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啤酒发酵设备-发酵罐介绍 发酵罐：承担产物的生产任务。它必须能够提供微生物生命活动和代谢所要求的条件，并便于操作和控制，保证工艺条件的实现，从而获得高产。

一个优良的发酵罐装置和组成

(1)应具有严密的结构

(2)良好的液体混合特性

(3)好的传质相传热速率

(4)具有配套而又可靠的检测，控制仪表啤酒发酵设备-发酵罐发展历史 第一阶段：1900年以前，是现代发酵罐的雏形，它带有简单的温度和热交换仪器。

第二阶段：1900-1940年，出现了200m3的钢制发酵罐，在面包酵母发酵罐中开始使用空气分布器，机械搅拌开始用在小型的发酵罐中。

第三阶段：1940-1960年，机械搅拌，通风，无菌操作和纯种培养等一系列技术开始完善，发酵工艺过程的参数检测和控制方面已出现，耐蒸汽灭菌的在线连续测定的pH电极和溶氧电极，计算机开始进行发酵过程的控制。发酵产品的分离和纯化设备逐步实现商品化。

第四阶段：1960-1979年，机械搅拌通风发酵罐的容积增大到80-150m3。由于大规模生产单细胞蛋白的需要，又出现了压力循环和压力喷射型的发酵罐，它可以克服—些气体交换和热交换问题。计算机开始在发酵工业上得到广泛应用。

第五阶段：1979年至今。生物工程和技术的迅猛发展，给发酵工业提出了新的课题。于是，大规模细胞培养发酵罐应运而生，胰岛素，干扰素等基因工程的产品走上商品化。啤酒发酵设备-发酵罐的特点 (1)发酵罐与其他工业设备的突出差别是对纯种培养的要求之高，几乎达到十分苛刻的程度。因此，发酵罐的严密性，运行的高度可靠性是发酵工业的显著特点。

(2)现代发酵工业为了获取更大的经济利益，发酵罐更加趋向大型化和自动化发展。在发酵罐的自动化方面，作为参数检测的眼睛如pH电极，溶解氧电极，溶解CO2电极等的在线检测在国外巳相当成熟。发酵检测参数还只限于温度，压力，空气流量等一些最常规的参数。啤酒发酵设备-发酵罐的种类发酵工业上最常用的是通风搅拌罐。除了通风搅拌发酵罐外，其它型式的发酵罐如：气提式发酵罐，压力循环发酵罐，带超滤膜的发酵罐等。

典型发酵设备：种子制备设备、主发酵设备、辅助设备(无菌空气和培养基的制备)、发酵液预处理设备、粗产品的提取设备、产品精制与干燥设备、流出物回收，利用和处理设备发酵罐工艺操作条件

1。温度:25～40℃。

2。压力:0～1kg/cm3(表压)。

3。灭菌条件;温度100～140℃，压力0～3kg/cm3(表压)。

4。pH:2～11。

5。需氧量:0。05～0。3kmo1/m3·h。

6。通气量:0。3～2VVM。

7。功率消耗:0。5～4kW/m3。

8。发酵热量:5000～20000kcal/m3。h。啤酒发酵设备-发酵罐的类型 1。按微生物生长代谢需要分类

好气:抗生素，酶制剂，酵母，氨基酸，维生素等产品是在好气发酵罐中进行的；需要强烈的通风搅拌，目的是提高氧在发酵液中的传质系数。厌气：丙酮丁醇，酒精，啤酒，乳酸等采用厌气发酵罐。不需要通气。

2。按照发酵罐设备特点分类

机械搅拌通风发酵罐：包括循环式，如伍式发酵罐，文氏管发酵罐，以及非循环式的通风式发酵罐和自吸式发酵罐等。非机械搅拌通风发酵罐:包括循环式的气提式，液提式发酵罐，以及非循环式的排管式和喷射式发酵罐。这两类发酵罐是采用不同的手段使发酵罐内的气，固，液三相充分混合，从而满足微生物生长和产物形成对氧的需求。

3。按容积分类

一般认为500L以下的是实验室发酵罐;500-5000L是中试发酵罐;5000L以上是生产规模的发酵罐。密闭厌氧发酵罐

对这类发酵罐的要求是：能封闭；能承受一定压力;有冷却设备;罐内尽量减少装置，消灭死角，便于清洗灭菌。

酒精和啤酒都属于嫌气发酵产物，其发酵罐因不需要通入昂贵的无菌空气，因此在设备放大，制造和操作时，都比好气发酵设备简单得多。

它的容积常大于50m3，H:Dt=1-2，罐的上，下部都是锥形的。

上部有物料口，冷却水口，CO2和气体出口，人孔和压力表开口等。

温度控制采用罐内蛇管和罐外壁直接水喷淋相结合，排料管在罐的底部。

一，酒精发酵罐

酵母将糖转化为酒精高转化率条件

(1)满足酵母生长和代谢的必要工艺条件

(2)一定的生化反应时间

(3)及时移走在生化反应过程中将释放的生物热

酒精发酵罐的结构要求：满足工艺要求，有利于发酵热的排出，从结构上有利于发酵液的排出，有利于设备清洗，维修以及设备制造安装方便等问题。

啤酒发酵设备-发展趋势 近年来，啤酒发酵设备向大型，室外，联合的方向发展，迄今为止，使用的大型发酵罐容量已达1500吨。大型化的目的是：

(1)由于大型化，使啤酒质量均一化;由于啤酒生产的罐数减少，使生产合理化，降低了主要设备的投资。

发酵容器材料的变化。由陶器向木材---水泥----金属材料演变。现在的啤酒生产，后两种材料都在使用。我国大多数啤酒发酵容器为内有涂料的钢筋水泥槽，新建的大型容器一般使用不锈钢。

(2)开放式发酵容器向密闭式转变。

小规模生产时，一般用开放式，对发酵的管理，泡沫形态的观察和醪液浓度的测定等比较方便。随着啤酒生产规模的扩大，发酵容器大型化，并为密闭式。从开放式转向密闭发酵的最大问题是发酵时被气泡带到表面的泡盖的处理。可用吸取法分离泡盖。

(3)密闭容器的演变。

原来是在开放式长方形容器上面加弓形盖子的密闭发酵槽；随着技术革新过渡到用钢板，不锈钢或铝制的卧式圆筒形发酵罐。后来出现的是立式圆筒体锥底发酵罐。目前使用的大型发酵罐主要是立式罐，如奈坦罐，联合罐，朝日罐等。由于发酵罐容量的增大，要求清洗设备装置也有很大的改进，大都采用CIP自动清洗系统。啤酒前，后发酵设备及计算。啤酒发酵设备-前后发酵设备(一)前发酵设备

传统的前发酵槽均置于发酵室内，发酵槽大部分为开口式。前发酵槽可为钢板制，常见的采用钢筋混凝上制成，也有用砖砌，外面抹水泥的发酵槽。形式以长方形或正方形为主。前发酵槽内要涂布一层特殊涂料作为保护层。采用不饱和聚脂树脂，环氧树脂或其他特殊涂料较为广泛，但还未完全符合啤酒低温发酵的防腐要求。

前发酵槽的底略有倾斜，利于废水排出离槽底10-15cm处，伸出有嫩啤酒放出管为了维持发酵槽内醪液的低温，在槽中装有冷却蛇管或排管。前发酵槽的冷却面积，根据经验，对下面啤酒发酵取每立方米发酵液约为0。2平方米冷却面积，蛇管内通入0-2度的冰水。注意CO2的排放，防止中毒。

后发酵设备

主要完成嫩啤酒的继续发酵，并饱和二氧化碳，促进啤酒的稳定，澄清和成熟。

根据工艺要求，贮酒室内要维持比前发酵室更低的温度，一般要求0-2℃，特殊产品要求达到-2℃左右。后发酵过程残糖较低，发酵温和，故槽内一般无须再装置冷却蛇管。贮酒室的建筑结构和保温要求，均不能低于前发酵，室内低温的维持，是借室内冷却排管或通入冷风循环而得。后发酵槽是金属的圆筒形密闭容器，有卧式和立式两种。工厂大多数采用卧式。发酵过程中需饱和CO2，后发酵槽应制成耐压0。1-0。2MPa表压的容器。后发酵槽槽身装有人孔，取样阀，进出啤酒接管，排出二氧化碳接管，压缩空气接管，温度计，压力表和安全阀等附属装置。后发酵槽的材料，一般用A3钢板制造，内壁涂以防腐层。贮酒槽全部放置在隔热的贮酒室内，维持一定的后酵温度。毗邻贮酒室外建有绝热保暖的操作通道，在通道内进行后发酵过程的调节和操作。贮酒室和通道相隔的墙壁上开有一定直径和数量的玻璃窥察窗，便于观察后发酵室内部情况。通道内保持常温，开启发酵液的管道和阀门都接通到通道里。啤酒发酵设备-新型啤酒发酵设备1。圆筒体锥底发酵耀

圆简体锥底立式发酵罐(简称锥形罐)，已广泛用于上面或下面发酵啤酒生产。锥形罐可单独用于前发酵或后发酵，还可以将前，后发酵合并在该罐进行(一罐法)。这种设备的优点:在于能缩短发酵时间，而且具有生产上的灵活性，故能适合于生产各种类型啤酒的要求。

设备特点

这种设备一般置于室外。已灭菌的新鲜麦汁与酵母由底部进入罐内;发酵最旺盛时，使用全部冷却夹套，维持适宜的发酵温度。冷媒多采用乙二醇或酒精溶液，也可使用氨(直接蒸发)作冷媒;CO2气体由罐顶排出。罐身和罐盖上均装有人孔，罐顶装有压力表，安全阀和玻璃视镜。在罐底装有净化的CO2充气管。罐身装有取样管和温度计接管。设备外部包扎良好的保温层，以减少冷量损耗。

优点:

(1)是能耗低，采用的管径小，生产费用可以降低。

(2)最终沉积在锥底的酵母，可打开锥底阀门，把酵母排出罐外，部分酵母留作下次待用。

影响发酵设备造价的因素

发酵设备大小，形式，操作压力及所需的冷却工作负荷。容器的形式主要指其单位容积所需的表面积，以m2/100L表示，这是影响造价的主要因素。2.通用罐

用于多罐法及一罐法生产。因而它适合多方面的需要，故又称该类型罐为通用罐。

结构:主体是一圆柱体，是由7层1。2m宽的钢板组成。总的表面积是378m3，总体积765m3。

联合罐是由带人孔的薄壳垂直圆柱体，拱形顶及有足够斜度以除去酵母的锥底所组成。锥底的形式可与浸麦槽的锥底相似。联合罐的基础是一钢筋混凝土圆柱体，其外壁约3m高，20cm厚。基础圆柱体壁上部的形状是按照罐底的斜度来确定的。有30个铁锚均匀地分埋入圆柱体壁中，并与罐焊接。圆柱体与罐底之间填入坚固结实的水泥沙浆，在填充料与罐底之间留25。4cm厚的空心层以绝缘。

3。朝日罐

前发酵和后发酵合一的室外大型发酵罐朝日罐是用4—6mm的不绣钢板制成的斜底圆柱型发酵罐。其高度与直径比为1:1-2:1外部设有冷却夹套，冷却夹套包围罐身与罐底。外面用泡沫塑料保温内部设有带转轴的可动排油管，用来排出酒液，并有保持酒液中CO2含量均一的作用。

朝日罐特点

朝日罐与锥形罐具有相同的功能，但生产工艺不同。

(1)利用离心机回收酵母

(2)利用薄板换热器控制发酵温度

(3)利用循环泵把发酵液抽出又送回去。

优点:

三种设备互相组合，解决了前，后发酵温度控制和酵母浓度的控制问题，加速了酵母的成熟。使用酵母离心机分离发酵液的酵母，可以解决酵母沉淀慢的缺点利用凝聚性弱的酵母进行发酵，增加酵母与发酵浓接触时间，促进发酵液中乙醛和双乙酰的还原，减少其含量。啤酒发酵设备-啤酒的连续发酵罐种类1。两个搅拌罐和一个酵母分离罐串联起来，加入酒花的麦芽汁流加入第一个搅拌罐，经发酵后，成熟啤酒从分离罐中流出。这种流程已达到日产100m2的规模。

2。由数个高度6～9m的塔式发酵罐串联起来，附加一些酵母分离和啤酒贮藏设备。

还有一个由主发酵塔和一个发酵塔组成，发酵周期40，50小时，连续发酵两个月，各项经济指标均优于间歇法。

丙酮—丁醇发酵罐

生产丙酮，丁醇的发酵罐比酒精发酵罐高，罐身需承受高压，罐壁较厚，用钢板制成。顶盖和底部采用球形封头，罐内表面平整光滑，无内部件，采用表面喷淋冷却。种子罐采用夹套冷却。一，机械搅拌发酵罐

机械搅拌发酵罐是发酵工厂常用类型之一。它是利用机械搅拌器的作用，使空气和醪液充分混合促使氧在醪液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖，发酵所需要的氧气。

啤酒发酵设备-发酵罐的结构1，罐体

2，搅拌器和挡板

3，消泡器

4，联轴器及轴承

5，变速装置

6，空气分布装置

7，轴封

8，冷却装置

罐体

由圆柱体及椭圆形或碟形封头焊接而成，材料为碳钢或不锈钢，对于大型发酵罐可用衬不锈钢板或复合不锈钢制成，衬里用的不锈钢板厚为2-3毫米。为了满足工业要求，在一定压力下操作，空消或实消，罐为一个受压容器，通常灭菌的压力为2。5公斤/厘米2(绝对压力)。

搅拌器

搅拌器有平叶式，弯叶式，箭叶式三种其作用是打碎气泡，使氧溶解于醪液中，从搅拌程度来说，以平叶涡轮最为激烈，功率消耗也最大，弯叶次之，箭叶最小。为了拆装方便，大型搅拌器可做成两半型，用螺栓联成整体。

通用发酵罐的搅拌桨类型

(1)通用发酵罐的搅拌桨最广泛使用的是平叶涡轮搅拌桨，国内采用的大多数是六平叶式，其各部分尺寸比例已规范化。这种搅拌桨具有很大的循环液体输送量，功率消耗大。因此特别适用于丝状菌发酵。

（2)船用螺旋搅拌器，它具有比涡轮桨更为强烈的轴向流动，但是氧传递效率低。

(3)振动混合器，尽管可以提供较高的氧传递效率，但剪切力较低。

(4)多棒搅拌桨，已用于粘稠的丝状链霉菌发酵的发酵罐中。这种搅拌桨具有较好的剪切分散能力和较低的功率消耗，在整个发酵过程中功率变化相对涡轮桨要小的多。

(5)气体导入式搅拌器，是由一个空心的搅拌桨组成，安装在空心的搅拌轴上。搅拌桨上至少有一个暴露在液体中的开口。由于搅拌桨转动，开口处的压力随之减少，使导入的气体沿着搅拌轴向下流动。它适应于低粘度的发酵液。

消泡装置

消泡方式有两种:一是加入化学消泡剂消除泡沫，但高浓度的化学消泡剂会对发酵产生抑制作用，故不能添加太多;第二种方式，即机械消泡。机械消泡装置主要有四种。

一是锯齿式消泡桨。它安装于罐内顶部，高出液面的位置，固定在搅拌轴上，随搅拌轴转动，不断将泡沫打破。

二是半封闭式涡轮消泡器，它是由前者发展改进而来，泡沫可直接被涡轮打碎或被涡轮抛出撞击到罐壁而破碎。

三是离心式消泡器，它们置于发酵罐的顶部，利用高速旋转产生的离心力将泡沫破碎，液体仍然返回罐内。

第四种是刮板式消泡器，它安装于发酵罐的排气口处，泡沫从气液进口进到高速旋转的刮板中，刮板转速为1000—1450rpm，泡沫迅速被打碎，由于离心力作用，液体披甩向壳体壁上，返回罐内，气体则由汽孔排出。

挡板

挡板的作用是改变液流的方向，由径向流改为轴向流，促使液体激烈翻动，增加溶解氧。通常挡板宽度取(0。1-0。12)D，装设4-6块即可满足全挡板条件。所谓"全挡板条件"是指在一定转速下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。要达到全挡板条件必须满足下式要求:

D—罐的直径(mm)

Z—挡板数

W—挡板宽度(mm)

竖立的列管，排管，也可以起挡板作用，故一般具有冷却列管或排管的发酵罐内不另设挡板。(但冷却管为盘管时，则应设挡板。)挡板的长度自液面起到罐底为止。挡板与罐壁之间的距离为(1/5~1/9)W，避免形成死角，防止物料与菌体堆积。

联轴器及轴承

大型发酵罐搅拌轴较长，常分为二至三段，用联轴器使上下搅拌轴成牢固的刚性联接。常用的联轴器有鼓形及夹壳形两种。小型的发酵罐可采用法兰将搅拌轴连接，轴的连接应垂直，中心线对正。为了减少震动，中型发酵罐一般在罐内装有底轴承，而大型发酵罐装有中间轴承，底轴承和中间轴承的水平位置应能适当调节。罐内轴承不能加润滑油，应采用液体润滑的塑料轴瓦(如石棉酚醛塑料，聚四氟乙烯等)。轴瓦与轴之间的间隙常取轴径的0。4-0。7%，以适应温度差的变化。罐内轴承接触处的轴颈极易磨损，尤其是底轴承处的磨损更为严重，可以在与轴承接触处的轴上增加一个轴套，用紧固螺钉与轴固定，这样仅磨损轴套而轴不会磨损，检修时只要更换轴套就可以了。

变速装置

试验罐采用无级变速装置，发酵罐常用的变速装置有三角皮带伸展动，圆柱或螺旋圆锥齿轮减速装置，其中以三角皮带变速传动效率较高，但加工，安装精度要求高。采用变极电动机作阶段变速，即在需氧高峰时采用高转速，而在不需较高溶解氧的阶段适当降低转速。这样，发酵产率并不降低，而动力消耗则有所节约。自动化程度较高的发酵罐，采用可控硅变频装置，根据溶氧测定仪连续测定发酵液中溶解氧浓度的情况，并按照微生物生长需要的耗氧及发酵情况，随时自动变更转速，这种装置进一步节约了动力消耗，并可相应提高发酵产率，但其装置颇为复杂。

空气分布装置

空气分布装置的作用是吹入无菌空气，并使空气均匀分布。分布装置的形式有单管及环形管等。常用的为单管式，管口对正罐底中央，装于最低一挡搅拌器下面，管口与罐低的距离约40mm，并且空气分散效果较好。若距离过大，空气分散效果较差。该距离可根据溶氧情况适当调整，空气由分布管喷出上升时，被搅拌器打碎成小气泡，并与醪液充分混合，增加了气液传质效果。通常通风管的空气流速取20米/秒。为了防止吹管吹入的空气直接喷击罐底，加速罐底腐蚀，在空气分布器下部罐底上加焊一块不锈钢补强。可延长罐底寿命。通风量在0。02~0。5ml/sec时，气泡的直径与空气喷口直径的1/3次方成正比。也就是说，喷口直径越小，气泡直径也越小。因而氧的传质系数也越大。但是生产实际的通风量均超过上述范围，因此气泡直径仅与通风量有关，而与喷口直径无关。

轴封

轴封的作用：使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封，防止泄露和污染杂菌。常用的轴封有填料函轴封和端面轴封两种。填料函轴封是由填料箱体，填料底衬套，填料压盖和压紧螺栓待零件构成，使旋转轴达到密封的效果。安装在旋转轴与设备之间的部件，它的作用是阻止工作介质(液体，气体)沿转动轴伸出设备之处泄漏冷却装置

5M3以下发酵罐一般采用夹套冷却。大型发酵罐采用列管冷却(四至八组)。带夹套的发酵罐罐体壁厚要按外压计算[即3。5Kg/厘米2(绝对压力)]夹套内设置螺旋片导板，来增加换热效果，同时对罐身起加强作用。冷却列管极易腐蚀或磨损穿孔，最好用不锈钢制造。啤酒发酵设备-标准通用式发酵罐编辑本段 通用式发酵罐是最广泛应用的深层好气培养设备。

在工业生产中，尤其是制药工业中，使用得最广泛的就是通用式发酵罐。这种发酵绕既具有机械搅拌装置，又具有压缩空气分布装置。发酵罐的搅拌轴既可置于发酵罐的顶部，也可置于其底部，其高径比为2:1-6:19有关的重要因素是氧传递效率，功率输入，混合质量，搅拌桨形式和发酵罐的几何比例等。

自吸式发酵罐

它与通用发酵罐的主要区别是:①有一个特殊的搅拌器，搅拌器由转子和定子组成;②没有通气管。

具有转子和定子的搅拌器的吸气原理:浸在发酵液中的转子迅速旋转，液体和空气在离心力的作用下，被甩向叶轮外缘。这时，转子中心处形成负压，转子转速愈大，所造成的负压也愈大。由于转子的空膛与大气相通，发酵罐外的空气通过过滤器不断地被吸入，随即甩向叶轮外缘，再通过异向叶轮使气液均匀分布甩出。转子的搅拌，又使气液在叶轮周围形成强烈的混合流，空气泡被粉碎，气液充分混合。

自吸式发酵罐的搅拌器

①回转翼片式自吸搅拌器;

②喷射式自吸搅拌器;

③具有转子和定子的自吸搅拌器。

气泡塔式发酵罐

塔式发酵罐系一直立长圆筒，筒内安装孔板，有的还在罐内安装搅拌器，罐壁四周装挡板。与分批的机械搅拌发酵罐类似，有的塔顶横截面扩大，供以降低流速，截留液体夹带的悬浮物。发酵液和空气可以并流，也可逆流。

_罐的特点是:罐身高，高径比为6;土霉素等生产用的设备，高径比达到7。由于液位高，空气利用率高，节省空气约5%，节省动力约30%，但底部存在沉淀现象;温度高时降温较难。

现代发酵罐的大型化给STF带来—系列难以克服的困难。要大于1000kW的机械搅拌;大量的冷却水和排除热量;能量的均匀分布;溶解氧，碳源和其它营养与pH控制等。

带升式发酵罐

带升式发酵罐也称为气流搅拌发酵罐，不用机械搅拌，借通风起到搅拌作用并供给氧气。

特点:结构简单，冷却面积小，无搅拌传动设备，料液充满系数大，无须加消泡剂，维修，操作及清洗简便，节省动力，减少染菌等。

工作原理:外循环气流搅拌罐是将空气上升管装在罐外，下端与罐底连通，管底装空气喷嘴，压缩空气以250～300m/s高速喷出，与上升管内醪液接触，由于气液混合体密度小于罐内醪液，所以在管内上升，管上端与罐身切线相连，液体由切线进入在罐内回旋下降，形成激烈循环。

液提式发酵罐

液提发酵罐是液体借助于一个液体泵进行输送，同时气体在液体的喷嘴处被吸入发酵罐。

喷嘴是这类发酵罐的一个特殊部件，制造要求精密。

气提式发酵罐

空气压缩机是气提式发酵罐的重要组成部分，它的效率决定于它的形式。

压缩气体通过空气分布器进入液体后，最初形成的气泡是由液体剧烈翻动来分散的，所以气泡的分散程度决定于功率消耗速率。

(一)喷嘴塔式

这是由一个两相喷嘴和鼓泡柱组成的发醉罐，它的通气效率比多孔管式或多孔板式好得多。

这种形式的反应器常用于废水处理，如在一个15000m'的活性污泥池中，安装56个喷嘴，每天可转化30000kg的氧。

(二)喷嘴塔循环式

它以两相喷嘴作为通气装置，具有高的液体循环速度。

(三)喷璃循环式

它利用喷嘴的喷射力，吸入气体，使气体在罐体内部循环，达到较好的传氧效果。

的传氧效果。

(四)喷射通道式

在这种反应器里，液体在细长形的喷嘴里被加速，使循环液体的位能更有效地转变成动能。喷嘴最窄处液体的速度最大，而静压最低，空气通过小孔或狭窄处被吸入和分散，在喷嘴处形成的气泡被向下流动的液体带到罐的底部。在窄管的终端，气体向上运动并离开液体排出。

(五)滴流床式

液体在罐顶部被分散，然后向下滴流通过已被固定化的微生物细胞。空气是在罐底导入并与液体逆向流动。它在好氧废水处理中有着广泛的应用。

(六)多级塔循环式

这种罐以多孔盘管或筛孔发作为一级分离器。液休平面由溢流管控制。(七)管道循环式

空气以3-4m/s的速度导入液体流中，然后通过—个多孔过滤器在

旋风分离器中分离，最后排出系统。这种液流以单向通过泵和流量计。采用这种可以有很高的细胞浓度〔可达t659(干重细胞)/L和高的氧传递速率。然而功率输入也是相当高的。(八)液体流化床式

近年来，沉化床生化反应器的研究报道很多，它主要应用在3个方面

①酶固定在固体基质上;

②完整细胞固定在固体基质上进行纯培养;

③生化流化床广泛应用于废水处理过程。

一、惯性圆锥破碎机

（一）设备简图（图2-1-1）

图2-1-1 惯性圆锥破碎机结构简图

1—底架；2—皮带传动装置；3—隔振元件；4—激振器；5—外壳；6—球面支承；7—衬板；8—定锥；9—动锥；10—激振器支座；11—轴套

（二）设备简介

惯性圆锥破碎机是具有独特原理和结构的新型超细碎设备。它依靠偏心转子高速旋转产生的惯性力使动锥旋摆来破碎物料，且偏心转子与动锥之间无刚性连接，能够很好地满足粉碎领域“多碎少磨”新工艺的要求，与偏心圆锥破碎机相比，在使用及工艺等方面具有许多优点：

1.良好的料层选择性破碎作用

由于是挤满给料，被破碎物料在破碎腔中承受全方位的挤压、剪切和强烈的脉动冲击作用，料层内颗粒相互作用，造成颗粒间的强制自粉碎，产品粒型好。

2.破碎比大，产品粒度可调

该机的破碎力与被破碎物料硬度及充填率无关，主要取决于偏心静力矩及转速。

3.技术指标稳定

产品粒度几乎与衬板磨损无关。

4.操作安装方便

由于整机采用二次隔振，基础振动小，安装时不需要地脚螺栓和庞大基础，工作噪音小。

5.良好的过铁性能

由于动锥与传动机构之间无刚性连接，如果物料中混入不可破碎的物体，动锥暂时停止运动，激振器将绕动锥轴继续转动，不会破坏传动系统和主机。

6.简化碎磨流程，减少辅助设备台数

该机充满给料，无须专门的给料机，可满负荷启动和停车。

7.应用范围广

调节破碎机工作参数，可破碎任何硬度下的脆性物料。

（三）产品系列（表2-1-1）

表2-1-1 惯性圆锥破碎机技术参数

① 国内尚未生产。

（四）主要应用实例

目前已应用于碳化硅、莫来石、石英砂岩、镁砂、煤矸石、刚玉、花岗岩等矿石的破碎，用GYP-300惯性圆锥破碎机加工一级棕刚玉，在给料粒度为-25mm时，产品中-1.4mm＋0.038mm（＋140目）的粒级占60%，使过粉碎率即-0.106mm（-140目）的产率，有效地控制在9%以下，且产品中等级颗粒占76.5%；用GYP-300惯性圆锥破碎机代替雷蒙磨和塔式磨机加工碳化硅，全部产品为-1.5mm，-0.25mm（-60目）占50.5%，而且产品大多呈立方体状（详见论文成果篇）。

二、CXF冲击式超细粉碎机成套设备

冲击式超细粉碎成套技术与设备，包括CM型超细粉磨机和QF型空气分级机已实现产业化。为我国非金属矿物超细粉碎深加工工业生产及其他行业增添了新机种。

（一）设备简图（图2-2-1）

（二）产品系列（表2-2-1）

（三）应用实例（表2-2-2）

图2-2-1 CXF冲击式超细粉碎机成套设备工艺配置简图

表2-2-1

注：CM型系列冲击式超细粉磨机和QF型系列空气分级机组合成为CXF型系列超细粉碎成套设备。

表2-2-2

三、石墨碾磨机

（一）设备简图（图2-3-1）

（二）设备适用范围

主要用于鳞片石墨最终精选阶段的再磨作业，目的是保护大鳞片，提高精矿中大鳞片的比例。曾经使用在原山东南墅石墨矿。

为克服卧式碾磨机上部锤头与衬板的直接摩擦，曾以立式碾磨机替代卧式碾磨机，使大鳞片产率提高1%～2%。

图2-3-1 石墨碾磨机结构简图

1—固定筒体；2—中空轴；3—磨板（32块）；4—圆盘（8块）；5—磨板架（32块）；6—密封端盖；7—大轴瓦；8—大齿轮；9—大瓦座；10—小轴；11—小轴瓦；12—小齿轮；13—大三角皮带轮；14—小三角皮带轮；15—电动机；16—电机导轨；17—给料口；18—排料口；19—筒体座；20—混凝土基础

当前中国石墨精选再磨作业，普遍采用搅拌磨代替曾使用的球磨机、棒磨机、卧式（立式）碾磨机。搅拌磨结构简单，价格便宜，维修方便。

四、平面旋回筛

（一）设备简图（图2-4-1）

图2-4-1 平面旋回筛结构简图

1—平衡减速器；2—受料口；3—电机；4—筛箱；5—支架；6—粉尘排料口；7—滑座；8—橡皮小球

（二）设备应用范围

主要用于国内茫崖、新康、祁连等石棉矿的多次吸棉的精选作业。

五、高方筛

（一）设备简图（图2-5-1）

（二）设备简介

高方筛（又称悬吊筛）的构造如图2-5-1所示。筛体为左右两个对称的筛箱，每个箱内用隔板分隔为两个仓，每个仓内放24个筛格，筛格数目多少可根据需要而定，筛格上根据筛分的需要装上不同的筛网。例如用于石墨分级时使用0.3mm（50目）、0.18mm（80目）、0.15mm（100目）三种筛网，可同时获得四个规格的产品，分别从下部排料口排出。传动部件使筛体作近于平面圆周运动。

图2-5-1 高方筛结构示意图

1—给料装置；2—筛体；3—传动部件；4—吊挂部分；5—排料装置

图2-5-2 石墨产品分级高方筛筛路流程

筛格1—除杂；2～8—＋50目产品（2）；9～14—＋80目产品（5）；15～23—＋100目产品（4）；24—-100目产品（满底）（3）

该设备占地面积小，筛分线路长，筛分效率高，易于密封，从而可防止粉尘的污染。

（三）设备应用范围

主要用于鳞片石墨的干式分级作业，如柳毛石墨矿、原山东南墅石墨矿、也用于200目以上干法云母粉分级作业，如灵寿云母粉厂及石棉除尘作业、茫崖石棉矿等石棉纤维除尘作业，还可用于标准石棉的最终分级。

六、反流筛

反流筛是我国早期自主开发研制的一种石棉分选设备，至今还在应用。主要原理是利用石棉纤维与脉石颗粒之间摩擦阻力和弹跳力差异而获得分离。

（一）设备简图（图2-6-1）

图2-6-1 反流筛结构简图

1—筛体；2—筛面；3—竹质支杆；4—机架；5—摇杆；6—电动机

（二）产品系列（表2-6-1）

表2-6-1

（三）主要应用实例

新康石棉矿粗扫选、茫崖石棉矿和祁连石棉矿粗扫选。

七、小直径水力旋流器组

（一）设备简图（图2-7-1）

小直径旋流器组以其设备结构简单，高效率而获得推广应用，在高岭土选矿厂取代卧式螺旋卸料沉降式离心分级机。

图2-7-1 GSDF10-30/60/99 型超细分级机外型图

（二）产品系列（表2-7-1）

表2-7-1

分级产品细度：d50＝0.3μm，d90＝1.5μm

整机耐磨损、耐高温、耐磨蚀、耐高压、无污染，适用于超细粉体的分级精选。

（三）应用实例

中国高岭土公司于2002年初使用4台GDSF-1099型超细分级机全面替代卧式离心机用于-2μm≥90%高岭土的生产。

八、GCG型干式电磁感应辊强磁选机

（一）设备简图（图2-8-1）

GCG干式感应辊强磁选机的分选原理如图2-8-2和图2-8-3所示。

图2-8-1 GCG 干式电磁感应辊强磁选机结构图

1—振动给料器；2—感应辊装置；3—线圈；4—磁轭；5—机架；6—非磁性矿物出口；7—磁性矿物出口

图2-8-2 单辊感应辊强磁选机分选原理图

图2-8-3 双辊感应辊强磁选机分选原理图

矿物从上部由振动给料器给入磁轭与感应辊之间的工作间隙，在感应辊的磁力作用下，顺磁性矿物吸附在感应辊上，随着感应辊的转动被带入接矿槽磁性产品区，而非磁性矿物在离心力和重力作用下，进入接矿槽非磁性产品区，从而完成了磁性矿物和非磁性矿物的分离。与单辊不同的是，经上辊分选后的非磁性矿物经过接矿槽进入下辊的工作间隙，由于下辊比上辊磁感应强度更大，矿物再次得到分选，与单辊相比分选精度更高，分选效果更好。

（二）产品系列（表2-8-1）

表2-8-1

（三）应用实例

矿物品位低、杂质含量高的夕线石不能直接用来制作高级耐火材料，利用平环湿式强磁机、浮选机、干燥窑和GCG干式强磁机等设备组成原矿破碎-磨矿-湿式磁选-浮选-过滤-烘干-干式磁选流程，使夕线石矿物中的Al2O3含量由12.96%提高到54.16%，杂质Fe2O3含量由4.51%降低到1.33%，产品达到一级标准。其中GCG干式强磁机的作业指标为：夕线石矿物中的Al2O3含量由52.66%提高到54.16%，杂质Fe2O3含量由2.47%降低到1.33%，Al2O3回收率为94.01%。

主要应用厂家（表2-8-2）。

表2-8-2

表2-9-1 SLon立环脉动高梯度磁选机系列

九、SLon立环脉动高梯度磁选机

（一）结构示意图（图2-9-1）

图2-9-1 Slon 立环脉动高梯度磁选机结构示意图

1—脉动结构；2—激磁线圈；3—铁轭；4—转环；5—给矿斗；6—漂洗水斗；7—精矿冲洗装置；8—精矿斗；9—中矿斗；10—尾矿斗；11—液位计；12—转环驱动机构；13—机架；F—给矿；W—清水；C—精矿；M—中矿；T—尾矿（或钢毛）

SLon立环脉动高梯度磁选机解决了平环强磁选机和平环高梯度磁介质堵塞技术难题，具有富集比大、对给矿粒度、浓度和品位波动适应性强、工作可靠、操作维护方便等优点，该机分选弱磁性矿石实现了精矿品位高和回收率高的优点。

（二）产品系列（表2-9-1）

（三） SLon磁选机在非金属矿加工工业中的应用实例（表2-9-2）

表2-9-2

注：α—原矿Fe2O3，%，β—精矿Fe2O3，%，θ—尾矿Fe2O3，%，γ—非磁性产品产率，%。

十、SDM-10大型超细磨（箱式）

（一）设备简图（图2-10-1）

图2-10-1 SDM-10大型超细磨（箱式）简图

主要技术特点：采用叶轮式搅拌器，搅拌力强和作用面积大；置于两个5 m3的相通槽体内，为大容积超细磨；有别于国内通常采用的叶片式和棒式搅拌器。

（二）主要技术参数（表2-10-1）

表2-10-1

（三）主要应用实例

唐山麦迪逊高岭土有限公司。

十一、超细磨（立式）

（一）设备简图（图2-11-1）

图2-11-1 GXMB型超细磨（立式）简图

（二）产品系列（表2-11-1）

表2-11-1

（三）主要应用实例

BP80、GXMB500用于大同银宇高岭土有限公司、淮北金岩高岭土开发有限公司、山西金洋煅烧高岭土公司、内蒙古三保高岭土有限公司；SJM1800用于昆山密友实业有限公司（碳酸钙）等。

十二、煅烧高岭土隔焰式回转窑

（一）设备简图（图2-12-1）

图2-12-1 隔焰式回转窑简图

（二）产品系列（表2-12-1）

表2-12-1

注：窑的设计需根据煅烧物料的煅烧温度、煅烧时间、煅烧气氛、煅烧产量等工艺参数来确定。

（三）主要应用实例

山西金洋煅烧高岭土公司、大同银宇高岭土有限公司、淮北金岩高岭土开发有限公司。用于生产造纸涂料煅烧高岭土产品，还可用于垃圾焚烧、黑滑石煅烧、化工产品煅烧等。

十三、直焰式回转煅烧窑

（一）设备简图（图2-13-1）

图2-13-1 直焰式回转煅烧窑简图

（二）产品系列（表2-13-1）

表2-13-1

注：产品白度≥90%。

（三）应用实例

安格化工效能技术（山西）有限公司、蒲白高岭土有限公司、大同南郊同业煤化工厂及唐山麦迪逊高岭土有限公司。

十四、SLG连续改性机

（一）设备简图（图2-14-1）

图2-14-1 SLG连续改性机结构图

1—温度计；2—出料门；3—进风口；4—风管；5—主机；6—进料口；7—计量泵；8—喂料机

（二）产品系列

SLG型连续粉体表面改性机目前已定型一种半工业机型和两种工业机型，其型号及主要技术参数如表2-14-1所示。

表2-14-1

（三）应用范围

近年研制成功的SLG型连续改性机已广泛应用于超细碳酸钙、煅烧高岭土、氢氧化镁、绢云母、滑石等非金属矿物粉体的表面改性。

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