微生物發(fā)酵傳熱特性研究及溫度場模擬.pdf

1、生物發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，能夠緩解能源短缺。能源嚴(yán)峻的形式致使發(fā)酵工程技術(shù)產(chǎn)業(yè)化勢在必行。進(jìn)行發(fā)酵過程機(jī)理研究，特別是在傳熱方面的研究和溫度場的模擬，以提高大規(guī)模工業(yè)發(fā)酵過程的溫控效率就具有重要的工程應(yīng)用意義。 生物發(fā)酵基的制備、發(fā)酵過程控制優(yōu)化、發(fā)酵發(fā)生器及其配套設(shè)備等技術(shù)國內(nèi)外都作了一些深入的研究，但是還不完善。相應(yīng)地，發(fā)酵工程有很多應(yīng)用。由于一些關(guān)鍵的技術(shù)有待解決，在國內(nèi)發(fā)酵工程應(yīng)用相對滯后。對于發(fā)酵傳熱方面的研究就更少

2、。本文采用實(shí)驗(yàn)研究、理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，研究微生物發(fā)酵傳熱特性及其溫度場的分布特性。為以后發(fā)酵工程應(yīng)用提供理論參考。本文首先選PVC板制作一個(gè)邊長為300mm的立方體箱，根據(jù)需要布置熱電偶，做好保溫工作，搭建好發(fā)酵實(shí)驗(yàn)臺。逐步作了柑桔皮渣和葡萄的自然發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。熟悉了發(fā)酵的過程步驟和注意事項(xiàng)。 在線采集溫度數(shù)據(jù)，發(fā)酵結(jié)束進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，得出溫度時(shí)間圖線。通過曲線圖比較分析，結(jié)果表明發(fā)酵具有階段性。溫度隨時(shí)間不斷變化，說明

3、發(fā)酵過程中有內(nèi)熱源產(chǎn)生，在發(fā)酵期溫度上升明顯，揭示發(fā)酵反應(yīng)是放熱反應(yīng)。 對發(fā)酵試樣進(jìn)行了物性參數(shù)測試，從物理性能方面研究發(fā)酵物的特性。由此對配套設(shè)備作出相應(yīng)的技術(shù)處理。發(fā)熱量的大小決定了發(fā)酵后的剩余產(chǎn)物的用途，合理利用資源。 分析了溫度對發(fā)酵的影響。根據(jù)自然發(fā)酵過程的溫度時(shí)間圖，擬合溫度時(shí)間關(guān)聯(lián)式。按能量守恒，經(jīng)過公式推導(dǎo)，引用測試的物性參數(shù)，得到內(nèi)熱源的經(jīng)驗(yàn)公式。 再一次作了葡萄試樣的控溫發(fā)酵實(shí)驗(yàn)。向發(fā)酵箱中間