工业发酵搅拌技术及介绍

工业发酵搅拌技术及介绍第一页，共四十七页，2022年，8月28日2目录工业发酵过程搅拌技术工业发酵搅拌器技术的发展鸿泰最新发酵搅拌技术第二页，共四十七页，2022年，8月28日1工业发酵过程搅拌技术第三页，共四十七页，2022年，8月28日生物能源燃料乙醇

燃料乙醇是国际上近年来最受关注的石油替代燃料之一,生物质通过水解和发酵制燃料乙醇的技术是利用生物质资源的最为有效途径。主要原料有玉米（美国），甘蔗（巴西），甜菜（欧洲），还有木薯，秸秆等。生物柴油

研究新的油脂原料路线如转基因微生物法生产脂肪酸和油脂，提高脂肪酸和油脂含量，寻找并建立适合我国生物柴油生产的原料。能源微藻（国家973立项）生物燃气（甲烷）生物制氢工业发酵过程搅拌技术第四页，共四十七页，2022年，8月28日生物能源-燃料乙醇(玉米）工业发酵过程搅拌技术第五页，共四十七页，2022年，8月28日工业发酵过程搅拌技术生物能源-燃料乙醇（玉米）3800吨玉米酒精发酵罐，Φ16700x17400,配备高效轴流式搅拌器ZCX一层，电机功率仅需22kw。第六页，共四十七页，2022年，8月28日工业发酵过程搅拌技术生物能源-燃料乙醇（秸秆）第七页，共四十七页，2022年，8月28日工业发酵过程搅拌技术生物能源-燃料乙醇（秸秆）20吨酶解罐（55kw）30吨发酵罐（11kw）第八页，共四十七页，2022年，8月28日工业发酵过程搅拌技术生物材料1-3丙二醇（1-3,PDO)

1,3-PDO最主要的用途是作为合成聚酯的新一代单体,不但可以使聚酯塑料具有自然循环的可生物降解特性,还可与对苯二甲酸合成聚对苯二甲酸丙二醇酯(俗称PTT)，PTT是目前公认的最好的传统聚酯升级换代品。乳酸与聚乳酸

乳酸是最重要的C3平台化合物。聚乳酸可以替代石油基高分子材料，具有可生物降解的特点。用聚乳酸薄膜替代不可降解石油高分子材料作为农用地膜，可以增加粮食产量10％。二元酸丁二酸与聚丁烯对苯二酸树脂（PBT树脂）生物乙烯第九页，共四十七页，2022年，8月28日工业发酵过程搅拌技术生物材料-1,3-丙二醇(PDO)250吨甘油发酵生产PDO发酵罐第十页，共四十七页，2022年，8月28日工业发酵过程搅拌技术生物材料-二元酸600吨二元酸发酵罐，Φ6000x19500,配备电机功率650kw。第十一页，共四十七页，2022年，8月28日工业发酵过程搅拌技术食品工业生物技术氨基酸

目前,中国已经成为氨基酸生产和消费大国,年消费量约140万吨左右。以谷氨酸、赖氨酸和蛋氨酸为主。柠檬酸

2008年中国有柠檬酸生产厂近百家，总年产能力约80万吨，是全球最大的柠檬酸生产国和出口国，出口量更是超过国内总产量的90%，出口依赖严重。出口量在全球柠檬酸贸易总量中的比重超过60%。啤酒酱油与醋第十二页，共四十七页，2022年，8月28日工业发酵过程搅拌技术谷氨酸产生菌为兼性好氧菌,在有氧、无氧的条件下都能生长,只是其代谢产物不同。在谷氨酸发酵过程中,供氧必须适度。已经投产的750吨谷氨酸发酵罐，Φ7900x13900,配备电机功率630kw。食品工业-谷氨酸（味精）第十三页，共四十七页，2022年，8月28日工业发酵过程搅拌技术780吨谷氨酸发酵罐皮带减速机皮带轮第十四页，共四十七页，2022年，8月28日工业发酵过程搅拌技术医药工业生物技术青霉素、红霉素等抗生素

2009年国内抗生素企业达到了120家，产量合计为14万吨左右，市场规模达到600亿，年平均增长率达到了24%。国内很多抗生素品种的生产规模已经达到了全球第一，其中青霉素产量为5万多吨，占全球总产量的75%以上。维生素C等

产量世界第一，约为90万吨/年第十五页，共四十七页，2022年，8月28日工业发酵过程搅拌技术红霉素370吨发酵罐第十六页，共四十七页，2022年，8月28日工业发酵过程搅拌技术红霉素500吨发酵罐500吨红霉素发酵罐，Φ6400x14400,配备电机功率750kw。第十七页，共四十七页，2022年，8月28日工业发酵过程搅拌技术青霉素480吨发酵罐480吨青霉素发酵罐，Φ5800x16300,配备电机功率785kw。第十八页，共四十七页，2022年，8月28日工业发酵过程搅拌技术生物催化剂糖化酶、淀粉酶等

酶制剂中的支柱产品主要有：糖化酶、高温ａ-淀粉酶、碱性蛋白酶，自1988年引进后，十余年来，发酵水平一直没有提高，而国外却提高很快。以糖化酶为例，目前我国产酶活力仍停留在32000u/ml左右，而国外已达到50000u/ml以上。由于成本偏高及质量不稳定，我国酶制剂产品难以进入国际市场。纤维素与半纤维素酶

根据在芬兰所做的研究，半纤维素酶（主要是木聚糖酶）能促进漂白，目前这些酶在斯堪的纳维亚、加拿大、美国和智利已经进入商业化应用阶段。用木聚糖酶处理牛皮纸浆能显著地降低化学消耗而对纸浆产量及质量几乎没有任何影响。新型酶制剂，如谷氨酰胺转胺酶、过氧化氢酶、甘露聚糖酶等第十九页，共四十七页，2022年，8月28日工业发酵过程搅拌技术酶制剂-糖化酶第二十页，共四十七页，2022年，8月28日长城最新发酵搅拌技术发酵罐设计几点经验发酵罐的长径比H/D的考虑：考虑气体的停留时间以及热管的布置国内一般考虑2.5到3。考虑搅拌的整体稳定、换热的能力以及罐体水柱背压对压缩机背压的影响从而极大影响压缩机能耗，国外例如DSM青霉素H/D=2，韩国希杰氨基酸H/D=1；由于搅拌能力提高靠大H/D提高气含率，与低H/D没有太大区别。气含率的控制：对于目前高的气含率提供好的供氧，但降低了罐容，我建议对于通气比在1：0.5以内的搅拌控制气含率在6~8%，抗生素在8~12%之间。

第二十一页，共四十七页，2022年，8月28日长城最新发酵搅拌技术3换热管的布置：竖型列管，大蛇管，排管，圆形列管束（列管式换热器型），弹簧管，蜂窝挡板等等。采用形式与发酵液黏度、固形物含量，发酵液热值等等有关。挡板（换热管就是一定的挡板）的大小靠近全挡板的75%到80%为佳。竖管大蛇管弹簧管第二十二页，共四十七页，2022年，8月28日工业发酵过程搅拌技术小结大量的工业生物过程需要搅拌技术和设备，搅拌设备随着发酵罐的容积的增大也越来越大；新的搅拌技术也不断应用于工业发酵过程。发酵罐的高径比设计，换热管的设计等都与搅拌设计密切相关，有许多经验可供参考。

第二十三页，共四十七页，2022年，8月28日2工业发酵搅拌器技术的发展第二十四页，共四十七页，2022年，8月28日工业发酵搅拌器技术的发展适用发酵过程的搅拌器径向流圆盘搅拌器：

－Rushton涡轮

－半弯管圆盘涡轮

－BT-6轴向流搅拌器：

－窄叶高效轴流

A310，CBY,HE3，ZCX等

－宽叶高效轴流

A315，KSX,MaxFlo等

第二十五页，共四十七页，2022年，8月28日径向流搅拌器-50年代六直叶圆盘涡轮

RushtonTurbine

LIGHTNINR100

CHEMINEERD-6

长城PY,PDY功率准数4.5～6.2；单相流动中叶片后方存在尾涡；气液两相操作时，叶片后方有气穴；工业发酵搅拌器技术的发展第二十六页，共四十七页，2022年，8月28日径向流搅拌器-80年代半管式圆盘涡轮

SmithTurbine

LIGHTNINR130

CHEMINEERCD-6

长城HY，HDY功率准数2.8～3.2；降低了功率，提高了气体控制能力；传质性能提高。工业发酵搅拌器技术的发展第二十七页，共四十七页，2022年，8月28日径向流搅拌器-98年抛物线型圆盘涡轮

BakkerTurbine

CHEMINEERBT-6

长城BTD

北化HEDTBT-6特性低功耗：功率准数Np＝2.3；在雷诺数大于1000时，其功率准数基本上已经是常数；通气条件下，其功率下降比较平缓；比较好的气体分散能力，可达涡轮桨的5倍多；气液传质系数比涡轮可提高60%；BT-6工业发酵搅拌器技术的发展第二十八页，共四十七页，2022年，8月28日工业发酵搅拌器技术的发展三种搅拌器的功率曲线第二十九页，共四十七页，2022年，8月28日工业发酵搅拌器技术的发展D/T恒定情况下，综合可参考数据的平均值三种搅拌器的气体分散能力第三十页，共四十七页，2022年，8月28日工业发酵搅拌器技术的发展三种搅拌器的气液传质能力第三十一页，共四十七页，2022年，8月28日高效轴流式搅拌器

LIGHTNINA310,A510CHEMINEERHE3

长城ZCX

北化CBYA310特性

Np＝0.3Nq＝0.56ZCX特性Np＝0.3~0.5Nq＝0.45~0.6窄叶轴向流搅拌器-80年代A310ZCX工业发酵搅拌器技术的发展第三十二页，共四十七页，2022年，8月28日HE3特性Np=0.20,Nq=0.46forD/T=0.5Np=0.22,Nq=0.47forD/T=0.4Np=0.26,Nq=0.49forD/T=0.3Np=0.30,Nq=0.50forD/T=0.2CBY特性Np＝0.3~0.5（βtip=17.5~23°)Nq＝0.45~0.6HE3CBY工业发酵搅拌器技术的发展第三十三页，共四十七页，2022年，8月28日宽叶轴流式搅拌器

LIGHTNINA315CHEMINEERMaxFlo

长城KSX,MSW

北化WHA315特性

Np＝0.75Nq＝0.73KSX特性

Np＝0.8Nq＝0.75宽叶轴向流搅拌器-80年代A315KSXWHMaxFlo工业发酵搅拌器技术的发展第三十四页，共四十七页，2022年，8月28日小结发酵过程搅拌器技术从上世纪50年代以来在气液分散径向流搅拌器方面取得了很大的发展，可以说已经发展了三代，但是近十几年来没有新的发展。轴向流搅拌器自80年代开发并应用以来，虽有不少公司和研发机构进行研发或改进，但并无“实质”上的新型搅拌器出现。工业发酵搅拌器技术的发展第三十五页，共四十七页，2022年，8月28日3鸿泰最新发酵搅拌技术第三十六页，共四十七页，2022年，8月28日鸿泰最新发酵搅拌技术新一代发酵罐轴向流搅拌器宽叶圆盘轴向流搅拌器HDT第三十七页，共四十七页，2022年，8月28日鸿泰最新发酵搅拌技术第三十八页，共四十七页，2022年，8月28日鸿泰最新发酵搅拌技术第三十九页，共四十七页，2022年，8月28日鸿泰最新发酵搅拌技术第四十页，共四十七页，2022年，8月28日鸿泰最新发酵搅拌技术同等功率消耗情况下平均提升气含率5~12%,最高可达20%以上优势1第四十一页，共四十七页，2022年，8月28日鸿泰最新发酵搅拌技术第四十二页，共四十七页，2022年，8月28日鸿泰最新发酵搅拌技术第四十三页，共四十七页，2022年，8月28日鸿泰最新发酵搅拌技术优