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發酵罐

作者: AUGE  來源: AUGE  時間: 2017-05-23 14:09  點擊: 
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【奧格發酵罐】
發酵罐産品描述

一、定義:

      發酵罐就是通常所說的生物反應器,是爲一個特定生物化學過程的操作提供良好而滿意的環境的容器。對于某些工藝來說,發酵罐是個密閉容器,同時附帶精密控制系統; 不鏽鋼發酵罐是爲發酵生産中的重要設備,是化工、食品等行業發酵制品不可缺少的設備。平時說的發酵主要是指工業發酵,泛指利用生物細胞制造某些産品或淨化環境的過程,它包括厭氧培養的生産過程,如酒精、丙酮丁醇、乳酸等,以及通氣(有氧)培養的生産過程,如抗生素、氨基酸、酶制劑等的生産。産品即有細胞代謝産物,也包括菌體細胞、酶等。因此,發酵罐也就是生物發酵反應的場所。

二、組成:

      發酵罐的種類很多,常見的有(1)機械攪拌發酵罐(2)氣升式發酵罐(3)自吸式發酵罐(4)伍式發酵罐(5)文氏管發酵罐。機械攪拌通風發酵罐是發酵工廠最常用類型。機械攪拌通風發酵罐是一種密封式受壓設備,其主要部件包括:罐身、軸封、消泡器、攪拌器、聯軸器、中間軸承、擋板、空氣分布管、換熱裝置和人孔以及管路等。
(1)罐體:發酵罐的罐體由圓柱體及橢圓形或碟形封頭焊接而成,小型發酵罐罐頂和罐身采用法蘭連接,材料一般爲不鏽鋼。爲了便于清洗,小型發酵罐頂設有清洗用的手孔。中大型發酵罐配備快開人孔及清洗用的快開手孔。罐頂還裝有視鏡及燈鏡。在發酵罐的罐頂上的接管有:進料管、補料管、排氣管、接種管和壓力表、安全閥等接管。在罐身上的接管有冷卻水進出管、進空氣管、取樣管、溫度計管和pH、DO電極接口。
(2)罐體的尺寸比例:罐體各部分的尺寸有一定的比例,罐的高度與直徑之比一般爲1.7~4左右。發酵罐通常裝有兩組攪拌器,,大型發酵罐以及高徑比大的,可安裝三組或三組以上的攪拌器。
(3)攪拌器: 攪拌器的作用是打碎氣泡,使空氣與溶液均勻接觸,使氧溶解于發酵液中。攪拌器有軸向式(槳葉式、螺旋式)和徑向式(渦輪式:平直葉、彎葉、箭葉)兩種。
(4)擋板:擋板的作用是改變液流的方向,由徑向流改爲軸向流,促使液體劇烈翻動,增加溶解氧。發酵罐一般設置4-6塊擋板。
(5)消泡器:消泡器的作用是將泡沫打破。消泡器常用的形式有鋸齒式、梳狀式及孔板式。孔板式的孔徑約10~20毫米。消泡器的長度約爲罐徑的0.65倍。
(6)聯軸器:大型發酵罐攪拌軸較長,常分爲二至三段,用聯軸器使上下攪拌軸成牢固的剛性聯接。常用的聯軸器有鼓形及夾殼形兩種。小型的發酵罐可采用法蘭將攪拌軸連接,軸的連接應垂直,中心線對正。
(7)軸承:爲了減少震動,中型發酵罐般在罐內裝有底軸承,而大型發酵罐裝有中間軸承,底軸承和中間軸承的水平位置應能適當調節。罐內軸承不能加潤滑油,應采用液體潤滑的塑料軸瓦(如聚四氟乙烯等),軸瓦與 軸之間的間隙常取軸徑的0.4~0.7%。爲了防止軸頸磨損,可以在與軸承接觸處的軸上增加一個軸套。
(8)變速裝置:試驗罐采用無級變速裝置。發酵罐常用的變速裝置有三角皮帶傳動,圓柱或螺旋圓錐齒輪減速裝置,其中以三角皮帶變速傳動較爲簡便。
(9)軸封:軸封的作用是使罐頂或罐底與軸之間的縫隙加以密封,防止泄漏和汙染雜菌。常用的軸封有填料函和端面軸封兩種。
(10)發酵罐的換熱裝置:①夾套式換熱裝置:這種裝置多應用于容積較小的發酵罐、種子罐;夾套的高度比靜止液面高度稍高即可。②豎式蛇管換熱裝置:這種裝置是豎式的蛇管分組安裝于發酵罐內,有四組、六組或八組不等,根據管的直徑大小而定,容積5以上的發酵罐多用這種換熱裝置。這種裝置的優點是:冷卻水在管內的流速大;傳熱系數高。這種冷卻裝置適用于冷卻用水溫度較低的地區,水的用量較少。但是氣溫高的地區,冷卻用水溫度較高,則發酵時降溫困難,發酵溫度經常超過40℃,影響發酵産率,因此應采用冷凍鹽水或冷凍水冷卻,這樣就增加了設備投資及生産成本。此外,彎曲位置比較容易蝕穿。③豎式列管(排管)換熱裝置:這種裝置是以列管形式分組對稱裝于發酵罐內。其優點是:加工方便,適用于氣溫較高,水源充足的地區。這種裝置的缺點是:傳熱系數較蛇管低,用水量較大。

三、功能:

      發酵罐具有加熱、冷卻、滅菌、恒溫等功能,能爲微生物生長提供一個微環境,即適宜的溫度和壓力。發酵罐內的介質則爲微生物生長提供了微生物生長所需的碳、氮、氧、生長因子、水等。發酵罐罐體主要用來培養發酵各種菌體和發酵各種發酵制品的。發酵罐具有自動控溫、自動調節pH、自動記錄數據、自動補料等功能,大大簡化了操作,減少了染菌的機會,是現代發酵設備的主要生物反應器。

四、不鏽鋼發酵罐的結構特性:
(1)發酵罐具有適宜的徑高比;發酵罐的高度與直徑之比一般爲1.7~4倍左右,罐身越長,氧的利用率較高,傳熱系數越好。
(2)發酵罐能承受一定壓力,屬于壓力容器;
(3)發酵罐的攪拌通風裝置能使氣液充分混合,保證發酵液必須的溶解氧;
(4)發酵罐具有足夠的冷卻面積;
(5)發酵罐內應盡量減少死角,避免藏垢積汙,滅菌能徹底,避免染菌;
(6)攪拌器的軸封嚴密,以減少泄漏。
(7)內罐體鏡面抛光0.4,衛生無死角。外罐體2B、拉絲處理。
(8)管口采用拉伸翻邊工藝圓弧過渡,光滑易清洗無死角,保證生産過程的可靠性、穩定性、符合GMP的要求。

五、管口配置:

      配有人孔、火焰接種口、進料口、出料口、視鏡、射燈、呼吸口、CIP(配衛生萬向清洗球)、SIP口、無菌取樣口、PH計接口(支持SIP)、DO檢測口、溫度表、溫度傳感器、冷熱介質進出口等工藝管口。

六、選型:

      發酵罐設計選型時需明確發酵溫度、發酵時間、發酵菌種或者其特性、發酵是否需要自動調節pH、對溶氧的要求、對攪拌的要求、對補料的要求等,詳細可電詢。

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