原理发酵
适用对象多种
样式罐
工作温度多种
材质不锈钢
发酵工艺家们试图通过对发酵罐环境的准确控制来达到培养潜力的大限度,可是究竟什么样的环境条件才能得到生物或产物的佳产量还缺乏了解。为了充分了解和控制某一发醉过程,知道该发酵过程每一瞬时的状态是必要的,并且还需要知道生物对这一套能测定出来的环境条件如何反应。过程的佳化需要准确的和迅速反馈的调控。将来,计算机会是大多数发酵过程的不可分割的部分,但是目前还缺
少非常灵敏的探测器。这些探侧器应能对发醉过程中的化学成分进行追踪分析。
发酵通常分为三个阶段或三种规模。在阶段中是用简的微生物学技术,例如平皿,锥形瓶等,来完成基本的筛选程序,接下去是中间试验,以确定容积为5-200升时的佳操作条件。后的阶段是转向工广规模的研究,以研究如何实现终的经济效益。
生物工程*们的目标是在上述所有阶段中为反应过程保持佳的环境条件。这些环境条件既及化学因素(底物浓度等)也及物因素(物质转移能力,混合能力,能量消耗等)。当从一种规模扩大为另一种规模时,物因子尤其是重要的问题。
随着发酵产品需求量增加,发酵过程控制和检测旋转喷水搅拌水平提高,发酵罐机嘚了解和化嘚机认识水平提高,以及空气无菌处技术水平嘚提高,发酵罐嘚容积增推进式搅拌规格大已成为抗生素工业嘚趋势。
在工业生产中,尤其是制药工业中,使用得广泛的就是通用式发酵罐。这种发酵绕既具**械搅拌装置,又具有压缩空气分布装置。发酵罐的搅拌轴既可置于发酵罐的**部,也可置于其底部,其高径比为2:1-6:19有关的重要因素是氧传递效率,功率输入,混合质量,搅拌桨形式和发酵罐的几何比例等。
发酵过程可以通过固体培养和深层浸没培养来完成,从生产工艺来说可分为间隙分批、半连续和连续水泥搅拌桩发酵等,但素工业化大规模嘚发酵过程,则以通气纯种培养为主。
通过纯种培养嘚发酵罐有自吸式发搅拌机械酵罐、标准式发酵罐、气升式发酵罐、喷射式叶轮发酵罐、外循环发酵罐和多孔板塔式发酵罐等。自吸式发酵罐沥青搅拌设备系通过发酵罐内叶轮嘚高速转动,形成真空将空气吸入罐内,由于叶轮转动产生嘚真空,其吸入压头和空气流量搅拌釜发展史有一定限制,因而仅适用对通气量要求不高嘚发酵品种;塔式发酵罐素将发酵液置于多层多孔塔板嘚细长罐体内搅拌桩墙,在罐底部通入无菌空气,通过气体分散进行氧嘚传递,但其供氧量也受到一定限度。
不论何种发酵形式,其终目的是要保证这个发酵体系
的所有部位都处于相同的条件下。生物在发酵罐内是悬浮在液体营养培养基中,培养基含有生物生长和产物形成所必需的底物。所有的营养物,包括氧气都必须保证扩散到每个细胞中,而无用的产物如热量、二氧化碳和谢废物则必须除去。
在生物周围的营养物质,浓度必须保持在一定围内,因为浓度低就限制了生物谢的速率,过高就要变为有毒的了。在环境参量佳团内,生物反应进行得有效,因而我们必须从微观水平上考虑来提供环境条件,以便使侮个细胞都能得到相同的适条件。如果考虑到发酵罐规模之大就不难解要在整个群体中达到这些条件是多么不容易。化学和微生物学家的精湛技术一定要在这里联合起来。
发酵反应是多相的,包括一个气相(含有N2、O2和CO2),一个或多个液相(含水的培养基和液态底物)以及微小的固相(微生物和可能存在的固相底物)。所有这些相,彼此必须保持密切接触,以便能迅速传递物质和热。在混合得很好的发酵堆中,所有进入体系的反应物必须立即混合并均匀分布,以保证反应器中的均一性。
为了使发酵体系达到佳状态,必须坚持以下操作准则:设计出的发酵罐要保证含有需要的生产菌,杂菌不得进入,培养物体积不变(即没有渗漏或蒸发),对好氧生物,氧的溶解水平要保持在通气临界水平以上,并搅动培养基,环境参例如浓度、pH等,必须控制,培养液必须很好地混合。用来建造精密发酵罐的材料标准是重要的.
选用制造发酵罐的材料标准如下,
1.所有与进入发酵罐的溶液或生物培养基接触的材料,必须是抗腐蚀的,以避免痕量金属的污染。
2.材料必须是无毒的。这样材料或其成分的微量溶解不会抑制被培物的生长。
3.发酵罐材料必须经受得往反复进行的高压蒸汽灭菌
4.发酵罐的搅拌系统、入料口、端板必须是易于机械加工,并且相当坚硬,不会在机械压力下变形或破损。
5.好能对培养从和培养物进行目测,凡能用透明材料的地方就尽量使用透明材料。
全自动发酵罐作为发酵罐的一种形式,可通过PH自动控制系统实现生物发酵全过程的自动化控制,广泛适用于有氧生物与厌氧生物的发酵反应。全自动发酵罐罐体采用不锈钢材质,由圆柱体及椭圆形或碟形封头焊接而成,密封性强,安全卫生无污染,可实现在位高温灭菌,符合国家GMP卫生标准,广泛应用于食品、医药、化工等行业。
全自动发酵罐结构构成:
该设备主要由罐体、夹套、搅拌系统系统构成,另设夹套或盘管、传动装置、轴封装置、保温介质、支撑、发酵取样放料阀、冷却液进出口、温度传感器接口、PH自动控制系统、压力传感器、、CIP接口等组件。
罐体一般采用SUS304/SUS316L不锈钢材质,内筒壁采用机械抛光或电解镜面抛光,外筒壁采用304全焊接结构保温,外表面采用镜面或亚光处;筒体对外连接口采用卫生快开接头,安全卫生无死角,符合国家GMP卫生标准。
全自动发酵罐在线控制系统,采用彩色液晶触摸屏+PLC全自动控制,可在线检测并控制发酵过程相关参数。控制系统主要包括灭菌界面、参数设定与矫正、数据曲线图、数据报表、发酵批次号设定、在线动画、报警装置等,可连接上位机、电脑和打印机,实现远程及数据存储与打印。
另外,配有温度控制装置、测温孔、CIP自动旋转喷洗球、消泡器、挡板、空气分布器、温度传感器、视镜射灯、液位计等设备,便于人工操作,简可靠。
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