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攪拌反應器的概述[ 03-14 08:05 ]

攪拌反應器是實現氣體、液體、固體間傳熱及傳質的重要形式之一，在化工工業中占有重要的地位。通常由攪拌器和釜體兩部分組成。攪拌器包括傳動裝置、攪拌軸(含軸封)、攪拌槳;釜體部分包括了筒體、內件、夾套、盤管、導流筒等。工業上常用的攪拌反應器按反應物料的相態，分為均相反應器和非均相反應器兩類。非均相反應器包括固一液反應器、液一液反應器、氣一液反應器、氣一液一固三相反應器。攪拌反應器的優點是操作靈活、使用性強，可廣泛應用于石油化工、污水處理、食品制藥等工業中。

立式攪拌反應釜釜口法蘭[ 03-13 10:05 ]

攪拌設備在工業生產中應用范圍很廣，尤其是化學工業中，很多化工生產都或多或少地應用著攪拌操作。化學工藝過程的種種化學變化，是以參加反應物的充分混合為前提的，對于加熱、冷卻和液體萃取以及氣體吸收等物理變化過程，也往往要采用攪拌操作才能得到好的效果。攪拌設備在化工、制藥、印染、食品等行業大多作為反應釜來應用的，特別是化工行業。化工行業反應釜主要有二大類即金屬制造的反應釜和非金屬制造的反應釜，因其工況特殊性——高溫高壓、易燃易爆、劇毒，在實際應用中以金屬制造的反應釜占的比例較高。通常鋼制攪拌反應釜最

反應釜溫度控制中的模糊控制算法改進試驗結果分析[ 03-13 09:05 ]

從表2 看，PID 控制器的積分時間常數過大所以積分項的影響是忽略的。我們認為，系統這種行為是因為系統的自積分性質，因此沒必要在控制器中整合這部分，同時PID 控制器使這個過程不穩定。因此，一個PD 控制器運行得更好。實際上，這些經典控制器都不滿足我們的要求，所以我們設計了一個具有變化常數的自適應PID 控制器。自適應PID 控制器的實驗結果示于圖2。圖3 是具有主要隸屬函數和規則庫PD 模糊控制器的實驗結果。與傳統控制器相比PD 模糊控制器具有更好的性能。更少的過沖，更少的振蕩，更少的上升時間和更多的魯棒性都是模

反應釜溫度控制中的模糊控制方法[ 03-13 08:05 ]

一般來說，模糊控制器有三個步驟：模糊化、規則庫和推理引擎、去模糊化。第一個，使用適當的從屬關系函數，將清晰的變量轉換成模糊的變量，并給控制器相應的模糊數。隸屬函數可以是單個數，三角形，梯形，矩形或任何其它類型。模糊控制器的主要部分是規則庫推理引擎，它決定了操縱變量。規則庫可以在操縱和控制變量之間通過一個已知過程關系建立。輸出集是基于隸屬函數，但它們也可以是直接的組合或任何輸入的函數。在這個意義上說，去模糊化的輸出是所有輸出的平均加權。Takagi-Sugeno 控制器使用下面形式的規則：如果[（e1 是A1）和/

反應釜溫度控制中的傳統控制方法[ 03-12 10:05 ]

冷凝器的傳遞函數， 增加了輸入施加200W 幅度的步驟，同時對系統行為進行了考慮。三種不同模型推導出傳遞函數。系數通過最大限度地減少積分時間加權絕對誤差來計算（ITAE 方法），如（1）所示。結果表明，第一階傳遞函數積分器（2）與實驗數據最佳匹配。ITAE 方法的結果示于表1。基于ITAE 的三個傳統PID 和PD 控制器，IMC 和C-C 的方法設計為最終傳輸函數，參數示于表2。

反應釜溫度控制中的模糊控制算法引言（下）[ 03-12 09:05 ]

Zadeh 在1965 年開發的模糊集理論使得語言表達轉換成數學成為可能。Mamdani 首次采用模糊邏輯理論來控制蒸汽機，在那之后控制系統中模糊邏輯的運用持續增加，如今在廣泛的過程中模糊邏輯已經成為最成功的控制技術，如熱交換、凈水系統、電力系統、石油化工工業和聚合反應器。簡單來說，模糊控制算法有無需數學模型、魯棒性、無需傳遞函數和非線性等優點。根據知識或數學模型選擇一個包括可靠和完整規則庫的最優隸屬函數是設計一個模糊控制器最重要的組成部分。A.J.B.Antunes 等已對一批自由基聚合反應器中進行研究且應用了模

反應釜溫度控制中的模糊控制算法引言（上）[ 03-12 08:05 ]

化工過程中，反應釜是一種非常常見的反應容器，其主要控制量是溫度，將溫度控制在物料化學反應所需要的溫度不僅是保證產品質量的一個重要因素，同時也是維護生產安全的重要保障。由于物理復雜性以及考慮到反應動力學，測量和控制反應釜內溫度是非常具有挑戰性的。反應釜內一些參數不可測量或者測量本身可能需要長時間刻度。同時非線性和多變量的性質是該系統的其它困難所在。其中反應釜內溫度最常見的工業控制目標是保持或跟蹤期望的軌跡。因此，精確的溫度控制是必需的。在許多情況下，傳統的線性控制算法報告不滿足這一需求。近年來，大量的研究人員已經證明

消泡槳掃過的有效面積S與消泡槳性能的關系[ 03-11 10:05 ]

錐孔式消泡槳主要依靠消泡槳轉動所產生的剪切力和泡沫通過錐孔時所產生的壓力差來消除泡沫的，那么消泡槳掃過的有效面積也就是錐殼大口面積之和在轉速一定的情況下，就會決定單位時間里有多少泡沫通過錐殼而被消除，從而影響消泡槳性能。對兩種消泡槳形式進行研究，其結構如圖4-14。圖4-15是根據上面兩種形式的消泡槳在通氣量為8m3/h、轉速為112, 140,168, 196, 224rpm時消去150mm泡沫所用的時間作出的兩條曲線，上面那條是含有8個錐殼的消泡槳產生的，下面那條是含有16個錐殼的消泡槳產生的，對消泡時間進行比

錐孔排列與消泡槳性能的關系[ 03-11 09:05 ]

在消泡槳上安裝相同個數相同大小的錐殼，改變錐殼在消泡槳上的排列，研究其對消泡槳整體性能的影響。在消泡槳上安裝八個相同的錐殼，大口為40mm,小口為16mm，但排列順序不同，其結構如圖4-12所示。圖4-13是在通氣量為8m3/h，錐孔大小與個數相同，改變錐孔在消泡槳上的排列，測量消去150mm泡沫所用的時間。圖中的三條曲線幾乎重疊在一起，規律相同，時間相差最大的為0. 54s，有些點重合在一起，這表明在消泡槳平均線速度相同的情況下，錐孔的排列對消泡槳性能沒有什么影響。而第四種的曲線更其他三種差別很大，消泡時間比其它

消泡槳轉速n與消泡時間的關系[ 03-11 08:05 ]

由4. 1的研究找到了最好的錐殼錐度，圖4-11就是在這一錐度下進一步研究轉速n與消泡槳性能的關系。圖中橫軸消泡槳的轉速，縱軸表示空氣通入量為8m3/h，消泡槳消去150mm高度時所用的時間。由圖中的曲線可以看出，隨著消泡槳轉速的提高，消泡性能也在不斷的提高，在消泡槳轉速為224rpm時，消去150mm的泡沫僅需要大約一秒鐘，如果保持這個轉速的話，泡沫就會被控制在消泡槳以下。消泡槳在轉速n=228rpm時，線速度為5. 264m/s，這與實際工業發酵生產中所要求的線速度基本一致。

消泡槳的最佳錐度[ 03-10 10:05 ]

制作第二批的錐孔，錐孔的尺寸如圖4-8所示。每種錐孔制備8個，并制成如圖4-2形狀的消泡槳，一共四種，進行試驗。在圖4-9中，消泡槳的轉速為56rpm，并保持這個轉速不變，逐次更換四種消泡槳進行試驗，測得泡沫在五種氣速下上升150mm所用的時間。依然以通氣量v氣=4m3/h為例進行分析。消泡槳上的錐殼錐度為1: 2. 27, 1: 2. 083, 1: 1. 923、1: 1. 786，保持消泡槳工作狀態。泡沫上升150mm的時間在前兩種消泡槳保持增加的趨勢，從第三種開始，時間開始減少。在這四種消泡槳中，錐殼錐度為

錐度C與消泡槳消泡能力的關系[ 03-10 09:05 ]

錐孔的錐度是影響消泡槳消泡的一個重要因素，也是本次試驗要考察的重點。在圖4-7中，消泡槳的轉速為56rpm，并保持這個轉速不變，逐次更換四種消泡槳進行試驗，測得泡沫在五種氣速下上升150mm所用的時間。四種消泡槳上錐殼的錐度分別為0、1: 5, 1: 2. 5, 1: 1. 67。以通氣量v氣=4m3/h為例進行分析。前三種消泡槳的消泡性能呈現逐漸增加的趨勢，在第四種消泡槳時，泡沫上升時間縮短，也就是說消泡槳的性能下降，這表明消泡槳消泡性能不是隨著消泡槳上錐殼的錐度增大而一直增強的，它是有一個極限的，這個極限也就是

通氣量與消泡槳消泡能力的關系[ 03-10 08:05 ]

通氣量與泡沫的生成有著密切的關系，通氣量越大，產生的泡沫就會越多，泡沫層上升的速度就會越快。下面在固定轉速的情況下，通過改變通氣量來尋找通氣量與泡沫上升時間之間的關系。以消泡時間為縱坐標，以通氣量為橫坐標作通氣量與泡沫上升時間的關系曲線，如圖4-3, 4-4, 4-5, 4-6所示。圖4-3, 4-4, 4-5, 4-6每張圖中的兩種曲線分別表示四種消泡槳在轉速n=56rpm，通氣量分別為4, 5, 6, 7, 8m3/h時泡沫由消泡槳上端上升150mm處和從150mm上升到300mm處的時間。隨著通氣量的增大，泡

消泡槳的制作[ 03-09 10:05 ]

錐殼設計的錐長L均為50mm，大口直徑D，都是40mm，然后通過改變小口的直徑D2來改變錐殼的錐度。錐度C= (D1-D2) :L第一批制作的錐殼尺寸如圖4-1所示。錐殼是用白鐵皮卷制，每一種錐孔做8個，制成四種消泡槳，進行試驗。消泡槳的尺寸:D=450mm,b=100mm。消泡槳如圖4-2所示。

泡沫體系的實驗步驟[ 03-09 09:05 ]

(1)配置小麥粉溶液。量取44.1 kg的水放入原料槽中，量取0.9kg的小麥粉與水混合，攪拌均勻。(2)調節蒸汽發生器的壓力控制元件，使產生的蒸汽為0.4MPa。啟動蒸汽發生器，等蒸汽壓力達到0.4MPa時，打開閥門vi，用蒸汽將小麥粉溶液加熱到99℃，然后保持五分鐘，關閉閥門V1，關閉蒸汽發生器。(3)等到溶液溫度降到室溫( 20℃)時，打開閥門v2，啟動液體泵，將溶液輸送到有機玻璃罐中。關閉液體泵。(4)啟動空氣壓縮機，調節閥門V5、V6、V7使空氣流量為5m3/h。(5)迅速關閉閥門V5，打開閥門V4，同時

泡沫體系的建立[ 03-09 08:05 ]

實際工業發酵生產中泡沫產生是很復雜的，從上面的研究我們也發現其中的影響因素也很多，而在做這個試驗的主要目的是測試新式機械消泡裝置的性能，從而得到一種消泡效果好的形式來為實際生產服務，所以在泡沫體系建立時考慮較多是既能建立一個穩定的泡沫產生體系，又能減少上面所研究的因素對試驗的影響，最終確定建立一個模擬體系來代替實際的發酵生產過程。在研究這個模擬體系時，一共選用了三種體系:洗滌劑一水、未煮熟的小麥粉溶液和煮熟的小麥粉溶液。經過試驗發現前兩種體系產生的泡沫由于密度小或者不穩定等因素不符合試驗的要求，而第三種體系效果好，

發酵液滅菌方法和操作[ 03-08 10:05 ]

發酵液的滅菌方法也會改變培養基的性質，從而影響培養基的起泡能力，滅菌的時間越長，培養基的泡沫壽命也越長。滅菌時間與泡沫壽命的關系如圖3-4所示。

發酵液本身性質的變化[ 03-08 09:05 ]

發酵過程中，發酵液的性質隨著微生物新陳代謝活動的變化而改變，影響泡沫的消長。以霉菌發酵過程為例，發酵初期泡沫的穩定性與高的表面粘度及低的表面張力有關。隨著發酵的進行，表面粘度下降，表面張力上升，泡沫壽命逐漸的縮短。這說明霉菌在代謝過程中，各種細胞外酶如蛋白酶、淀粉酶等作用下，把造成泡沫穩定的物質如蛋白質等逐步降解利用，結果使液體粘度降低泡沫減少。另外菌的繁殖，尤其是菌體本身也具有穩定泡沫的作用。菌體在發酵后期的自溶導致發酵液中可溶性蛋白質的增加，又有利于泡沫的產生。發酵液的變化與泡沫之間的關系如圖3-3所示。

發酵液的配比及組成[ 03-08 08:05 ]

泡沫產生還與發酵液中所含有物質的性質有關，如蛋白質、小麥粉、玉米漿，花生餅粉，黃豆餅粉，酵母粉等蛋白質原料是主要的起泡因素，其起泡能力隨品種、產地、儲存加工條件等因素的不同而不同，并且與發酵液的配比有關。糖類物質雖然本身起泡能力很差，但是如果發酵液中含有濃度較高的糖類物質時就會增加發酵液的粘度，從而有利于泡沫的穩定。不同發酵液的配比及組成對泡沫的影響如圖3-2所示。

通氣量與攪拌的強度[ 03-07 10:05 ]

大多數發酵過程都是好氧型的發酵過程，在發酵過程中需要不斷的向發酵液中提供氧氣。一般是以無菌空氣作為氧源，被通入發酵系統。溶氧一般在一定的菌種和工藝條件下，主要受到設備通氣量和攪拌強度的控制。通氣量提高、攪拌轉速加快可以提高發酵過程的溶氧效率。而且通氣量對于好氣性菌體的生長和質量也有很重要的影響，有些菌種的通氣量甚至可能影響到它們的代謝途徑。例如青霉素的菌種在培養時必須通過足夠的空氣，否則就會影響他們的數量和活力，從而減少發酵液的產率。從另一方面看，通氣量和攪拌強度與發酵過程中泡沫的產生也有重大的關系。增大通氣量與提