微生物發(fā)酵傳熱特性研究及溫度場模擬.pdf

1、生物發(fā)酵技術的應用相當廣泛，能夠緩解能源短缺。能源嚴峻的形式致使發(fā)酵工程技術產業(yè)化勢在必行。進行發(fā)酵過程機理研究，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)生器及其配套設備等技術國內外都作了一些深入的研究，但是還不完善。相應地，發(fā)酵工程有很多應用。由于一些關鍵的技術有待解決，在國內發(fā)酵工程應用相對滯后。對于發(fā)酵傳熱方面的研究就更少

2、。本文采用實驗研究、理論分析與數值模擬相結合的方法，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)酵工程應用提供理論參考。本文首先選PVC板制作一個邊長為300mm的立方體箱，根據需要布置熱電偶，做好保溫工作，搭建好發(fā)酵實驗臺。逐步作了柑桔皮渣和葡萄的自然發(fā)酵實驗。熟悉了發(fā)酵的過程步驟和注意事項。 在線采集溫度數據，發(fā)酵結束進行數據處理，得出溫度時間圖線。通過曲線圖比較分析，結果表明發(fā)酵具有階段性。溫度隨時間不斷變化，說明

3、發(fā)酵過程中有內熱源產生，在發(fā)酵期溫度上升明顯，揭示發(fā)酵反應是放熱反應。 對發(fā)酵試樣進行了物性參數測試，從物理性能方面研究發(fā)酵物的特性。由此對配套設備作出相應的技術處理。發(fā)熱量的大小決定了發(fā)酵后的剩余產物的用途，合理利用資源。 分析了溫度對發(fā)酵的影響。根據自然發(fā)酵過程的溫度時間圖，擬合溫度時間關聯式。按能量守恒，經過公式推導，引用測試的物性參數，得到內熱源的經驗公式。 再一次作了葡萄試樣的控溫發(fā)酵實驗。向發(fā)酵箱中間