微生物多糖黃原膠高粘度發(fā)酵的攪拌系統(tǒng)特性研究.pdf

1、以高粘度為特征的微生物多糖是近年來利用現(xiàn)代工業(yè)生物技術(shù)開發(fā)的新型產(chǎn)品，在食品、石油、醫(yī)藥等工業(yè)中具有廣闊應(yīng)用前景。雖然我國已成為黃原膠的第三大生產(chǎn)國，但高品質(zhì)和高性能微生物多糖的生產(chǎn)仍基本上被國外著名生產(chǎn)企業(yè)所壟斷，主要原因是我國在高粘度發(fā)酵技術(shù)方面存在著差距：常規(guī)攪拌槳的傳質(zhì)和混合效率不能滿足高粘度發(fā)酵的需要，氣體分散效果不理想，生產(chǎn)過程的能耗占成本的比重較大。因此，迫切需要建立自主創(chuàng)新的支撐技術(shù)和裝備來克服高粘度發(fā)酵過程中存在的關(guān)鍵

2、問題。 本課題選取并制作了不同直徑的新型徑流式和軸流式攪拌槳--翼型軸流槳以及拋物線圓盤槳進行組合，以微生物多糖黃原膠為研究介質(zhì)，對研究生物反應(yīng)器中的關(guān)鍵設(shè)備--新型高效攪拌槳組合進行系統(tǒng)的攪拌系統(tǒng)特性的研究。研究結(jié)果如下： 首先，研究了微生物多糖黃原膠的流變特性，其流變模型滿足冪律流體模型，表現(xiàn)出良好的剪切稀釋性，為典型假塑性流體。同時，對與其表觀粘度相關(guān)的稠度系數(shù)k、流動特性指數(shù)n以及剪切速率進行了系統(tǒng)研究，得出了在

3、攪拌系統(tǒng)下求解微生物多糖表觀粘度的方法，在微生物多糖與攪拌系統(tǒng)特性之間建立了相關(guān)性。 其次，在水和黃原膠溶液中，對四種攪拌槳組合的攪拌性能進行了研究，比較了各攪拌槳組合的傳氧、氣體分散和功率消耗性能。結(jié)果表明：在非牛頓流體中，拋物線圓盤槳+翼型軸流槳+翼型軸流槳耗能最少(Np≈1.7)；在輸入相同功率下傳氧性能和氣體分散性能明顯好于其他三組槳，相對于小直徑平直葉圓盤槳+小直徑平直葉圓盤槳+小直徑平直葉圓盤槳，體積傳氧系數(shù)和氣含率