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液體厭氧發(fā)酵罐之酒精發(fā)酵罐

微生物培養(yǎng)根據(jù)對(duì)氧的需求情況不同，分為好氧發(fā)酵和厭氧發(fā)酵，因此相應(yīng)的生物反應(yīng)器也有好氧發(fā)酵罐和厭氧發(fā)酵罐。厭氧發(fā)酵產(chǎn)品的典型代表是酒精和啤酒。酒精發(fā)酵罐具有通用性，其可以用于其他厭氧發(fā)酵產(chǎn)品的生產(chǎn)，如丙酮、丁醇等有機(jī)溶劑；而啤酒發(fā)酵設(shè)備則具有專用性。酒精既可以在食品、醫(yī)藥等方面應(yīng)用，又可以作為生物能源物質(zhì)，作為酒精燃料。用生物技術(shù)生產(chǎn)酒精是今后發(fā)展的重要域中的員。

酒精發(fā)酵罐

酒精是酵母轉(zhuǎn)化糖代謝而成的產(chǎn)物。相對(duì)于好氧發(fā)酵，在酵母代謝產(chǎn)酒精過程中，對(duì)氧的需求不再是制約性因素，因此，酒精發(fā)酵罐對(duì)溶解氧的要求較低。但是，作為個(gè)優(yōu)良的酒精發(fā)酵罐，仍然需要具有良好的傳質(zhì)和操作性能。在酒精發(fā)酵過程中，酵母的生長(zhǎng)和代謝必然會(huì)產(chǎn)生定數(shù)量的生物熱。若不及時(shí)移走該熱量，必將導(dǎo)致發(fā)酵體系溫度升高，影響酵母的生長(zhǎng)和酒精的形成，因此酒精發(fā)酵罐要有良好的換熱性能。由于發(fā)酵過程中會(huì)產(chǎn)生大量的CO2，從而對(duì)發(fā)酵液形成自攪拌作用，因此酒精發(fā)酵罐不需要設(shè)置專用的攪拌裝置，但是需要設(shè)置能進(jìn)行CO2回收的裝置。由于現(xiàn)代發(fā)酵罐的大型化和自動(dòng)化發(fā)展，酒精發(fā)酵罐還需要有自動(dòng)清洗裝置。相對(duì)于好氧發(fā)酵罐，酒精發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單得多。

1.罐體

酒精發(fā)酵罐（圖716）的筒體為圓柱形，底蓋和頂蓋為錐形和橢圓形。由于酒精發(fā)酵過程中需要對(duì)CO2氣體及其所帶出的部分酒精進(jìn)行回收，酒精發(fā)酵罐通常采用密閉式。發(fā)酵罐頂裝有人孔、視鏡、Co2回收管、進(jìn)料管、接種管、壓力表及測(cè)量?jī)x表接口管等，罐底裝有排料口和排污口，罐身上下部有取樣口和溫度計(jì)接口。對(duì)于大型酒精發(fā)酵罐，為了便于維修和清洗，通常在罐底也裝有人孔。

2.換熱裝置

為滿足酵母生長(zhǎng)，酒精發(fā)酵罐在工藝條件方面，為重要的工藝參數(shù)是溫度，由于酵母生長(zhǎng)和代謝過程中會(huì)產(chǎn)生大量的生物熱，因此酒精發(fā)酵罐主要的部件中的員就是換熱裝置。對(duì)于中小型發(fā)酵罐，多采用噴淋冷卻的方式，即在罐頂噴水淋于罐外壁面進(jìn)行膜狀冷卻；對(duì)于大型發(fā)酵罐，通常在罐內(nèi)裝有冷卻蛇管，并且同時(shí)在罐外壁噴淋冷卻。聯(lián)合冷卻的目的是增加換熱面積，提高換熱效率，以免發(fā)酵過程中溫度過高，導(dǎo)致菌體生長(zhǎng)和代謝受阻；為避免發(fā)酵車間的潮濕和積水，要求在罐體底部沿罐體四周裝有集水槽。

3.洗滌裝置

酒精發(fā)酵罐的洗滌，過去均由人工操作，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且CO2旦未排除，工人入罐清洗會(huì)發(fā)生中毒事故。因此，現(xiàn)代酒精發(fā)酵罐均采用水力噴射洗滌裝置，從而改善了工人的勞動(dòng)條件和提高了操作效率。但該裝置在水壓力不高的情況下，水力噴射強(qiáng)度和均勻度都不理想，洗滌效果會(huì)受到影響。