多級排液泡沫塔的設(shè)計(jì)及其在濃縮發(fā)酵液中乳鏈菌肽中的應(yīng)用.pdf

1、本文在系統(tǒng)地研究了簡單泡沫塔中氣速G和泡沫層總高度HF對泡沫層軸向持液率分布特性曲線及出口持液率εout 的影響的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種具有促進(jìn)排液功能的泡沫塔內(nèi)部構(gòu)件。在簡單泡沫塔中插入多個這種構(gòu)件構(gòu)成了多級排液泡沫塔(MDF)，對使用MDF濃縮發(fā)酵液中的乳鏈菌肽進(jìn)行了初步嘗試，發(fā)現(xiàn)該設(shè)備可以很大程度上提高泡沫分離的富集比。最后對MDF 的排液過程進(jìn)行了數(shù)學(xué)模擬，解釋了該設(shè)備提高富集比的機(jī)理。此外本文還改進(jìn)了比濁法測定乳鏈菌肽生物效價的數(shù)

2、據(jù)處理方法，滿足了多級排液泡沫塔應(yīng)用實(shí)驗(yàn)的需要，也為工業(yè)化生產(chǎn)提供了一種簡便的效價測定方法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，泡沫層停留時間不是出口持液率的決定性影響因素。HF 對于持液率軸向分布特性曲線有重要的影響。尤其是不同HF 時初始持液率的值并不相同：當(dāng)泡沫層總高度由20 cm升高到60 cm時，出口持液率從0.7％下降到0.5％左右，而處于最低位置的一段塔節(jié)內(nèi)泡沫的平均持液率卻從1.2％上升到2.8％左右。氣速對于εout 的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于HF

3、對于它的影響：氣速從400 cm3/min 降低到300 cm3/min 相當(dāng)于HF 由20cm 增加到80cm，顯然通過增加HF 來降低出口持液率的作法不會取得理想的效果。 本研究設(shè)計(jì)了一種由導(dǎo)流筒和截流板組成的泡沫層內(nèi)部構(gòu)件用以促進(jìn)泡沫排液，降低出口持液率，進(jìn)而提高富集比。在相同的處理時間內(nèi)，帶有3 個構(gòu)件的多級排液泡沫塔的收率較簡單泡沫塔有所降低，不足其95％，而殘留率和失活率則分別是簡單泡沫塔的1.26倍和1.16 倍。

4、但是多級排液塔的富集比卻高達(dá)簡單泡沫塔的2.42 倍，由原來的4.25 提高到10.3。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析發(fā)現(xiàn)，本文中所設(shè)計(jì)的泡沫層內(nèi)部構(gòu)件可以改變泡沫層軸向持液率的分布情況，但是這卻不是其提高富集比的根本原因。塔頂處氣泡直徑才是出口持液率的直接影響因素。將Stevenson 簡單泡沫塔上升泡沫層流體力學(xué)理論擴(kuò)展到多級排液泡沫塔，建立了其排液過程的數(shù)學(xué)模型，成功地解釋了構(gòu)件的作用機(jī)理，改變了帶有內(nèi)部構(gòu)件的復(fù)雜泡沫分離設(shè)備設(shè)計(jì)領(lǐng)域長期以來