0.13 Các thiết bị lên men nuôi cấy chìm vi sinh ật trong các môi  (Page 13/15)

Theo đường kính ngoài của các đĩa người ta phân bổ các vòi 9 để phá huỷ các dòng chất lỏng. Những đoạn vào của các nhánh 10 để phun hỗn hợp khí - chất lỏng được phân bổ giữa các vòi.

Chất lỏng ban đầu được hướng tới các vòi 9 nhờ các cánh 7, tại đây chất lỏng được phân chia ra một số dòng, chúng tiếp xúc với không khí vào từ quạt và đẩy vào vòi phun 4, rồi tiếp tục phân tán khí trong chất lỏng nhờ các cánh 10, 9. Sau đó chất lỏng bão hoà không khí được thoát ra ngoài.

Tính toán thiết bị lên men có bộ đảo trộn cơ học và bộ làm sủi bọt

Khi tính toán cần xác định các chỉ số cơ bản về kết cấu và năng lượng của thiết bị với thể tích chung đã cho.

Bước đầu cần phải xác lập khối lượng thể tích , độ nhớt động học , hệ số dẫn nhiệt , áp suất làm việc trong thiết bị khi tiệt trùng bằng hơi nước, nhiệt dung C. Theo nghiên cứu của nước ngoài, khối lượng thể tích của các môi trường dinh dưỡng ở trong giới hạn  = 1060  1070 kg/ m3; độ nhớt động học - trong giới hạn  = 0,001  0,00155 PaS, nhiệt dung C = 4186 J/(kgK), hệ số dẫn nhiệt  = 0,6 W/ (mK).

Để tiệt trùng môi trường dinh dưỡng bên trong thiết bị, cần phải tạo ra áp suất làm việc không nhỏ hơn 0,2 MPa. Hệ số chứa đầy môi trường dinh dưỡng của thiết bị phụ thuộc vào thành phần của môi trường và vào dạng vi sinh vật nuôi cấy k = 0,5  0,65.

Tính toán kết cấu của thiết bị lên men

Thể tích làm việc của thiết bị V1 (m3) được tính theo công thức:

V1 = V.k

Để sản xuất axit amin, các chất kháng sinh chăn nuôi và các chế phẩm enzim, đường kính bên trong DB = 2000  3000 mm.

Các kích thước còn lại của thiết bị (chiều cao của phần elip he; chiều cao gấp mép h, bề mặt bên trong Fb; sức chứa của đáy Vd và chiều dày của tường đáy S được lấy như sau:

hc = 0,25DB ; h  2S;

Thể tích chưa hoạt động của thiết bị Vr tính theo công thức:

Vr = Vx + 2Vd

Thể tích của phần xilanh:

Vx = Vr  2Vd

Chiều cao phần xilanh của thiết bị:

$H_x=\frac{V_r-{\mathrm{2V}}_d}{F}$

trong đó : F - diện tích tiết diện của thiết bị theo đường kính trong:

$F=\mathrm{0,}\text{785}{D}_B^2$

Chiều cao chung của thiết bị: $H_e=H_x+2h_e+h$

Tính toán bộ khuấy trộn của thiết bị lên men

Khi nuôi cấy vi sinh vật trong môi trường dinh dưỡng lỏng bằng phương pháp chìm, do tạo sinh khối nên độ nhớt của chất lỏng canh trường tăng lên, cho nên sự khuấy trộn và thổi khí môi trường bị xấu đi. Nhằm tăng cường sự khuấy trộn huyền phù cho phép sử dụng bộ khuấy trộn dạng tuabin. Đường kính bộ khuấy trộn dạng tuabin dk (m) được tính theo công thức:

dk = (0,3  0,33)DB

trong đó: DB- đường kính bên trong của thiết bị lên men.

Tra bảng theo giá trị dk để chọn bộ khuấy trộn tối ưu (hệ khuấy trộn có hiệu suất cao). Các dạng cơ cấu khuấy trộn cho chất lỏng có độ nhớt khác nhau được nêu trong bảng 10.4.