【摘要】：近年來(lái),隨著人們對(duì)人體胰島素、抗體以及各種酶制劑等新產(chǎn)品需求的增長(zhǎng),微生物發(fā)酵技術(shù)已成為當(dāng)下研究重點(diǎn)。溶氧量是生物發(fā)酵系統(tǒng)中一個(gè)重要的參數(shù),在生物發(fā)酵過(guò)程中,如果能維持恰當(dāng)?shù)娜苎踉６?就能夠保障發(fā)酵產(chǎn)物的質(zhì)量和產(chǎn)量。溶解氧與生物發(fā)酵系統(tǒng)中槳葉的轉(zhuǎn)速、種類、安裝高度以及氣體分布器等諸多因素有關(guān),通過(guò)研究這些因素對(duì)生物發(fā)酵罐內(nèi)部流場(chǎng)的氣液分散狀態(tài)、氣含率等特征的影響,就能夠?qū)θ苎趿考右钥刂�。采用�?jì)算流體動(dòng)力學(xué)(CFD)軟件對(duì)生物發(fā)酵罐內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行仿真模擬,利用SolidWorks 2014對(duì)生物發(fā)酵系統(tǒng),包括罐體、擋板、槳葉和氣體分布器等進(jìn)行三維建模,并將模型導(dǎo)入WorkBench 19.0中進(jìn)行前處理。使用FLUENT軟件進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算,采用Euler-Euler雙流體模型,將液相設(shè)置為水,氣相設(shè)置為空氣,湍流模型選用標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型,分別設(shè)置了四組槳葉轉(zhuǎn)速工況、三組槳葉安裝位置工況和三組通氣量工況進(jìn)行對(duì)比研究。重點(diǎn)對(duì)比分析發(fā)酵罐內(nèi)部流場(chǎng)的局部氣含率、通氣前后的功率變化等特征,結(jié)果表明,當(dāng)槳葉轉(zhuǎn)速為400 rpm,通氣量為184.23 L/min,且下槳葉安裝高度為0.2 m,上下槳葉間距為0.5 m時(shí)整體氣液分散效果最佳,生物發(fā)酵罐內(nèi)部流場(chǎng)混合最為均勻,此工況下的RPD值為0.80,通氣后功率下降20.3%。數(shù)值模擬結(jié)果合理,能夠?yàn)檫M(jìn)一步設(shè)計(jì)與優(yōu)化生物發(fā)酵系統(tǒng)提供一定的參考。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP273;TQ925
【圖文】：

因其適應(yīng)性好，可用于對(duì)不同種類的微生場(chǎng)中占據(jù)約為 70%-80%的比例，故又被稱機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐主要部分為機(jī)械罐內(nèi)通入氣體后，通過(guò)機(jī)械攪拌裝置旋轉(zhuǎn)混合，從而提高發(fā)酵液對(duì)氧氣的吸收效率2.1.2 生物發(fā)酵系統(tǒng)組成生物發(fā)酵系統(tǒng)由發(fā)酵罐罐體、機(jī)械攪等組成。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2.1 所示[26]。生物發(fā)酵罐作為微生物發(fā)酵的場(chǎng)所，其的條件和參數(shù)。傳熱裝置和冷卻裝置組成動(dòng)裝置和攪拌裝置為槳葉的旋轉(zhuǎn)提供動(dòng)力中產(chǎn)生的氣泡選擇消泡器或者消泡劑進(jìn)行的無(wú)菌空氣。

體結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)要由兩大部分組成，分別是生物發(fā)酵罐的罐體和的筒體、擋板和換熱裝置以及通氣裝置等。攪拌攪拌軸上部連接動(dòng)力裝置（電動(dòng)機(jī)）與傳動(dòng)裝置時(shí)地傳遞給攪拌裝置，令攪拌裝置旋轉(zhuǎn)，從而帶其產(chǎn)生相應(yīng)的流場(chǎng)并將發(fā)酵液和無(wú)菌空氣充分混反應(yīng)。圖 2.2 為使用 SolidWorks 2014 繪制的氣液

單孔式和多孔環(huán)裝式氣體分布器

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2750984