原理发酵
适用对象多种
样式罐
工作温度多种
材质不锈钢
■保证发酵罐密封性
发酵罐是发酵生产的主要设备。在使用之前,需要对发酵罐进行认真检查,如检查其搅拌系统转动有无异常,机械密封是否严密,罐内的螺丝是否松动,罐内的管道有无堵塞,夹层或罐内盘管是否泄漏,以及罐体连接阀门是否严密等。
目前,机械密封在发酵罐上得到广泛应用,其取了以前搅拌轴的填料密封形式,但是如果安装精度不高或选用的机械密封系统不合适,仍然会发生轴封泄露,造成染菌。因此,在安装搅拌轴时要注意对中。据了解,新疆某发酵车间采用拉杆固定可调的中间轴承,通过调整中间轴承位置来减少搅拌轴的摆动,并采用多弹簧平衡型机械密封,利用不同方向的弹簧弹力抵消搅拌轴的部分偏移,有效地实现了密封。
■去除视镜冲洗管道
为了便于观察发酵罐内的发酵情况,在大型发酵罐内一般都设置了冲洗视镜的蒸汽管道。但是,蒸汽一旦冷凝在管道中,就无法完全保证冷凝水的无菌,因此应该去除冲洗视镜的蒸汽管道,减少染菌隐患。如果因罐内雾气大看不清楚,可以采用更高亮度的视镜灯。
■PVDF膜净化效果可靠
传统的空气净化系统使用活性炭、棉花、**细玻璃纤维纸作为过滤芯,其过滤效果差,且操作复杂。目前,国内的膜过滤技术已比较成熟,如用偏二氟乙烯(PVDF)制成的折叠微孔滤膜滤芯不仅过滤精度高,且流量大。使用时技术人员只要注意对过滤器前压缩空气进行除湿脱油,并按规对过滤器进行灭菌,即可保证空气无菌。另外,由于PVDF膜对压缩空气中的水分不敏感,膜本身的疏水性强,因此可解决以往当空气湿度过大时棉花过滤器等不能使用的问题。新疆某发酵车间对10吨发酵罐采用PVDF过滤器的净化效果进行了考察。技术人员在过滤器后挂了一个测样瓶,测样瓶用灭菌后不接种的LB通用培养基,连续通入过滤后的压缩空气以监测过滤器效果(只要LB通用培养基保持清澈,就说明过滤器运行正常)。结果表明,该车间10吨发酵罐的过滤器在连续使用3个月后,测样瓶镜检表明LB培养基无菌,因此微孔滤膜(PVDF)的净化效果是可靠的。
■定期检测系统
对发酵培养基进行彻底的灭菌处是利用高温过饱和蒸汽使各种、蛋白质凝固而。在医药工业灭菌中,对预热时间、蒸汽阀门的开度、灭菌温度、灭菌压力和泡沫控制等都有严格要求,其中何一个环节出现问题都很容易导致染菌。一般工业上灭菌温度在110℃,灭菌压力在0.5兆帕以上,而保证灭菌温度和压力的准确依赖于各种温度探头、压力传感器等系统。因此,定期对这类探头、传感器等进行检测十分重要。另外,随着发酵罐体积,相同罐压对应的罐温有所降低,因此当发现温度与压力的相关性发生变化时,应以温度为准。
■阀门宜采用软密封
阀门是在发酵设备中使用多的附属设备,其中使用多的是截止阀。阀门对介质的密封性可分为4级,即公称级、低漏级、蒸汽级和原子级。公称级与低漏级密封适用于关闭要求不严密的阀门,例如用于控制流量的阀门。蒸汽级密封适用于蒸汽和大部分其他工业用阀门的阀座、阀杆和阀体连接部的密封。
固态发酵罐包括卧式固态发酵罐筒体,内置循环风道,多组冷却水管,鼓风装置,空气循环系统。固态发酵罐筒体,有双筒体固态发酵罐和筒体固态发酵罐两种。筒体固态发酵罐,其特征在于在筒体内焊接正方形隔板,正方形隔板内外形成循环风道。而双筒体固态发酵罐,其特征在于一个循环接管和一个循环风机管连接两个固态发酵罐筒体,形成循环风道,双筒体固态发酵罐含多组冷却排管。
固态发酵罐的特点可归纳如下:
(1)无机械翻动装置,传质与传热由气体循环风机实现;
(2)反应器结构简容易密封,便于工业放大;
(3)发酵罐为一耐压容器,可用压力蒸汽进行严格的空罐或实罐灭菌;
(4)反应过程始终维持在正压阶段,易于保持无菌过程;
(5)周期促进微生物谢、强化细胞内外的传质,减少谢产物的反馈抑制;
(6)反应器内的温度、湿度均匀一致,易于控制;发酵过程实现自控.
在发达国家发酵罐的设计多趋向于采用昂贵的不锈钢或钢制的反应器。其实廉价的材料如木质、塑料或混凝土也能使用,这对于许多发酵过程并没有太大的损害。为了经济上的原因,发达国家的发酵,主要以需氧过程为目标,这就需要昂贵的设计(高工艺)以保证有充足的氧气传送,与其这样,倒不如用更大的努力来发展厌氧的发酵(工艺要求低)以生产主要产品。
工业生物学中主要要求纯培养物,这种体系的优点很明显,谁也不会反对,可是它要求价昂的灭菌方法和有熟练操作人员来控制。许多发酵体系尽管有轻度的微生物污染,但工作得十分成功。如沿此方向发展,流程运转的花费会成少,对操作人员的技术熟练程度的要求也会低一些。
现发酵技术终是主要依赖精密的检测仪器,之所以如此,部分原因是熟练工人工资的日益提高。但是在发展中国家人力充足,如用人力对正在运转的体系进行观察和调节就更合算一些。
总之,可以这么说,生物工程大部分是必须包含于一定困的体系之内,而能否正确选择和操纵这些体系,在很大程度上决定着这些生物工程过程的大多数是否能后成功。
在工业上,操作规模大都是很大的。后的成功几乎都需要生物学家与工艺之间密切的。由此也可看出生物工程的真正边缘学科的性质了。
机械搅拌式发酵罐是发酵工厂常用类型之一。它是利用机械搅拌器的作用,使空气和发酵液充分混合,促进氧的溶解,以保证供给微生物生长繁殖和谢所需的溶解氧。它是借搅拌涡轮输入混合以及相际传质所需要的功率。这种反应器的适应性强,从牛顿型流体直到非牛顿型的丝状菌发酵液,都能根据实际情况和需要,为之提供较高的传质速率和必要的混合速度。缺点是机械搅拌器的驱动功率较高,一般(2-4)kw/m3,这对大型的反应器来说是个巨大负担。
机械搅拌式发酵罐机械搅拌式发酵设备和技术在整个制药、生物产品的开发过程中起着特别重要的作用。在众多类型的发酵设备中,兼具通气又带机械搅拌的标准式发酵罐用途为普遍,广泛使用于抗生素、、柠檬酸等各个领域。标准式发酵罐设计的技术关键在于搅拌技术复杂的气液两相流动问题上。机械搅拌式发酵罐不仅能为制药企业节省可观的投资,还可大大节省能耗等运行费用,同时提高产品产量与收率。
在许多过程中,气液接触是十分重要的,气体需要与液体进行充分且有效的接触以提供足够的质量传递或热量传递能力。比如有的氯化和磺化反应是快反应,这需要搅拌器能提供很高的传质强度;有的反应需要吸收难以溶解的氧气,这又需要搅拌器能提供很高的分散能力。
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