Механическое перемешивание

Перемешивание в процессе ферментации

Перемешивание в промышленных ферментерах осуществляется 3 способами: механическое перемешивание, пневматическое перемешивание и с помощью циркуляционных насосов.

Перемешивание влияет на массоперенос из газовой фазы в жидкость по трем причинам:

1) Увеличивает поверхность контакта фаз, т.к. разбивает поток воздуха на мелкие пузыри.

2) Увеличивает время контакта за счет циркуляции газовых пузырьков в объеме жидкости, что повышает ее газосодержание.

3) Увеличивает турбулентный сдвиг и уменьшает толщину стационарной пленки вокруг пузыря, что ведет к увеличению коэффициента массопередачи.

Все эти 3 фактора взаимосвязаны и неразделимы; поэтому соотношение между перемешиванием и аэрацией приводится в литературе в эмпирической форме.

Типы мешалок, применяемых в ферментерах (рис.9)

1. Лопастная - применяется для маловязких жидкостей и при низких расходах газа; большой диаметр лопастей; относится к тихоходным мешалкам.

2. Турбинные мешалки: а) с прямыми лопатками; б) с наклонными лопатками. Быстроходные мешалки. Имеют от 4 до 12 лопастей. Применяются при малых расходах газа. Обеспечивают более интенсивное перемешивание. Наклонные лопасти создают сильное осевое течение среды.

3. Турбинные дисковые мешалки (открытые): с прямыми лопатками; с загнутыми лопатками; с наклонными лопатками; с V-образными лопатками. Имеют более 2 лопастей. Применяются для более вязких жидкостей и при более сильной аэрации.

Диск мешалки препятствует проскоку газа вдоль вала мешалки и упрочняет конструкцию. Обеспечивают более равномерное распределение газа по сечению аппарата

Криволинейные лопасти создают сильное радиальное течение, а наклонные создают осевое течение. V-образные обеспечивают лучшее перемешивание вблизи мешалки и увеличивают ширину радиального потока.

Рис. 9. Турбинные мешалки: а - с прямыми лопатками; б - с наклонными лопатками; в - открытая дисковая с прямыми лопатками; г - открытая дисковая с наклонными лопатками; д - открытая дисковая с криволинейными (загнутыми) лопатками; е - открытая дисковая с V-образными лопатками; ж - закрытая дисковая с прямыми лопатками; з - закрытая дисковая с криволинейными лопатками.

4.Турбинные дисковые закрытые мешалки с прямыми (ж) и с криволинейными лопастями (з).

Двусторонняя закрытая турбинная мешалка аналогична двустороннему центробежному насосу. Она имеет больший контакт со средой и эффективнее вовлекает в циркуляцию жидкость у вала мешалки, выбрасывая ее потом в радиальном направлении. Криволинейные лопасти создают больший напор. 11

Перемешивание в промышленных ферментерах осуществляется 3 способами: механическое перемешивание, пневматическое перемешивание и с помощью циркуляционных насосов.

Дата добавления: 2014-01-14