)酵設備的技術參數(shù)多種多樣，可以根據(jù)具體應用需求選擇合適的設備。通氣發(fā)酵設備運行控制1溫度控制溫度是發(fā)酵過程中重要的控制因素。通過加熱或冷卻設備，可以將溫度控制在最佳范圍內，確保微生物的生長和代謝活動。2濕度控制濕度控制對于發(fā)酵過程至關重要，它影響著微生物的生長和代謝?？梢酝ㄟ^噴霧或加濕器調節(jié)濕度。3pH控制pH值是微生物生長的重要指標。通過添加酸堿溶液或使用自動控制系統(tǒng)，可以將pH值控制在最佳范圍內。溫度控制溫度是微生物生長的重要影響因素，發(fā)酵過程中溫度控制尤為重要。1溫度傳感器實時監(jiān)測發(fā)酵罐溫度2控制系統(tǒng)根據(jù)設定溫度進行調節(jié)3加熱/冷卻系統(tǒng)維持發(fā)酵罐溫度穩(wěn)定溫度控制系統(tǒng)通過傳感器采集溫度數(shù)據(jù)，并根據(jù)設定溫度進行調節(jié)，利用加熱或冷卻系統(tǒng)來維持發(fā)酵罐溫度穩(wěn)定。濕度控制1水分調節(jié)保持最佳濕度2控制蒸發(fā)減少水分流失3精準測量實時監(jiān)控濕度4自動調節(jié)優(yōu)化濕度控制濕度是影響發(fā)酵過程的重要因素之一。濕度過高會導致微生物生長過快，降低產(chǎn)品質量，濕度過低則會抑制微生物生長，影響發(fā)酵效率。通氣發(fā)酵設備通常采用濕度傳感器來監(jiān)測環(huán)境濕度，并通過控制通風量、加熱或冷卻等方式來調節(jié)濕度。pH控制1監(jiān)測使用pH計或pH傳感器實時監(jiān)測發(fā)酵液的pH值變化。2控制通過添加酸或堿來調節(jié)pH值，維持發(fā)酵過程所需的最佳pH范圍。3自動化可使用自動化控制系統(tǒng)，根據(jù)預設的pH值范圍自動調節(jié)酸堿添加量。pH值是影響發(fā)酵過程的重要因素之一，不同的微生物對pH值的要求不同。通氣發(fā)酵設備通常配備pH控制系統(tǒng)，確保發(fā)酵過程的正常進行。通風控制1通風量調節(jié)控制空氣流量2風速控制保證高效混合3氣體成分控制氧氣濃度4溫度控制發(fā)酵最佳溫度通風控制是發(fā)酵過程中不可或缺的一部分，它直接影響著微生物的生長和代謝。通風量、風速、氣體成分和溫度等因素都需要精確控制，以確保發(fā)酵過程順利進行。發(fā)酵過程監(jiān)測在線監(jiān)測實時監(jiān)測發(fā)酵過程中關鍵參數(shù)，如溫度、pH值、溶解氧、二氧化碳濃度等。使用傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行在線監(jiān)測，并通過顯示屏或軟件界面展示數(shù)據(jù)。離線分析對發(fā)酵過程中的樣品進行離線分析，例如微生物計數(shù)、代謝產(chǎn)物分析等。通過分析數(shù)據(jù)，可以評估發(fā)酵效率、產(chǎn)品質量和工藝參數(shù)的影響。發(fā)酵過程故障診斷11.溫度異常溫度傳感器故障或控制系統(tǒng)失靈，導致溫度偏高或偏低，影響微生物生長繁殖。22.濕度異常濕度傳感器故障或控制系統(tǒng)失靈，導致濕度過高或過低，影響微生物的代謝活性。33.pH值異常pH傳感器故障或控制系統(tǒng)失靈，導致pH值偏高或偏低，影響微生物的生長繁殖和代謝。44.通風異常通風系統(tǒng)故障，導致通風量不足或過大，影響發(fā)酵過程的氧氣供應和代謝產(chǎn)物的排放。發(fā)酵過程優(yōu)化控制參數(shù)調節(jié)根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)，實時調整溫度、濕度、pH值和通風量等關鍵參數(shù)，優(yōu)化發(fā)酵條件，提高發(fā)酵效率。數(shù)據(jù)分析收集和分析發(fā)酵過程中的數(shù)據(jù)，識別影響發(fā)酵效率的因素，找到提高發(fā)酵效果的關鍵控制點。過程優(yōu)化通過優(yōu)化控制策略，調整發(fā)酵時間、物料配比、攪拌速度等因素，提高發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量和質量。通氣發(fā)酵