原理发酵
适用对象多种
样式罐
工作温度多种
材质不锈钢
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.
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随着分子生物工程的不断发展,已经为优良菌种的选育提供了更为广阔的天地,用基因重组菌种取,改良原有的柠檬酸、青菌种已见诸报道。
基因工程手段改造传统的发酵工业,已经不是遥遥无期的事,如果我们不努力攻关,分子生物工程技术优势很可能在新一轮的竞争中失去。随着发酵罐的日益大型
化,它与手工麸曲制备的矛盾越来越**,如何实现麸曲制备的工业化,或之以孢子粉,是多年未能突破的难题。自然,为想的是制成孢子粉或采用固定化技
术,只是技术难度很高。目前更为现实的,是以固体发酵改变落后的麸曲制备工艺。现在固体发酵罐早已问世,已有应用生物制药、酶制剂、制曲等工业的报道。如一种立式多层固体发酵罐,
投料行空罐灭菌。物料从**部加料孔进入,然后进行蒸煮、灭菌,物料降温通过内蛇管、外夹套冷却,罐底进入无菌空气,从罐**排出,达到通气、恒温要求,
采用轴向搅拌翻料,发酵罐容积围为0.5~10m3。另一种华东工大学的智能生物发酵罐全容量为50L~5000L,
采用外罐体转动的搅拌方式,物料在罐体内边翻滚边进行蒸汽灭菌,通过进气调节罐内温度和湿度,转速为0~30rmp,均为不锈钢结构。
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必须给每种生物工程设计出适宜的容器系统,而且对在容器里发生的生物过程,能进行监测和控制。这种容器系统就是发酵罐,它为生物催化剂提供一个物质环境,使其在那里与底物发生相互作用。发酵罐种类很多,从简的搅拌罐到装配不同水平计算机输入信号的复杂整合系统。有两种
不同类型的发酵罐或容器系统。
种主要是非无菌的,不要求用严格纯培养的微生物来工作,例如酿酒、面包酵母的生产、排水处系统等。
第二类是生产这些化合物,要求严格无菌操作,例如杭菌素、氛基酸、多糖和细胞蛋白的生产,在这类发酵罐中必须排除异种微生物,这使工程建设和操作都遇到一些麻烦。
不论哪种发酵罐,主要目标还是使生物的生长和生物生产的某一产物,处于佳状态。为了达到这一目的,必须设计出适宜的培养条件,包括下列各项:有能源,有满足生物需要的主要营养物质,在培养基中没有起抑制作用的化合物,接种可靠以及级有利的物化学条件等。
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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。
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