原理发酵
适用对象多种
样式罐
工作温度多种
材质不锈钢
自吸式液体发酵罐是一种不需要空气压缩机,而在搅拌过程中自吸入空气的发酵罐,国内醋厂、酵母厂、制药厂已采用该发酵设备。
自吸式液体发酵罐优点:
(1)不需要其他气源泉供应压缩空气,节省了空气压缩系统及其设备,减少设备投资近30%。
(2)便于实现自动化和连续化。
(3)溶氧系数高。
(4)应用围比较广泛,已经用于抗生素、维生素、**酸、酶制剂、酵母等行业。
液体发酵罐自吸式液体发酵罐缺点:
(1)装料系数低,约40%左右。
(2)进罐空气处于负压,增加了染菌机会,不适于无菌要求较高的发酵过程。
(3)搅拌转速高,对于长菌丝的微生物的菌丝,搅拌的剪切力会产生不利影响。
(4)吸程一般不高需要采用低阻力率空气除菌装置。用途:药用酵母、饲料酵母、活性干酵母、液体曲、谷氨酸、柠檬酸、抗生素、维生素、酶制剂、食用底、赖氨酸等。
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。
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。
■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。
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