LOGO第七章第七章 比拟放大比拟放大比比拟拟放大放大PPT课课件件生物反应器的比拟放大 任任何何一一个个生生物物工工程程产产品品的的研研究究开发周期必须经历开发周期必须经历3个阶段：个阶段： （1）实验室阶段）实验室阶段 （2）中试阶段）中试阶段 （3）工厂化规模）工厂化规模比拟放大比拟放大把小型设备中进行科学实验所获把小型设备中进行科学实验所获得的成果得的成果 在大生产设备中予以再在大生产设备中予以再现的手段，它不是等比例放大，现的手段，它不是等比例放大， 而是以相似论的方法进行放大而是以相似论的方法进行放大比比拟拟放大放大PPT课课件件为什么生化反应器的放大比较困难为什么生化反应器的放大比较困难? ?u物理条件发生改变物理条件发生改变放大的反应器中的物理环境与几何相似的小反应器中的物理放大的反应器中的物理环境与几何相似的小反应器中的物理环境会有所差异。环境会有所差异。放大规模的改变会导致生化反应器中放大规模的改变会导致生化反应器中物理环境物理环境的改变，这的改变，这种改变往往会影响到细胞的生长和代谢过程。种改变往往会影响到细胞的生长和代谢过程。当反应器放大过程中引起的物理化学环境变化对细胞造成损当反应器放大过程中引起的物理化学环境变化对细胞造成损伤或破坏，细胞对在伤或破坏，细胞对在不同放大规模下不同放大规模下不同培养环境的不同培养环境的代谢响代谢响应应会有所差异。会有所差异。比比拟拟放大放大PPT课课件件比拟放大的依据：比拟放大的依据： 1 1、单位体积液体的搅拌消耗功率、单位体积液体的搅拌消耗功率 2 2、搅拌雷诺准数、搅拌雷诺准数 3 3、溶氧系数、溶氧系数 4 4、搅拌器叶尖线速度，、搅拌器叶尖线速度， 5 5、混合时间、混合时间 生物反应器的放大目的及方法比比拟拟放大放大PPT课课件件生物反应器的放大目的生物反应器的放大目的重点解决有关的质量传递、动量传递和热量传递问题，以便在重点解决有关的质量传递、动量传递和热量传递问题，以便在反应器的放大过程中尽可能维持生物细胞的生长速率、代谢产反应器的放大过程中尽可能维持生物细胞的生长速率、代谢产物的生成速率。物的生成速率。 生物反应器的放大目的及方法比拟放大的内容比拟放大的内容罐的几何尺寸，通风量，搅拌功率，传热面积和其他方面的放罐的几何尺寸，通风量，搅拌功率，传热面积和其他方面的放大问题，这些内容都有一定的相互关系。大问题，这些内容都有一定的相互关系。比比拟拟放大放大PPT课课件件生物反应器的开发和设计过程生物反应器的开发和设计过程生物发酵过程和生物反应器的开发和设计过程由生物发酵过程和生物反应器的开发和设计过程由3 3步构成：步构成：（1 1）在较宽的培养条件（例如培养基的培养物质组分及其浓度、）在较宽的培养条件（例如培养基的培养物质组分及其浓度、pHpH、溶氧溶氧速率速率 和溶氧浓度、搅拌剪切强度等）下对所用的生物细胞种进行试验，以和溶氧浓度、搅拌剪切强度等）下对所用的生物细胞种进行试验，以掌握细胞生长动力学及产物生成动力学等特性；掌握细胞生长动力学及产物生成动力学等特性；（2 2）根据试验结果，确定该生物发酵的最优的培养基配方和培养条件；）根据试验结果，确定该生物发酵的最优的培养基配方和培养条件；（3 3）对有关的质量传递、热量传递、动量传递等微观衡算方程进行求解，）对有关的质量传递、热量传递、动量传递等微观衡算方程进行求解，导出能表达反应器内的环境条件和主要操作变量（搅拌转速、通风量、搅导出能表达反应器内的环境条件和主要操作变量（搅拌转速、通风量、搅拌功率、基质流加速率等）之间的关系模型。然后，应用此数学模型，计拌功率、基质流加速率等）之间的关系模型。然后，应用此数学模型，计算优化条件下主要操作变量的取值。算优化条件下主要操作变量的取值。生物反应器的放大目的及方法比比拟拟放大放大PPT课课件件经验放大原则经验放大原则放大准则放大准则所占比例所占比例(%)(%)放大准则放大准则所占比例所占比例(%)(%)维持维持P P0 0/V/V不变不变3030维持搅拌器叶尖线速度不变维持搅拌器叶尖线速度不变2020维持维持k kL La a不变不变3030维持培养液溶氧浓度不变维持培养液溶氧浓度不变2020表表2 2 通气发酵罐放大准则通气发酵罐放大准则生物反应器的放大目的及方法比比拟拟放大放大PPT课课件件发酵过程不是单纯的化工过程，而是一个复杂的生物化学过程。发酵过程不是单纯的化工过程，而是一个复杂的生物化学过程。目前在微生物发酵过程中受到控制的参数和因素，一般是菌种目前在微生物发酵过程中受到控制的参数和因素，一般是菌种接入的方式、种龄、种量、培养基成分及添加方式、接入的方式、种龄、种量、培养基成分及添加方式、pHpH值、操值、操作温度、罐压、溶氧速率、搅拌混合强度等等。而实际影响此作温度、罐压、溶氧速率、搅拌混合强度等等。而实际影响此生物过程的因素远不只此，有一些虽然已被认识了，但是目前生物过程的因素远不只此，有一些虽然已被认识了，但是目前还不能测量和控制，有些则是尚未被认识的。现在只研究了少还不能测量和控制，有些则是尚未被认识的。现在只研究了少数一些参数对此过程的关系，而假定其它因素是不变的，实际数一些参数对此过程的关系，而假定其它因素是不变的，实际上不可能是不变的。因此，在这种基础上进行的比拟放大，工上不可能是不变的。因此，在这种基础上进行的比拟放大，工程上的可靠性远较化工过程的比拟放大为差。程上的可靠性远较化工过程的比拟放大为差。 发酵罐比拟放大的基准视具体情况具体分析，要抓主要矛盾发酵罐比拟放大的基准视具体情况具体分析，要抓主要矛盾比比拟拟放大放大PPT课课件件vv比拟放大不是简单的比例放大。发酵设备的几何相似只不比拟放大不是简单的比例放大。发酵设备的几何相似只不比拟放大不是简单的比例放大。发酵设备的几何相似只不比拟放大不是简单的比例放大。发酵设备的几何相似只不过是相似的基本条件之一，尤其重要的还要求流体的流态过是相似的基本条件之一，尤其重要的还要求流体的流态过是相似的基本条件之一，尤其重要的还要求流体的流态过是相似的基本条件之一，尤其重要的还要求流体的流态相似及传质、传热相似且与微生物的新陈代谢反应有关系。相似及传质、传热相似且与微生物的新陈代谢反应有关系。相似及传质、传热相似且与微生物的新陈代谢反应有关系。相似及传质、传热相似且与微生物的新陈代谢反应有关系。放大依据放大依据放大依据放大依据：vv(1)(1)(1)(1)氧传递速度相等；氧传递速度相等；氧传递速度相等；氧传递速度相等；vv(2)(2)(2)(2)比较搅拌桨叶顶端速度；比较搅拌桨叶顶端速度；比较搅拌桨叶顶端速度；比较搅拌桨叶顶端速度；vv(3)(3)(3)(3)在通气培养时，比较单位液量所需的搅拌功率；在通气培养时，比较单位液量所需的搅拌功率；在通气培养时，比较单位液量所需的搅拌功率；在通气培养时，比较单位液量所需的搅拌功率；vv(4)(4)(4)(4)混合时间相同；混合时间相同；混合时间相同；混合时间相同；vv(5)(5)(5)(5)雷诺准数相等；雷诺准数相等；雷诺准数相等；雷诺准数相等；vv(6)(6)(6)(6)通过反馈控制尽可能使重要环境因子一致。通过反馈控制尽可能使重要环境因子一致。通过反馈控制尽可能使重要环境因子一致。通过反馈控制尽可能使重要环境因子一致。 前五项都是以化学工程学为基础的物理方法。第六项是以控制环前五项都是以化学工程学为基础的物理方法。第六项是以控制环前五项都是以化学工程学为基础的物理方法。第六项是以控制环前五项都是以化学工程学为基础的物理方法。第六项是以控制环境条件调节所培养的微生物的生理变化境条件调节所培养的微生物的生理变化境条件调节所培养的微生物的生理变化境条件调节所培养的微生物的生理变化( ( ( (细胞内代谢活性变化细胞内代谢活性变化细胞内代谢活性变化细胞内代谢活性变化) ) ) )，以达，以达，以达，以达到重复所需产物生成过程的方法。到重复所需产物生成过程的方法。到重复所需产物生成过程的方法。到重复所需产物生成过程的方法。 第一节第一节 比拟放大的基本方法比拟放大的基本方法比比拟拟放大放大PPT课课件件第一节第一节 比拟放大的基本方法比拟放大的基本方法一、几何尺寸放大一、几何尺寸放大 一般是根据几何相似原则放大，罐尺寸、搅拌器及罐内各部位一般是根据几何相似原则放大，罐尺寸、搅拌器及罐内各部位一般是根据几何相似原则放大，罐尺寸、搅拌器及罐内各部位一般是根据几何相似原则放大，罐尺寸、搅拌器及罐内各部位置等，一般是根据几何相似原则放大的。大设备的装料体积置等，一般是根据几何相似原则放大的。大设备的装料体积置等，一般是根据几何相似原则放大的。大设备的装料体积置等，一般是根据几何相似原则放大的。大设备的装料体积V V2 2与小设备的装料体积与小设备的装料体积与小设备的装料体积与小设备的装料体积V V1 1之比，称为之比，称为之比，称为之比，称为体积放大倍数体积放大倍数体积放大倍数体积放大倍数。在放大过程。在放大过程。在放大过程。在放大过程中，一般采用大、小反应器直径之比中，一般采用大、小反应器直径之比中，一般采用大、小反应器直径之比中，一般采用大、小反应器直径之比D D2 2/D/D1 1，并定义为并定义为并定义为并定义为放大比放大比放大比放大比。 在机械搅拌反应器中，若放大时几何相似，则放大比还可用在机械搅拌反应器中，若放大时几何相似，则放大比还可用在机械搅拌反应器中，若放大时几何相似，则放大比还可用在机械搅拌反应器中，若放大时几何相似，则放大比还可用搅搅搅搅拌器直径拌器直径拌器直径拌器直径之比之比之比之比D Di2i2/D/Di1i1来代替。来代替。来代替。来代替。 大小反应器的装料体积之比称为体积放大倍数大小反应器的装料体积之比称为体积放大倍数大小反应器的装料体积之比称为体积放大倍数大小反应器的装料体积之比称为体积放大倍数V V2 2/V/V1 1 大小反应器的直径之比称为放大比大小反应器的直径之比称为放大比大小反应器的直径之比称为放大比大小反应器的直径之比称为放大比D D2 2/D/D1 1比比拟拟放大放大PPT课课件件v通风量的大小不仅与氧传递速率有关，而且在通风搅拌式通风量的大小不仅与氧传递速率有关，而且在通风搅拌式生化反应器中，通气速率的大小还决定了反应器中醪液搅生化反应器中，通气速率的大小还决定了反应器中醪液搅拌的强度。拌的强度。与通风量有关的基本参数有下列一些：与通风量有关的基本参数有下列一些：v(1)单位容积液体的通气量，即通风比单位容积液体的通气量，即通风比Q/V；v(2)通风准数通风准数Na=Q/nD3i；v(3)反应器空截面的反应器空截面的空气线速度空气线速度Vs；v(4)体积溶氧系数体积溶氧系数KLa值。值。 二、通风量放大二、通风量放大比比拟拟放大放大PPT课课件件二、通风量放大二、通风量放大1 1、按单位体积液体通风量相等放大、按单位体积液体通风量相等放大、按单位体积液体通风量相等放大、按单位体积液体通风量相等放大 若若若若Q/VQ/V相等，则相等，则相等，则相等，则 大小反应器中空气中大小反应器中空气中大小反应器中空气中大小反应器中空气中氧的利用率相同氧的利用率相同氧的利用率相同氧的利用率相同，可按，可按，可按，可按Q/VQ/V值值值值( (通风比通风比通风比通风比) )相等相等相等相等的原则进行放大。的原则进行放大。的原则进行放大。的原则进行放大。 然而，由于大型反应器液柱高，空气在液体中所走的路程和然而，由于大型反应器液柱高，空气在液体中所走的路程和然而，由于大型反应器液柱高，空气在液体中所走的路程和然而，由于大型反应器液柱高，空气在液体中所走的路程和气液接触时间均长于小型反应器，因此气液接触时间均长于小型反应器，因此气液接触时间均长于小型反应器，因此气液接触时间均长于小型反应器，因此大型反应器有较高的大型反应器有较高的大型反应器有较高的大型反应器有较高的空气利用率空气利用率空气利用率空气利用率，在放大时大型反应器的，在放大时大型反应器的，在放大时大型反应器的，在放大时大型反应器的Q/VQ/V值应小于小型设备值应小于小型设备值应小于小型设备值应小于小型设备的的的的Q/VQ/V值。值。值。值。比比拟拟放大放大PPT课课件件 2 2、按通风空截面空气线速度、按通风空截面空气线速度、按通风空截面空气线速度、按通风空截面空气线速度VsVs相等放大相等放大相等放大相等放大 反反反反应应应应器器器器空空空空截截截截面面面面的的的的空空空空气气气气线线线线速速速速度度度度VsVs的的的的大大大大小小小小表表表表征征征征了了了了液液液液体体体体的的的的通通通通风风风风强强强强度度度度。在在在在通通通通风风风风搅搅搅搅拌拌拌拌式式式式生生生生化化化化反反反反应应应应器器器器中中中中，VsVs的的的的大大大大小小小小还还还还表表表表征征征征了了了了通通通通风风风风搅搅搅搅拌拌拌拌的的的的强强强强弱弱弱弱。因此，因此，因此，因此，VsVs也是通风量放大的基本参考数据之一。也是通风量放大的基本参考数据之一。也是通风量放大的基本参考数据之一。也是通风量放大的基本参考数据之一。 QQD D2 2Vs Vs 即即即即VsVsQ/DQ/D2 2 若若若若VsVs相等相等相等相等，则，则，则，则 QQ2 2/Q/Q1 1=D=D2 22 2/D/D2 21 1=(D=(D3 32 2/D/D3 31 1)(D)(D1 1/D/D2 2)=(V)=(V2 2/V/V1 1)D)D1 1/D/D2 2 或或或或 若假定在其他条件不变的情况下，按相同的线速度若假定在其他条件不变的情况下，按相同的线速度若假定在其他条件不变的情况下，按相同的线速度若假定在其他条件不变的情况下，按相同的线速度VsVs相等放相等放相等放相等放大大大大，大罐和小罐有同样的，大罐和小罐有同样的，大罐和小罐有同样的，大罐和小罐有同样的KKL La a值，那么由于大罐的液柱高，气体中值，那么由于大罐的液柱高，气体中值，那么由于大罐的液柱高，气体中值，那么由于大罐的液柱高，气体中氧的利用率高，在反应器上层的发酵中，就会由于氧的利用而使空氧的利用率高，在反应器上层的发酵中，就会由于氧的利用而使空氧的利用率高，在反应器上层的发酵中，就会由于氧的利用而使空氧的利用率高，在反应器上层的发酵中，就会由于氧的利用而使空气中氧的分压减小，从而导致溶氧速率降低。这在空气中氧的利用气中氧的分压减小，从而导致溶氧速率降低。这在空气中氧的利用气中氧的分压减小，从而导致溶氧速率降低。这在空气中氧的利用气中氧的分压减小，从而导致溶氧速率降低。这在空气中氧的利用率不是很高率不是很高率不是很高率不是很高( (如如如如30%)30%)时可以不考虑，但当空气中氧的利用率很高时可以不考虑，但当空气中氧的利用率很高时可以不考虑，但当空气中氧的利用率很高时可以不考虑，但当空气中氧的利用率很高时，就会有明显的影响。因此，对于空气利用率较好的反应器，时，就会有明显的影响。因此，对于空气利用率较好的反应器，时，就会有明显的影响。因此，对于空气利用率较好的反应器，时，就会有明显的影响。因此，对于空气利用率较好的反应器，大大大大罐的罐的罐的罐的VsVs应适当大于小罐的应适当大于小罐的应适当大于小罐的应适当大于小罐的。 比比拟拟放大放大PPT课课件件3 3、按通风准数、按通风准数、按通风准数、按通风准数NaNa相等放大相等放大相等放大相等放大 通通通通风风风风准准准准数数数数Na=Q/nDNa=Q/nD3 3i i表表表表示示示示反反反反应应应应器器器器中中中中空空空空气气气气线线线线速速速速度度度度与与与与搅搅搅搅拌拌拌拌液液液液体体体体的线速度之比的线速度之比的线速度之比的线速度之比，因而它的大小表征了通风与搅拌的相对强度。，因而它的大小表征了通风与搅拌的相对强度。，因而它的大小表征了通风与搅拌的相对强度。，因而它的大小表征了通风与搅拌的相对强度。 Na=Q/n Na=Q/nD D3 3i i Di Di Di Di 搅拌器直径搅拌器直径搅拌器直径搅拌器直径 n n n n 搅拌转速搅拌转速搅拌转速搅拌转速 若若若若NaNa相等，则：相等，则：相等，则：相等，则： QQ2 2/Q/Q1 1=(n=(n2 2/n/n1 1)(D)(D3 3i2i2/D/D3 3i1i1)=(n)=(n2 2/n/n1 1)(V)(V2 2/V/V1 1) ) 或者或者或者或者 比比拟拟放大放大PPT课课件件4 4、按体积溶氧系数相等放大、按体积溶氧系数相等放大、按体积溶氧系数相等放大、按体积溶氧系数相等放大 经经经经过过过过实实实实验验验验和和和和有有有有关关关关准准准准数数数数的的的的整整整整理理理理，可可可可得得得得通通通通风风风风量量量量QQ与与与与溶溶溶溶氧氧氧氧系系系系数数数数KKL La a之间有如下关系式：之间有如下关系式：之间有如下关系式：之间有如下关系式： KKL La a(Q/V)H(Q/V)HL L2/32/3 式式式式中中中中：KKL Laa体体体体积积积积溶溶溶溶氧氧氧氧系系系系数数数数(1/(1/h)h)；QQ通通通通风风风风量量量量( (mm3 3/min)/min)；VV发酵液体积发酵液体积发酵液体积发酵液体积( (mm3 3) )；HHL L发酵液深度发酵液深度发酵液深度发酵液深度( (m)m) 对对对对几几几几何何何何相相相相似似似似的的的的大大大大、小小小小发发发发酵酵酵酵罐罐罐罐，处处处处理理理理物物物物料料料料的的的的物物物物理理理理性性性性质质质质相相相相同同同同时，就有：时，就有：时，就有：时，就有： ( (KKL La)a)2 2/(K/(KL La)a)1 1=(Q/V)=(Q/V)2 2/(Q/V)/(Q/V)1 1(H(HL2L2/H/HL1L1) )2/32/3 若按体积传氧系数若按体积传氧系数若按体积传氧系数若按体积传氧系数KKL La a相等进行放大，则：相等进行放大，则：相等进行放大，则：相等进行放大，则： 可见，大罐单位体积需要的通风量要比小罐小的多。可见，大罐单位体积需要的通风量要比小罐小的多。可见，大罐单位体积需要的通风量要比小罐小的多。可见，大罐单位体积需要的通风量要比小罐小的多。比比拟拟放大放大PPT课课件件三、搅拌功率放大三、搅拌功率放大vv搅拌功率搅拌功率搅拌功率搅拌功率是影响溶氧最主要的因素，因而在机械搅拌生化是影响溶氧最主要的因素，因而在机械搅拌生化是影响溶氧最主要的因素，因而在机械搅拌生化是影响溶氧最主要的因素，因而在机械搅拌生化反应器中，搅拌功率的放大是整个反应器放大中最主要的反应器中，搅拌功率的放大是整个反应器放大中最主要的反应器中，搅拌功率的放大是整个反应器放大中最主要的反应器中，搅拌功率的放大是整个反应器放大中最主要的内容。对于一定性质的液体，由于搅拌功率的大小取决于内容。对于一定性质的液体，由于搅拌功率的大小取决于内容。对于一定性质的液体，由于搅拌功率的大小取决于内容。对于一定性质的液体，由于搅拌功率的大小取决于搅拌转速搅拌转速搅拌转速搅拌转速n n n n和和和和搅拌器直径搅拌器直径搅拌器直径搅拌器直径DiDiDiDi，因此搅拌功率的放大实际上因此搅拌功率的放大实际上因此搅拌功率的放大实际上因此搅拌功率的放大实际上是是是是n n n n和和和和D D D Di i i i的放大问题。若几何相似，则的放大问题。若几何相似，则的放大问题。若几何相似，则的放大问题。若几何相似，则D D D Di i i i一定，放大问题就一定，放大问题就一定，放大问题就一定，放大问题就只是选择搅拌转速只是选择搅拌转速只是选择搅拌转速只是选择搅拌转速n n n n的问题了。搅拌功率放大的依据准则的问题了。搅拌功率放大的依据准则的问题了。搅拌功率放大的依据准则的问题了。搅拌功率放大的依据准则很多，必须根据具体情况合理选用。很多，必须根据具体情况合理选用。很多，必须根据具体情况合理选用。很多，必须根据具体情况合理选用。 比比拟拟放大放大PPT课课件件1 1、按搅拌雷诺准数、按搅拌雷诺准数、按搅拌雷诺准数、按搅拌雷诺准数ReRe相等放大相等放大相等放大相等放大vRe数数值值的的大大小小表表征征反反应应器器内内流流体体的的流流动动状状况况，对对KLa值值的的大大小小起起着着决决定定性性的的作作用用。如如果果动动力力学学相相似似，即即Re数数相相同同，在某些情况下可作为放大的依据。在某些情况下可作为放大的依据。v Re=nD2i/nD2i 若若Re相等，则相等，则 n2/n1=(Di1/Di2)2=(D1/D2)2比比拟拟放大放大PPT课课件件2 2、按单位体积液体消耗功率、按单位体积液体消耗功率、按单位体积液体消耗功率、按单位体积液体消耗功率P/VP/V相等放大相等放大相等放大相等放大vv若设备几何条件相似，处理物料的物理性质相同，则可按单位若设备几何条件相似，处理物料的物理性质相同，则可按单位若设备几何条件相似，处理物料的物理性质相同，则可按单位若设备几何条件相似，处理物料的物理性质相同，则可按单位体积液体消耗功率相等进行放大。当流体达到充分湍流状态时，体积液体消耗功率相等进行放大。当流体达到充分湍流状态时，体积液体消耗功率相等进行放大。当流体达到充分湍流状态时，体积液体消耗功率相等进行放大。当流体达到充分湍流状态时， P Pn n3 3D D5 5i i, , 即即即即P/VP/Vn n3 3D D2 2i i 因为因为因为因为V VD D3 3vv 若若若若P/VP/V相相相相等等等等，即即即即 ( (n n3 3D D2 2i i) )1 1=(n=(n3 3D D2 2i i) )2 2 n n2 2/n/n1 1= =(D(Di1i1/D/Di2i2) )2/32/3=(D=(D1 1/D/D2 2) )2/32/3 vv上述功率上述功率上述功率上述功率P P是是是是不通气不通气不通气不通气时的搅拌功率，它与通气情况下的功率消耗时的搅拌功率，它与通气情况下的功率消耗时的搅拌功率，它与通气情况下的功率消耗时的搅拌功率，它与通气情况下的功率消耗是成比例的。是成比例的。是成比例的。是成比例的。 比比拟拟放大放大PPT课课件件3 3、按照体积溶氧系数、按照体积溶氧系数、按照体积溶氧系数、按照体积溶氧系数KKL La a相等放大相等放大相等放大相等放大v下一节论述下一节论述下一节论述下一节论述比比拟拟放大放大PPT课课件件4 4 4 4、按搅拌器末端线速度、按搅拌器末端线速度、按搅拌器末端线速度、按搅拌器末端线速度nDnDnDnDi i i i相等放大相等放大相等放大相等放大 （很适合对剪切作用特敏感的菌种如丝状菌）很适合对剪切作用特敏感的菌种如丝状菌）很适合对剪切作用特敏感的菌种如丝状菌）很适合对剪切作用特敏感的菌种如丝状菌） 提提提提高高高高液液液液流流流流搅搅搅搅拌拌拌拌速速速速度度度度，能能能能提提提提高高高高氧氧氧氧传传传传递递递递速速速速率率率率，但但但但速速速速度度度度过过过过高高高高时时时时因因因因对对对对微微微微生生生生物物物物菌菌菌菌体体体体的的的的剪剪剪剪切切切切作作作作用用用用增增增增大大大大而而而而可可可可能能能能破破破破坏坏坏坏其其其其生生生生长长长长、代代代代谢谢谢谢活活活活动动动动。由由由由于于于于生生生生化化化化反反反反应应应应器器器器内内内内搅搅搅搅拌拌拌拌液液液液流流流流的的的的速速速速度度度度以以以以搅搅搅搅拌拌拌拌器器器器末末末末端端端端最最最最大大大大，所所所所以以以以搅搅搅搅拌拌拌拌器器器器末末末末端端端端线线线线速度速度速度速度nDnDnDnDi i i i是是是是比拟放大时需要考虑的基本数据之一。比拟放大时需要考虑的基本数据之一。比拟放大时需要考虑的基本数据之一。比拟放大时需要考虑的基本数据之一。 n n n n2 2 2 2D D D Di2i2i2i2=n=n=n=n1 1 1 1D D D Di1i1i1i1 n n n n2 2 2 2/n/n/n/n1 1 1 1=D=D=D=Di1i1i1i1/D/D/D/Di2i2i2i2(=D(=D(=D(=D1 1 1 1/D/D/D/D2 2 2 2) ) ) ) 某某某某些些些些微微微微生生生生物物物物菌菌菌菌种种种种( ( ( (大大大大多多多多为为为为丝丝丝丝状状状状菌菌菌菌) ) ) )对对对对剪剪剪剪切切切切作作作作用用用用特特特特别别别别敏敏敏敏感感感感，如如如如果果果果在在在在小小小小型型型型试试试试验验验验设设设设备备备备中中中中搅搅搅搅拌拌拌拌器器器器所所所所产产产产生生生生的的的的最最最最大大大大剪剪剪剪切切切切应应应应力力力力已已已已接接接接近近近近微微微微生生生生物物物物的的的的剪剪剪剪应应应应极限，这时就必须按搅拌器末端线速度相等来进行放大。极限，这时就必须按搅拌器末端线速度相等来进行放大。极限，这时就必须按搅拌器末端线速度相等来进行放大。极限，这时就必须按搅拌器末端线速度相等来进行放大。比比拟拟放大放大PPT课课件件5 5 5 5、按速度压头相等放大、按速度压头相等放大、按速度压头相等放大、按速度压头相等放大：搅拌器可比作一个离心泵，泵的：搅拌器可比作一个离心泵，泵的：搅拌器可比作一个离心泵，泵的：搅拌器可比作一个离心泵，泵的主要性能是流量和压头，因而搅拌器的性能也可以用循环流量主要性能是流量和压头，因而搅拌器的性能也可以用循环流量主要性能是流量和压头，因而搅拌器的性能也可以用循环流量主要性能是流量和压头，因而搅拌器的性能也可以用循环流量F F F F和速度压头和速度压头和速度压头和速度压头HpHpHpHp这两个指标来评价。这两个指标来评价。这两个指标来评价。这两个指标来评价。HpHpHpHp与与与与( ( ( (nDnDnDnDi i i i) ) ) )2 2 2 2成正比，成正比，成正比，成正比，F F F F与与与与nDnDnDnD3 3 3 3i i i i成正比，即：成正比，即：成正比，即：成正比，即：HpnHpnHpnHpn2 2 2 2D D D D2 2 2 2i i i i、FnDFnDFnDFnD3 3 3 3i i i i 速速速速度度度度压压压压头头头头HpHpHpHp表表表表征征征征反反反反应应应应器器器器内内内内流流流流体体体体的的的的湍湍湍湍流流流流强强强强度度度度和和和和对对对对物物物物料料料料的的的的速速速速度度度度梯梯梯梯度度度度的的的的大大大大小小小小( ( ( (即即即即对对对对物物物物料料料料剪剪剪剪切切切切作作作作用用用用的的的的大大大大小小小小) ) ) )。若若若若以以以以HpHpHpHp相相相相等等等等进进进进行行行行放放放放大大大大，显显显显然然然然将将将将得得得得到到到到与与与与搅搅搅搅拌拌拌拌器器器器末末末末端端端端线线线线速速速速度度度度( ( ( (nDnDnDnDi i i i) ) ) )相相相相等等等等放放放放大大大大时时时时同同同同样样样样的的的的结结结结果果果果，即：即：即：即：6 6 6 6、按按按按单单单单位位位位体体体体积积积积搅搅搅搅拌拌拌拌循循循循环环环环流流流流量量量量相相相相等等等等放放放放大大大大：单单单单位位位位体体体体积积积积发发发发酵酵酵酵液液液液的的的的搅搅搅搅拌拌拌拌循循循循环环环环流流流流量量量量F/VF/VF/VF/V，表表表表征征征征了了了了反反反反应应应应器器器器中中中中醪醪醪醪液液液液混混混混合合合合的的的的均均均均匀匀匀匀程程程程度度度度，因因因因而而而而F/VF/VF/VF/V也是比拟放大所必须考虑的基本参数数据之一。也是比拟放大所必须考虑的基本参数数据之一。也是比拟放大所必须考虑的基本参数数据之一。也是比拟放大所必须考虑的基本参数数据之一。 FnDFnDFnDFnD3 3 3 3i i i i，VDVDVDVD3 3 3 3DDDD3 3 3 3i i i i F/Vn F/Vn F/Vn F/Vn 如果如果如果如果F/VF/VF/VF/V相等，则相等，则相等，则相等，则 比比拟拟放大放大PPT课课件件vv对对对对于于于于机机机机械械械械搅搅搅搅拌拌拌拌通通通通风风风风发发发发酵酵酵酵罐罐罐罐，发发发发酵酵酵酵液液液液的的的的均均均均匀匀匀匀混混混混合合合合则则则则主主主主要要要要地地地地决决决决定定定定于于于于搅搅搅搅拌功率拌功率拌功率拌功率，因而搅拌功率对反应器性能的影响相对较大。，因而搅拌功率对反应器性能的影响相对较大。，因而搅拌功率对反应器性能的影响相对较大。，因而搅拌功率对反应器性能的影响相对较大。vv对于几何相似的发酵罐，普遍采用对于几何相似的发酵罐，普遍采用对于几何相似的发酵罐，普遍采用对于几何相似的发酵罐，普遍采用单位体积液体功率单位体积液体功率单位体积液体功率单位体积液体功率P/VP/VP/VP/V相等相等相等相等的的的的放大方法。放大方法。放大方法。放大方法。vv目前趋向于溶氧系数相等的放大方法目前趋向于溶氧系数相等的放大方法目前趋向于溶氧系数相等的放大方法目前趋向于溶氧系数相等的放大方法。溶氧系数是所有好气性发。溶氧系数是所有好气性发。溶氧系数是所有好气性发。溶氧系数是所有好气性发酵的主要指标，维持大、小发酵罐的溶氧系数相等，就能在较经酵的主要指标，维持大、小发酵罐的溶氧系数相等，就能在较经酵的主要指标，维持大、小发酵罐的溶氧系数相等，就能在较经酵的主要指标，维持大、小发酵罐的溶氧系数相等，就能在较经济的条件下获得较高的产率。同时，即使对于几何不相似以及不济的条件下获得较高的产率。同时，即使对于几何不相似以及不济的条件下获得较高的产率。同时，即使对于几何不相似以及不济的条件下获得较高的产率。同时，即使对于几何不相似以及不同型式的反应器，溶氧系数相等的放大方法也能适用。同型式的反应器，溶氧系数相等的放大方法也能适用。同型式的反应器，溶氧系数相等的放大方法也能适用。同型式的反应器，溶氧系数相等的放大方法也能适用。vv至于搅拌雷诺准数至于搅拌雷诺准数至于搅拌雷诺准数至于搅拌雷诺准数ReReReRe、搅拌器末端线速度搅拌器末端线速度搅拌器末端线速度搅拌器末端线速度nDnDnDnDi i i i和单位液体的搅拌循和单位液体的搅拌循和单位液体的搅拌循和单位液体的搅拌循环流量环流量环流量环流量F/VF/VF/VF/V，一般仅作为放大设计的基本参考数据，只在特殊场一般仅作为放大设计的基本参考数据，只在特殊场一般仅作为放大设计的基本参考数据，只在特殊场一般仅作为放大设计的基本参考数据，只在特殊场合下才用作比拟放大的依据。合下才用作比拟放大的依据。合下才用作比拟放大的依据。合下才用作比拟放大的依据。 第二节第二节 机械搅拌发酵罐的比拟放大机械搅拌发酵罐的比拟放大 比比拟拟放大放大PPT课课件件vv以体积溶氧系数以体积溶氧系数以体积溶氧系数以体积溶氧系数KKL La a为基准进行比拟放大必须已知小型试验条件为基准进行比拟放大必须已知小型试验条件为基准进行比拟放大必须已知小型试验条件为基准进行比拟放大必须已知小型试验条件下溶氧系数的大小和适合于放大设备的溶氧系数计算式。由于下溶氧系数的大小和适合于放大设备的溶氧系数计算式。由于下溶氧系数的大小和适合于放大设备的溶氧系数计算式。由于下溶氧系数的大小和适合于放大设备的溶氧系数计算式。由于适应范围较广的溶氧系数计算式大多是用亚硫酸盐氧化法测定适应范围较广的溶氧系数计算式大多是用亚硫酸盐氧化法测定适应范围较广的溶氧系数计算式大多是用亚硫酸盐氧化法测定适应范围较广的溶氧系数计算式大多是用亚硫酸盐氧化法测定的结果，因而小试条件下的溶氧系数也用的结果，因而小试条件下的溶氧系数也用的结果，因而小试条件下的溶氧系数也用的结果，因而小试条件下的溶氧系数也用亚硫酸盐氧化法亚硫酸盐氧化法亚硫酸盐氧化法亚硫酸盐氧化法测定。测定。测定。测定。当然用此法测定的溶氧系数只具有相对的意义，并不代表实际当然用此法测定的溶氧系数只具有相对的意义，并不代表实际当然用此法测定的溶氧系数只具有相对的意义，并不代表实际当然用此法测定的溶氧系数只具有相对的意义，并不代表实际发酵时的溶氧系数。发酵时的溶氧系数。发酵时的溶氧系数。发酵时的溶氧系数。溶氧系数相等的放大方法，其溶氧系数相等的放大方法，其溶氧系数相等的放大方法，其溶氧系数相等的放大方法，其主要步骤主要步骤主要步骤主要步骤如下：如下：如下：如下：vv(1) (1) 确定试验设备的主要参数，并试算确定试验设备的主要参数，并试算确定试验设备的主要参数，并试算确定试验设备的主要参数，并试算KKd d值；值；值；值；vv(2) (2) 按几何相似原则确定放大设备的主要尺寸；按几何相似原则确定放大设备的主要尺寸；按几何相似原则确定放大设备的主要尺寸；按几何相似原则确定放大设备的主要尺寸；vv(3) (3) 决定通风量决定通风量决定通风量决定通风量QQ；vv(4) (4) 按溶氧系数相等的原则确定搅拌功率按溶氧系数相等的原则确定搅拌功率按溶氧系数相等的原则确定搅拌功率按溶氧系数相等的原则确定搅拌功率P P及转速及转速及转速及转速n n。以体积溶氧系数相等为基准的比拟放大法以体积溶氧系数相等为基准的比拟放大法 比比拟拟放大放大PPT课课件件通风发酵罐的放大设计 机械搅拌通风发酵罐的经验放大机械搅拌通风发酵罐的经验放大 以体积溶氧系数以体积溶氧系数kLa(或或kd)相等为基准的放大法相等为基准的放大法通气搅拌发酵罐的主要参数及计算公式：通气搅拌发酵罐的主要参数及计算公式：通气搅拌发酵罐的主要参数及计算公式：通气搅拌发酵罐的主要参数及计算公式：（1 1）不通气的搅拌功率）不通气的搅拌功率）不通气的搅拌功率）不通气的搅拌功率P P0 0N NP Pnn3 3D Di i5 5 （2 2）通气搅拌功率通气搅拌功率通气搅拌功率通气搅拌功率P Pg g2.25102.2510-3-3（ P P0 02 2 nDnDi i3 3/Q/Q0.080.08) )0.390.39高好氧发酵通常应用高好氧发酵通常应用高好氧发酵通常应用高好氧发酵通常应用等等等等k k k kL L L La a a a的原则进行反应器放大的原则进行反应器放大的原则进行反应器放大的原则进行反应器放大比比拟拟放大放大PPT课课件件通风发酵罐的放大设计实例通风发酵罐的放大设计实例 某某厂厂在在100L机机械械搅搅拌拌发发酵酵罐罐中中进进行行淀淀粉粉酶酶生生产产试试验验，所所用用端端菌菌种种为为枯枯草草杆杆菌菌，为为获获得得良良好好的的发发酵酵效效果果拟拟放放大大至至20m3生生产产罐罐。此此发发酵酵液液为为牛牛顿顿型型流流体体，黏黏度度2.2510-3 PaS，密密度度L=1020kg/m3。试试验验罐罐的的尺尺寸寸为为：D375mm直直径径，搅搅拌拌叶叶轮轮Di125mm，高高径径比比H/D=2.4，液液深深HL=1.5D，4块块挡挡板板的的W/D=0.1；装装液液量量为为60L，通通气气速速率率为为1.0 m3/m3min，使使用用两两挡挡圆圆盘盘六六直直叶叶涡涡轮轮搅搅拌拌器器，转转速速350 r/min。通通过过实实验验研研究究，证证明明此此发发酵酵为为高高耗耗氧氧的的生生物物反反应应，故故可可按按体体积积溶溶氧氧系系数相等之原则进行放大。数相等之原则进行放大。比比拟拟放大放大PPT课课件件以体积溶氧系数相等为基准以体积溶氧系数相等为基准(1) (1) 计算试验罐的计算试验罐的计算试验罐的计算试验罐的k kL La aa. a. 先求搅拌雷诺准数先求搅拌雷诺准数先求搅拌雷诺准数先求搅拌雷诺准数ReReMM 当发酵系统充分湍流时当发酵系统充分湍流时当发酵系统充分湍流时当发酵系统充分湍流时, , 即即即即ReReMM10104 4时时时时, , 对圆盘六直叶涡轮对圆盘六直叶涡轮对圆盘六直叶涡轮对圆盘六直叶涡轮, N, NP P=6.0=6.0；对圆盘；对圆盘；对圆盘；对圆盘六弯叶涡轮，六弯叶涡轮，六弯叶涡轮，六弯叶涡轮，N NP P=4.7=4.7；而对圆盘六箭叶涡轮，；而对圆盘六箭叶涡轮，；而对圆盘六箭叶涡轮，；而对圆盘六箭叶涡轮，N NP P=3.7=3.7。由于此处由于此处由于此处由于此处ReReMM10104 4, ,为圆盘六直叶涡轮，因此为圆盘六直叶涡轮，因此为圆盘六直叶涡轮，因此为圆盘六直叶涡轮，因此N NP P取为取为取为取为6.06.0b. 2b. 2档叶轮的不通气时的搅拌功率为档叶轮的不通气时的搅拌功率为档叶轮的不通气时的搅拌功率为档叶轮的不通气时的搅拌功率为: :c. c. 通气搅拌功率为通气搅拌功率为通气搅拌功率为通气搅拌功率为: : ( (下式中下式中下式中下式中QQg g的单位是的单位是的单位是的单位是ml/minml/min由由由由m3/m3min转化转化转化转化) )比比拟拟放大放大PPT课课件件从而可以算出体积溶氧系数从而可以算出体积溶氧系数从而可以算出体积溶氧系数从而可以算出体积溶氧系数: : : :其中空截面空气线速度（通风量其中空截面空气线速度（通风量其中空截面空气线速度（通风量其中空截面空气线速度（通风量/ /截面积）为截面积）为截面积）为截面积）为 ：(2)(2)按几何相似原则确定按几何相似原则确定按几何相似原则确定按几何相似原则确定20m20m3 3生产罐的尺寸：生产罐的尺寸：生产罐的尺寸：生产罐的尺寸：据题设几何尺寸比例，放大罐与小罐相同，则有据题设几何尺寸比例，放大罐与小罐相同，则有H/D2.4, D/d=3.0, HL/D=1.5,(题中给出已知条件题中给出已知条件)而有效装料体积仍取而有效装料体积仍取60%，由此可得：，由此可得：可得可得D=2.17m, H=2.4D=5.20m, d=D/3=0.72m, HL=1.5D=3.26m这是按这是按几何相似原则几何相似原则计算求得的计算求得的20m3 3生产罐的尺寸。仍采用两组圆盘六直叶涡生产罐的尺寸。仍采用两组圆盘六直叶涡轮搅拌器。轮搅拌器。比比拟拟放大放大PPT课课件件(3) (3) 决定大罐的通气量决定大罐的通气量决定大罐的通气量决定大罐的通气量QQg g: : 由于空截面气速由于空截面气速由于空截面气速由于空截面气速u u u us s s s与罐体积的立方根成正比。所以经放大的与罐体积的立方根成正比。所以经放大的与罐体积的立方根成正比。所以经放大的与罐体积的立方根成正比。所以经放大的倍数较大时，则其空截面气速倍数较大时，则其空截面气速倍数较大时，则其空截面气速倍数较大时，则其空截面气速usususus有较大的增加。如体积放大有较大的增加。如体积放大有较大的增加。如体积放大有较大的增加。如体积放大100100100100倍，线速度提高倍，线速度提高倍，线速度提高倍，线速度提高100100100100的的的的1/31/31/31/3次方次方次方次方=4=4=4=4，64646464倍，过大的倍，过大的倍，过大的倍，过大的usususus会造成太多的会造成太多的会造成太多的会造成太多的泡沫产生甚至跑料，而且消耗的通气功率也将太高。因此在发酵泡沫产生甚至跑料，而且消耗的通气功率也将太高。因此在发酵泡沫产生甚至跑料，而且消耗的通气功率也将太高。因此在发酵泡沫产生甚至跑料，而且消耗的通气功率也将太高。因此在发酵反应器放大时，必须全面考虑以确定通气流率。反应器放大时，必须全面考虑以确定通气流率。反应器放大时，必须全面考虑以确定通气流率。反应器放大时，必须全面考虑以确定通气流率。 若按通气强度不变若按通气强度不变若按通气强度不变若按通气强度不变，即取大罐的通气速率为，即取大罐的通气速率为，即取大罐的通气速率为，即取大罐的通气速率为1.0 1.0 1.0 1.0 m3/m3min ， 可算出通气量及相应的空截面气速为：可算出通气量及相应的空截面气速为：可算出通气量及相应的空截面气速为：可算出通气量及相应的空截面气速为：比比拟拟放大放大PPT课课件件 对比小罐的空截面气速对比小罐的空截面气速对比小罐的空截面气速对比小罐的空截面气速(u(u(u(us s s s=54.3cm/min),=54.3cm/min),=54.3cm/min),=54.3cm/min),可见，若按通气强度不变，可见，若按通气强度不变，可见，若按通气强度不变，可见，若按通气强度不变，则大罐的通气截面气速约相当于小罐的则大罐的通气截面气速约相当于小罐的则大罐的通气截面气速约相当于小罐的则大罐的通气截面气速约相当于小罐的6 6 6 6倍。经验表明，这种气速太高。倍。经验表明，这种气速太高。倍。经验表明，这种气速太高。倍。经验表明，这种气速太高。故可折中取大罐的故可折中取大罐的故可折中取大罐的故可折中取大罐的u u u us s s s=150 cm/min,=150 cm/min,=150 cm/min,=150 cm/min,由此可计算出大罐的通气速率为：由此可计算出大罐的通气速率为：由此可计算出大罐的通气速率为：由此可计算出大罐的通气速率为： 通气强度为：通气强度为：通气强度为：通气强度为：5.55/12=0.462 5.55/12=0.462 5.55/12=0.462 5.55/12=0.462 m3/m3min ( ( ( (装料装料装料装料12m12m12m12m3 3 3 3) ) ) )(4) (4) 按按按按k kL La a相等原则计算放大罐的搅拌转速和搅拌功率相等原则计算放大罐的搅拌转速和搅拌功率相等原则计算放大罐的搅拌转速和搅拌功率相等原则计算放大罐的搅拌转速和搅拌功率因因所以，所以，7.01x10-6=7.434x10-8Pg0.56n0.7所以，所以，Pg=3356n-1.25又根据又根据Pg的又一表达式：的又一表达式：d为搅拌直径为搅拌直径cm换算成换算成换算成换算成m/minm/min比比拟拟放大放大PPT课课件件即：即：比较两个不同的比较两个不同的Pg表达式可得：表达式可得：由搅拌轴功率公式可计算得到：由搅拌轴功率公式可计算得到：联立上面式可计算得到：联立上面式可计算得到： n=123 r/min P=10.2 kW Pg=8.19 kWd为搅拌直径为搅拌直径cm 0.72m=72cmNp搅拌功率准数，充分湍流取搅拌功率准数，充分湍流取6.0比比拟拟放大放大PPT课课件件试验罐与放大计算结果比较试验罐与放大计算结果比较项目项目试验罐试验罐放大罐放大罐公称体积公称体积V(m3)0.120有效体积有效体积VL(m3)0.0612放大倍数放大倍数1200直径直径D(m)0.3752.193高径比高径比H/D2.42.4液柱高液柱高HL/D1.51.5搅拌叶轮搅拌叶轮d/D1/31/3通气强度通气强度(vvm)1.00.462P/VL(kW/m3)1.240.789Pg/VL(kW/m3)0.6580.704搅拌转速搅拌转速n(r/min)350120叶尖线速度叶尖线速度np pd(m/s)2.2914.593kLa7.01x10-67.01x10-6比比拟拟放大放大PPT课课件件以以P/VL相等为基准相等为基准vv利用经验公式求解利用经验公式求解利用经验公式求解利用经验公式求解k k k kL L L La a a a往往会有较大的误差，因此对某些发酵往往会有较大的误差，因此对某些发酵往往会有较大的误差，因此对某些发酵往往会有较大的误差，因此对某些发酵系统并不理想。而系统并不理想。而系统并不理想。而系统并不理想。而单位体积发酵液的搅拌功率单位体积发酵液的搅拌功率单位体积发酵液的搅拌功率单位体积发酵液的搅拌功率P/VP/VP/VP/VL L L L与与与与k k k kL L L La a a a有密有密有密有密切的关系且容易测量和计算。实践表明，对于溶氧速率控制切的关系且容易测量和计算。实践表明，对于溶氧速率控制切的关系且容易测量和计算。实践表明，对于溶氧速率控制切的关系且容易测量和计算。实践表明，对于溶氧速率控制发酵反应的非牛顿发酵液，把发酵反应的非牛顿发酵液，把发酵反应的非牛顿发酵液，把发酵反应的非牛顿发酵液，把P/VP/VP/VP/VL L L L相等作为放大准则效果较相等作为放大准则效果较相等作为放大准则效果较相等作为放大准则效果较好。好。好。好。vv仍以上一例的数据为依据，以仍以上一例的数据为依据，以仍以上一例的数据为依据，以仍以上一例的数据为依据，以P/VP/VP/VP/VL L L L相等为基准进行放大计算。相等为基准进行放大计算。相等为基准进行放大计算。相等为基准进行放大计算。比比拟拟放大放大PPT课课件件对试验罐，有：对试验罐，有：同理对放大罐，有：同理对放大罐，有：根据根据P/VL相等原则，令相等原则，令(P/VL)1= (P/VL)2可以得到：可以得到：由题设，知由题设，知n1=350 r/min, d1=0.125 m按几何相似原则放大，放大罐的按几何相似原则放大，放大罐的d2=0.72 m用用d1和和d2的值代入上面关系式，可求解出放大罐的搅拌转速：的值代入上面关系式，可求解出放大罐的搅拌转速：比比拟拟放大放大PPT课课件件因此，放大罐的搅拌功率因此，放大罐的搅拌功率P为：为：因此，放大罐的通气搅拌功率因此，放大罐的通气搅拌功率Pg为：为：取放大罐的通气强度为取放大罐的通气强度为0.462 vvm,(与上一例相同与上一例相同)，则，则代入上式得：代入上式得：在上述条件下，相应的体积溶氧系数为：在上述条件下，相应的体积溶氧系数为：Qg=20*60%*0.462=5.544m3/min 带入方程带入方程Vs=5.544/ =1.499m/minVs单位单位cm/min比比拟拟放大放大PPT课课件件试验罐与放大计算结果比较试验罐与放大计算结果比较项目项目试验罐试验罐放大罐放大罐公称体积公称体积V(m3)0.120有效体积有效体积VL(m3)0.0612放大倍数放大倍数1200直径直径D(m) 0.3752.193高径比高径比H/D2.42.4液柱高液柱高HL/D1.51.5搅拌叶轮搅拌叶轮d/D1/31/3通气强度通气强度(vvm)1.00.462P/VL(kW/m3)1.241.18Pg/VL(kW/m3)0.6580.85搅拌转速搅拌转速n(r/min)350109叶尖线速度叶尖线速度np pd(m/s)2.2914.172kLa7.01x10-67.28x10-6比比拟拟放大放大PPT课课件件第三节第三节 放大问题的讨论放大问题的讨论采用不同的放大标准，所得结果差异很大采用不同的放大标准，所得结果差异很大;等溶氧系数法、等功耗法所得结果接近，而且较准确，最为常用等溶氧系数法、等功耗法所得结果接近，而且较准确，最为常用;逐级放大的必要性（混合时间的影响）逐级放大的必要性（混合时间的影响）;罐体金属材料的影响罐体金属材料的影响;搅拌桨末端线速度的影响搅拌桨末端线速度的影响;混合均匀度问题混合均匀度问题;关于缩小关于缩小比比拟拟放大放大PPT课课件件vv1 1、以、以、以、以KKd d或者或者或者或者P/VP/V相等进行放大时，两者所得结果比较接近，相等进行放大时，两者所得结果比较接近，相等进行放大时，两者所得结果比较接近，相等进行放大时，两者所得结果比较接近，而且放大罐的体积溶氧系数和单位体积液体的搅拌功率等指而且放大罐的体积溶氧系数和单位体积液体的搅拌功率等指而且放大罐的体积溶氧系数和单位体积液体的搅拌功率等指而且放大罐的体积溶氧系数和单位体积液体的搅拌功率等指标都比较接近小型试验罐的。所以，生化反应器大多采用这标都比较接近小型试验罐的。所以，生化反应器大多采用这标都比较接近小型试验罐的。所以，生化反应器大多采用这标都比较接近小型试验罐的。所以，生化反应器大多采用这两种方法进行放大。然而，两种方法进行放大。然而，两种方法进行放大。然而，两种方法进行放大。然而，搅拌器末端线速度搅拌器末端线速度搅拌器末端线速度搅拌器末端线速度nDnDi i提高了近一提高了近一提高了近一提高了近一倍。倍。倍。倍。vv在采用溶氧系数相等的放大方法时，也可能出现搅拌桨圆周在采用溶氧系数相等的放大方法时，也可能出现搅拌桨圆周在采用溶氧系数相等的放大方法时，也可能出现搅拌桨圆周在采用溶氧系数相等的放大方法时，也可能出现搅拌桨圆周速度过高的情况，所以试验时就要预先注意这个问题。如果速度过高的情况，所以试验时就要预先注意这个问题。如果速度过高的情况，所以试验时就要预先注意这个问题。如果速度过高的情况，所以试验时就要预先注意这个问题。如果出现这种情况，可以适当出现这种情况，可以适当出现这种情况，可以适当出现这种情况，可以适当调整搅拌桨的直径和转数调整搅拌桨的直径和转数调整搅拌桨的直径和转数调整搅拌桨的直径和转数或在或在或在或在降低降低降低降低转数的同时采用多组搅拌器转数的同时采用多组搅拌器转数的同时采用多组搅拌器转数的同时采用多组搅拌器( (那些对液体速度影响不敏感的菌那些对液体速度影响不敏感的菌那些对液体速度影响不敏感的菌那些对液体速度影响不敏感的菌类可不考虑这个问题类可不考虑这个问题类可不考虑这个问题类可不考虑这个问题) )。 比比拟拟放大放大PPT课课件件vv在实际发酵罐中，液体的速度分布并不均匀。在实际发酵罐中，液体的速度分布并不均匀。在实际发酵罐中，液体的速度分布并不均匀。在实际发酵罐中，液体的速度分布并不均匀。靠近搅拌桨靠近搅拌桨靠近搅拌桨靠近搅拌桨叶处最大叶处最大叶处最大叶处最大，速度愈大，对发酵液的剪切作用愈大。在某些，速度愈大，对发酵液的剪切作用愈大。在某些，速度愈大，对发酵液的剪切作用愈大。在某些，速度愈大，对发酵液的剪切作用愈大。在某些菌种的发酵中，液体速度超过一定限度就会损伤微生物，菌种的发酵中，液体速度超过一定限度就会损伤微生物，菌种的发酵中，液体速度超过一定限度就会损伤微生物，菌种的发酵中，液体速度超过一定限度就会损伤微生物，影响微生物的活性而使产率下降。例如用黑曲霉发酵生产影响微生物的活性而使产率下降。例如用黑曲霉发酵生产影响微生物的活性而使产率下降。例如用黑曲霉发酵生产影响微生物的活性而使产率下降。例如用黑曲霉发酵生产柠檬酸，在柠檬酸，在柠檬酸，在柠檬酸，在50505050m m m m3 3 3 3发酵罐中，原来采用六弯叶涡轮搅拌器两发酵罐中，原来采用六弯叶涡轮搅拌器两发酵罐中，原来采用六弯叶涡轮搅拌器两发酵罐中，原来采用六弯叶涡轮搅拌器两组，转速组，转速组，转速组，转速110110110110r/minr/minr/minr/min产酸很低，在产酸很低，在产酸很低，在产酸很低，在4%4%4%4%左右；而当改用六箭叶左右；而当改用六箭叶左右；而当改用六箭叶左右；而当改用六箭叶三档，转速为三档，转速为三档，转速为三档，转速为87878787r/minr/minr/minr/min，产酸马上上去了，产酸马上上去了，产酸马上上去了，产酸马上上去了，达到达到达到达到8%8%8%8%左右。左右。左右。左右。这是因为黑曲霉对高转速搅拌所产生的剪切力敏感所致。这是因为黑曲霉对高转速搅拌所产生的剪切力敏感所致。这是因为黑曲霉对高转速搅拌所产生的剪切力敏感所致。这是因为黑曲霉对高转速搅拌所产生的剪切力敏感所致。又如，又如，又如，又如，VBVBVBVB12121212发酵当溶氧系数较高时反而使产率下降，亦可发酵当溶氧系数较高时反而使产率下降，亦可发酵当溶氧系数较高时反而使产率下降，亦可发酵当溶氧系数较高时反而使产率下降，亦可能是由于较高的搅拌圆周速度使菌体损伤所致。能是由于较高的搅拌圆周速度使菌体损伤所致。能是由于较高的搅拌圆周速度使菌体损伤所致。能是由于较高的搅拌圆周速度使菌体损伤所致。 比比拟拟放大放大PPT课课件件vv因因因因此此此此，如如如如果果果果微微微微生生生生物物物物菌菌菌菌种种种种对对对对剪剪剪剪切切切切作作作作用用用用特特特特别别别别敏敏敏敏感感感感，可可可可采采采采用用用用适适适适当当当当增增增增大大大大通通通通风风风风量量量量，同同同同时时时时降降降降低低低低搅搅搅搅拌拌拌拌功功功功率率率率( ( ( (转转转转速速速速) ) ) )的的的的办办办办法法法法来来来来减减减减小小小小nDnDnDnDi i i i值值值值，也也也也可可可可采采采采用用用用适适适适当当当当减减减减小小小小搅搅搅搅拌拌拌拌器器器器直直直直径径径径的的的的办办办办法法法法减减减减小小小小nDnDnDnDi i i i值值值值。对对对对于于于于特特特特别别别别需需需需要要要要快快快快速速速速混混混混合合合合的的的的发发发发酵酵酵酵生生生生产产产产，则则则则可可可可采采采采用用用用适适适适当当当当提提提提高高高高搅搅搅搅拌拌拌拌转转转转速速速速，同时降低通风量的办法来增大同时降低通风量的办法来增大同时降低通风量的办法来增大同时降低通风量的办法来增大F/VF/VF/VF/V值。值。值。值。vv以以以以nDnDnDnDi i i i（搅搅搅搅拌拌拌拌末末末末端端端端线线线线速速速速度度度度）相相相相等等等等进进进进行行行行放放放放大大大大，除除除除ReReReRe值值值值之之之之外外外外，表表表表征征征征反反反反应应应应器器器器性性性性能能能能的的的的各各各各项项项项指指指指标标标标都都都都低低低低于于于于小小小小型型型型试试试试验验验验罐罐罐罐。由由由由于于于于单单单单位位位位体体体体积积积积功功功功率率率率消消消消耗耗耗耗P/VP/VP/VP/V随随随随放放放放大大大大比比比比的的的的增增增增加加加加而而而而显显显显著著著著减减减减小小小小，K K K Kd d d d值值值值随随随随之之之之降降降降低低低低，这这这这不不不不满满满满足足足足溶溶溶溶氧氧氧氧的的的的要要要要求求求求。就就就就是是是是说说说说，对对对对于于于于剪剪剪剪切切切切作作作作用用用用敏敏敏敏感感感感的的的的丝丝丝丝状状状状菌菌菌菌类类类类发发发发酵酵酵酵，也也也也不不不不宜宜宜宜采采采采用用用用搅搅搅搅拌拌拌拌器器器器末末末末端端端端线线线线速速速速度度度度相相相相等等等等进进进进行行行行放放放放大大大大，若若若若采采采采用用用用此此此此法法法法进进进进行行行行放放放放大大大大，必必必必须须须须采采采采用用用用适适适适当当当当加加加加大大大大通通通通风风风风量量量量和和和和提提提提高高高高操操操操作压力等办法来提高溶氧速率。作压力等办法来提高溶氧速率。作压力等办法来提高溶氧速率。作压力等办法来提高溶氧速率。比比拟拟放大放大PPT课课件件vv以雷诺准数以雷诺准数以雷诺准数以雷诺准数ReReReRe相等进行放大，所得各项数据都与小罐相差相等进行放大，所得各项数据都与小罐相差相等进行放大，所得各项数据都与小罐相差相等进行放大，所得各项数据都与小罐相差很大，可见在一般情况下是不宜采用动力学相似很大，可见在一般情况下是不宜采用动力学相似很大，可见在一般情况下是不宜采用动力学相似很大，可见在一般情况下是不宜采用动力学相似( ( ( (即即即即ReReReRe相相相相等等等等) ) ) )的方法进行放大的。的方法进行放大的。的方法进行放大的。的方法进行放大的。ReReReRe相等的放大准则，只是在容积相等的放大准则，只是在容积相等的放大准则，只是在容积相等的放大准则，只是在容积或直径接近的反应器中有一定的借鉴作用。或直径接近的反应器中有一定的借鉴作用。或直径接近的反应器中有一定的借鉴作用。或直径接近的反应器中有一定的借鉴作用。 ( ( ( (第第第第17171717张片子张片子张片子张片子) ) ) )比比拟拟放大放大PPT课课件件混合时间的影响混合时间的影响逐级放大的必要性逐级放大的必要性 vv罐罐罐罐内内内内液液液液体体体体完完完完全全全全均均均均匀匀匀匀混混混混合合合合所所所所需需需需要要要要的的的的时时时时间间间间叫叫叫叫混混混混合合合合时时时时间间间间。混混混混合合合合时时时时间间间间越越越越短短短短，表表表表示示示示搅搅搅搅拌拌拌拌愈愈愈愈激激激激烈烈烈烈。因因因因此此此此，混混混混合合合合时时时时间间间间也也也也可可可可作作作作为为为为衡衡衡衡量量量量液液液液体体体体搅搅搅搅拌拌拌拌雷雷雷雷诺诺诺诺准准准准数数数数ReRe大大大大小的依据。小的依据。小的依据。小的依据。 在湍流情况下，按等在湍流情况下，按等在湍流情况下，按等在湍流情况下，按等P/VP/V放大的概念，可推出下式：放大的概念，可推出下式：放大的概念，可推出下式：放大的概念，可推出下式： t t2 2/t /t1 1=(D=(D2 2/D/D1 1) )11/1811/18vv按照此式计算，如果直径放大比按照此式计算，如果直径放大比按照此式计算，如果直径放大比按照此式计算，如果直径放大比D D2 2/D/D1 1=10(=10(体积放大倍数体积放大倍数体积放大倍数体积放大倍数V V2 2/V/V1 1=1000)=1000)，那么混合时间就要比小罐大那么混合时间就要比小罐大那么混合时间就要比小罐大那么混合时间就要比小罐大4 4倍以上。倍以上。倍以上。倍以上。vv混混混混合合合合时时时时间间间间的的的的延延延延长长长长使使使使空空空空气气气气中中中中OO2 2的的的的溶溶溶溶解解解解和和和和微微微微生生生生物物物物对对对对营营营营养养养养的的的的摄摄摄摄取取取取以以以以及及及及代代代代谢谢谢谢物物物物的的的的排排排排泄泄泄泄都都都都变变变变得得得得缓缓缓缓慢慢慢慢，尤尤尤尤其其其其是是是是某某某某些些些些需需需需要要要要中中中中间间间间补补补补料料料料和和和和连连连连续续续续发发发发酵酵酵酵的的的的串串串串联联联联罐罐罐罐更更更更应应应应注注注注意意意意混混混混合合合合时时时时间间间间的的的的影影影影响响响响。因因因因为为为为放放放放大大大大比比比比愈愈愈愈大大大大，混混混混合合合合时时时时间间间间愈愈愈愈长长长长，所所所所以以以以不不不不宜宜宜宜将将将将在在在在过过过过分分分分小小小小的的的的设设设设备备备备上上上上所所所所取取取取得得得得的的的的结结结结果果果果立立立立即即即即放放放放大大大大到到到到容容容容积积积积很很很很大大大大的的的的设设设设备备备备上上上上去去去去，这这这这样样样样就就就就看看看看不不不不出出出出混混混混合合合合时时时时间间间间的的的的延延延延长长长长所所所所产产产产生生生生的的的的影影影影响响响响( (搅搅搅搅拌拌拌拌圆圆圆圆周周周周速速速速度度度度nDnDi i也也也也是是是是同同同同样样样样的的的的情情情情况况况况) )，由由由由此此此此说说说说明明明明了了了了逐逐逐逐级级级级放放放放大大大大的的的的必必必必要要要要性性性性。有有有有时时时时放放放放大大大大比比比比很很很很大大大大时时时时( (甚甚甚甚至至至至D D2 2/D/D1 1=20=20或或或或V V2 2/V/V1 1=8000)=8000)，采采采采用用用用等等等等P/VP/V放放放放大大大大法法法法仍仍仍仍有有有有成成成成功功功功的的的的例例例例子子子子，这这这这是是是是因因因因为为为为此此此此种种种种情情情情况况况况的的的的发发发发酵酵酵酵，其其其其混混混混合合合合时时时时间间间间不不不不是是是是主主主主要要要要因因因因素素素素或或或或是是是是该该该该种种种种菌菌菌菌体体体体对对对对混混混混合合合合时时时时间的影响并不敏感之故。间的影响并不敏感之故。间的影响并不敏感之故。间的影响并不敏感之故。 比比拟拟放大放大PPT课课件件罐体材料金属离子的影响罐体材料金属离子的影响 vv在在在在某某某某些些些些发发发发酵酵酵酵罐罐罐罐中中中中，罐罐罐罐体体体体材材材材料料料料的的的的金金金金属属属属离离离离子子子子有有有有一一一一定定定定的的的的影影影影响响响响。在在在在摇摇摇摇瓶瓶瓶瓶试试试试验验验验阶阶阶阶段段段段，可可可可在在在在瓶瓶瓶瓶中中中中悬悬悬悬挂挂挂挂一一一一小小小小块块块块金金金金属属属属片片片片观观观观察察察察其其其其影影影影响响响响程程程程度度度度。影影影影响响响响程程程程度度度度可可可可用用用用单单单单位位位位体体体体积积积积液液液液体体体体所所所所接接接接触触触触的的的的材材材材料料料料表表表表面面面面积积积积A/VA/V为为为为指指指指标标标标，对圆柱形发酵罐在放大时可推出下式：对圆柱形发酵罐在放大时可推出下式：对圆柱形发酵罐在放大时可推出下式：对圆柱形发酵罐在放大时可推出下式： ( (A/V)A/V)2 2/(A/V)/(A/V)1 1=D=D1 1/D/D2 2 vv由由由由此此此此可可可可知知知知，罐罐罐罐体体体体材材材材料料料料金金金金属属属属离离离离子子子子对对对对发发发发酵酵酵酵的的的的影影影影响响响响与与与与放放放放大大大大比比比比成成成成反反反反比比比比。如如如如果果果果这这这这种种种种金金金金属属属属离离离离子子子子对对对对发发发发酵酵酵酵有有有有抑抑抑抑制制制制作作作作用用用用，那那那那么么么么放放放放大大大大时时时时这这这这种种种种抑抑抑抑制制制制作作作作用用用用可可可可以以以以相相相相应应应应减减减减小小小小是是是是有有有有利利利利的的的的。反反反反之之之之，如如如如果果果果金金金金属属属属离离离离子子子子有有有有促促促促进进进进作作作作用那就是不利的。用那就是不利的。用那就是不利的。用那就是不利的。比比拟拟放大放大PPT课课件件搅拌桨末端线速度的影响搅拌桨末端线速度的影响 vv几几几几何何何何相相相相似似似似的的的的发发发发酵酵酵酵罐罐罐罐，在在在在罐罐罐罐内内内内液液液液体体体体湍湍湍湍流流流流条条条条件件件件下下下下，根根根根据据据据等等等等P/VP/V的的的的放放放放大方法，搅拌桨末端线速度大方法，搅拌桨末端线速度大方法，搅拌桨末端线速度大方法，搅拌桨末端线速度nDnDi i之间存在下列关系：之间存在下列关系：之间存在下列关系：之间存在下列关系： ( (nDi)nDi)2 2 /(nDi) /(nDi)1 1= =大罐搅拌圆周速度大罐搅拌圆周速度大罐搅拌圆周速度大罐搅拌圆周速度/ /小罐搅拌圆周速度小罐搅拌圆周速度小罐搅拌圆周速度小罐搅拌圆周速度 =( =(D Di2i2/D/Di1i1) )1/31/3=(D=(D2 2/D/D1 1) )1/31/3 vv由由由由此此此此可可可可见见见见，按按按按等等等等P/VP/V方方方方法法法法放放放放大大大大时时时时，大大大大罐罐罐罐圆圆圆圆周周周周速速速速度度度度( (即即即即搅搅搅搅拌拌拌拌桨桨桨桨末末末末端端端端线线线线速速速速度度度度) )比比比比小小小小罐罐罐罐圆圆圆圆周周周周速速速速度度度度大大大大了了了了放放放放大大大大比比比比( (D D2 2/D/D1 1) )的的的的1/31/3次次次次方方方方倍倍倍倍，这这这这在在在在前前前前面面面面比比比比较较较较各各各各种种种种比比比比拟拟拟拟放放放放大大大大方方方方法法法法时时时时曾曾曾曾已已已已指指指指出出出出。例例例例如如如如D D2 2/D/D1 1=10=10，则则则则大大大大罐的罐的罐的罐的nDnDi i比小罐比小罐比小罐比小罐nDnDi i大大大大10101/31/3=2.15=2.15倍。倍。倍。倍。vv速度愈大，对发酵液的切剪作用愈大。过大的速度可能使某些速度愈大，对发酵液的切剪作用愈大。过大的速度可能使某些速度愈大，对发酵液的切剪作用愈大。过大的速度可能使某些速度愈大，对发酵液的切剪作用愈大。过大的速度可能使某些菌类遭致损伤，从而影响菌体活性使产率下降。按溶氧系数相菌类遭致损伤，从而影响菌体活性使产率下降。按溶氧系数相菌类遭致损伤，从而影响菌体活性使产率下降。按溶氧系数相菌类遭致损伤，从而影响菌体活性使产率下降。按溶氧系数相等放大时，经验表明也可能出现搅拌桨末端线速度过高的情况。等放大时，经验表明也可能出现搅拌桨末端线速度过高的情况。等放大时，经验表明也可能出现搅拌桨末端线速度过高的情况。等放大时，经验表明也可能出现搅拌桨末端线速度过高的情况。一般可通过适当调整搅拌桨直径一般可通过适当调整搅拌桨直径一般可通过适当调整搅拌桨直径一般可通过适当调整搅拌桨直径D Di i和转速和转速和转速和转速n n，或在降低或在降低或在降低或在降低n n的同时的同时的同时的同时采用多组搅拌器等途径来改变这种情况。采用多组搅拌器等途径来改变这种情况。采用多组搅拌器等途径来改变这种情况。采用多组搅拌器等途径来改变这种情况。 比比拟拟放大放大PPT课课件件混合均匀度问题混合均匀度问题 vv加大搅拌器直径加大搅拌器直径加大搅拌器直径加大搅拌器直径D D D Di i i i( ( ( (相应地减小转速相应地减小转速相应地减小转速相应地减小转速n)n)n)n)，就能提高混合均匀度就能提高混合均匀度就能提高混合均匀度就能提高混合均匀度vv例如某些强呼吸菌种的发酵，如果中断供氧，则发酵液中的例如某些强呼吸菌种的发酵，如果中断供氧，则发酵液中的例如某些强呼吸菌种的发酵，如果中断供氧，则发酵液中的例如某些强呼吸菌种的发酵，如果中断供氧，则发酵液中的O O O O2 2 2 2只能维持只能维持只能维持只能维持15151515s s s s，混合均匀度不够就会形成局部区域溶氧速率混合均匀度不够就会形成局部区域溶氧速率混合均匀度不够就会形成局部区域溶氧速率混合均匀度不够就会形成局部区域溶氧速率高而某些部分缺氧的现象。在这种情况下采用等高而某些部分缺氧的现象。在这种情况下采用等高而某些部分缺氧的现象。在这种情况下采用等高而某些部分缺氧的现象。在这种情况下采用等P/VP/VP/VP/V放大方法放大方法放大方法放大方法时时时时( ( ( (此法考虑的只是此法考虑的只是此法考虑的只是此法考虑的只是Q Q Q Q搅搅搅搅、H H H H搅搅搅搅这一综合指标，而未把它们分开这一综合指标，而未把它们分开这一综合指标，而未把它们分开这一综合指标，而未把它们分开考虑考虑考虑考虑) ) ) )，就不宜采用按几何比例放大的方法，而应适当加大搅，就不宜采用按几何比例放大的方法，而应适当加大搅，就不宜采用按几何比例放大的方法，而应适当加大搅，就不宜采用按几何比例放大的方法，而应适当加大搅拌器直径拌器直径拌器直径拌器直径D D D Di i i i并相应地降低搅拌转速并相应地降低搅拌转速并相应地降低搅拌转速并相应地降低搅拌转速(nDinDinDinDi-5/3-5/3-5/3-5/3) ) ) )，以改善大罐以改善大罐以改善大罐以改善大罐的混合均匀度。的混合均匀度。的混合均匀度。的混合均匀度。 比比拟拟放大放大PPT课课件件vv在比拟放大过程中，要考虑的因素很多，但分析归纳起来，主要变量在比拟放大过程中，要考虑的因素很多，但分析归纳起来，主要变量在比拟放大过程中，要考虑的因素很多，但分析归纳起来，主要变量在比拟放大过程中，要考虑的因素很多，但分析归纳起来，主要变量是搅拌转速是搅拌转速是搅拌转速是搅拌转速n n n n、搅拌器直径搅拌器直径搅拌器直径搅拌器直径DiDiDiDi、搅拌功率搅拌功率搅拌功率搅拌功率P P P P、溶氧系数溶氧系数溶氧系数溶氧系数K K K Kd d d d等。要根据具等。要根据具等。要根据具等。要根据具体情况，抓住主要矛盾，对其它因素，诸如搅拌器组数、组间距离、体情况，抓住主要矛盾，对其它因素，诸如搅拌器组数、组间距离、体情况，抓住主要矛盾，对其它因素，诸如搅拌器组数、组间距离、体情况，抓住主要矛盾，对其它因素，诸如搅拌器组数、组间距离、罐的其它尺寸，以及通风线速度、通风量等也都必须加以重视，使它罐的其它尺寸，以及通风线速度、通风量等也都必须加以重视，使它罐的其它尺寸，以及通风线速度、通风量等也都必须加以重视，使它罐的其它尺寸，以及通风线速度、通风量等也都必须加以重视，使它们之间的相互关系协调起来。由于按们之间的相互关系协调起来。由于按们之间的相互关系协调起来。由于按们之间的相互关系协调起来。由于按K K K Kd d d d相等放大，从计算例子可知相等放大，从计算例子可知相等放大，从计算例子可知相等放大，从计算例子可知Pg/VPg/VPg/VPg/V就要降低，又因就要降低，又因就要降低，又因就要降低，又因K K K Kd d d d值较实际发酵的溶氧系数为高，故为了保证发值较实际发酵的溶氧系数为高，故为了保证发值较实际发酵的溶氧系数为高，故为了保证发值较实际发酵的溶氧系数为高，故为了保证发酵过程溶氧系数，主张以单位体积功率酵过程溶氧系数，主张以单位体积功率酵过程溶氧系数，主张以单位体积功率酵过程溶氧系数，主张以单位体积功率P/VP/VP/VP/V相等为准则放大，而以溶相等为准则放大，而以溶相等为准则放大，而以溶相等为准则放大，而以溶氧系数进行验算，确保足够的实际氧系数进行验算，确保足够的实际氧系数进行验算，确保足够的实际氧系数进行验算，确保足够的实际K K K Kd d d d值。值。值。值。vvE.L.GadenE.L.GadenE.L.GadenE.L.Gaden博士说过一句话：博士说过一句话：博士说过一句话：博士说过一句话：“ “成功地比拟放大发酵过程的关键在于对成功地比拟放大发酵过程的关键在于对成功地比拟放大发酵过程的关键在于对成功地比拟放大发酵过程的关键在于对其全部的生物化学反应的更全面的了解，只有当控制着生成预期产物其全部的生物化学反应的更全面的了解，只有当控制着生成预期产物其全部的生物化学反应的更全面的了解，只有当控制着生成预期产物其全部的生物化学反应的更全面的了解，只有当控制着生成预期产物的机理被掌握之后，才能把比拟放大建立在正确地实验基础上。的机理被掌握之后，才能把比拟放大建立在正确地实验基础上。的机理被掌握之后，才能把比拟放大建立在正确地实验基础上。的机理被掌握之后，才能把比拟放大建立在正确地实验基础上。” ”这这这这句话直到现在仍然具有现实的意义。句话直到现在仍然具有现实的意义。句话直到现在仍然具有现实的意义。句话直到现在仍然具有现实的意义。 比比拟拟放大放大PPT课课件件本章复习思考题本章复习思考题1 1 1 1、什么是比拟放大、什么是比拟放大、什么是比拟放大、什么是比拟放大? ? ? ?其一般放大依据准则有哪些其一般放大依据准则有哪些其一般放大依据准则有哪些其一般放大依据准则有哪些? ? ? ?2 2 2 2、对几何相似的发酵罐，普遍采用什么方法放大、对几何相似的发酵罐，普遍采用什么方法放大、对几何相似的发酵罐，普遍采用什么方法放大、对几何相似的发酵罐，普遍采用什么方法放大? ? ? ?目前趋向于哪目前趋向于哪目前趋向于哪目前趋向于哪 种放大法种放大法种放大法种放大法? ? ? ?为什么为什么为什么为什么? ? ? ?3 3 3 3、按溶氧系数相等放大的主要步骤如何、按溶氧系数相等放大的主要步骤如何、按溶氧系数相等放大的主要步骤如何、按溶氧系数相等放大的主要步骤如何? ? ? ?4 4 4 4、从罐内混合时间的影响，说明逐级放大的必要性。、从罐内混合时间的影响，说明逐级放大的必要性。、从罐内混合时间的影响，说明逐级放大的必要性。、从罐内混合时间的影响，说明逐级放大的必要性。5. 5. 5. 5. 例题例题例题例题 比比拟拟放大放大PPT课课件件