发酵罐搅拌时需要注意的措施
发酵罐中搅拌的主要作用是混合和传质,即使空气分散成气泡,与发酵液充分混合,打破气泡,增加气液界面,获得所需的溶解氧速率,使细胞悬浮和分散。在发酵系统中保持适当的气-液-固(池)三相混合和传质强化传热。因此,搅拌器的设计应使发酵液具有足够的径向流动和适度的轴向运动。
涡轮搅拌器主要用于发酵罐。涡轮搅拌器有三种类型:平叶片、曲叶片和箭头叶片。涡轮搅拌器轴向混合不良,搅拌强度随距搅拌轴距离的增加而降低。当培养基较厚时,混合效果降低。为了加强轴向混合,涡轮和推进叶轮可以一起使用。本设计根据设计要求采用涡轮搅拌器。
挡板的作用是防止在液面中心产生涡流,增强湍流和溶解氧的传质。挡板的高度从罐底上升到设计液位。当采用管中管冷却时,可以用管中管冷却代替挡板,不需要安装挡板,本设计中不需要安装挡板。当发酵罐的搅拌轴较长时,通常通过耦合将其分成两到三段。
第i一联轴器的安装位置可以设置在小发酵罐顶部外的机械密封的上部,但大发酵罐将置于罐内的机械密封之下,上轴一般由不锈钢制成。该设计将置于罐内的机械密封下,材料为16MnR不锈钢,轴由45碳钢制成。
发酵罐搅拌轴为超长轴,常安装底轴承和中间轴承,防止轴摆动。小型发酵罐由拉杆控制,大型发酵罐由桁架固定。本设计采用推力滑动轴系统。
固体发酵罐酶制剂充当什么样的角色
在固态发酵工程中,有一种可以有效提高饲料加工速度、有效提高饲料质量的制品,称之为饲料酶制剂。饲料酶制剂经过从生物体内运用高科技将其具有催化能力的酶获取出来,在此基础上,混合以其他营养成分,从而达到提高饲料营养价值的目标。当前从动物到植物,酶的获取成本都比较大,因此市面上所出现的饲料酶制剂基本上都是经过微生物发酵而来。一般而言,市场上出售的酶制剂包含单一酶制剂和复合酶制剂两种,而其中常用的酶制剂大约有8种,包含脂肪酶、纤维素酶、淀粉酶、果胶酶、蛋白酶、半乳糖苷酶、半纤维素酶、植酸酶。
研究人员经过微生物进行发酵生产而得到饲料酶制剂的详细操作流程如下,首先应先要对合格的微生物菌株进行严格的筛选与诱变,并对方针菌株在排泄过程中所需要的酶能力进行详细的评估;第二步,研究人员经过相应的***工程技术,在产酶***搬运过程中,尽量将***搬运到那些成本较低、酶生产能力较强的微生物群;第三是要扩大培养现已成形的***,将其放置于灭菌原猜中再进行发酵处理,***后是经过一系列的装备、混合与打包等,正式推行,以不断验证饲料酶制剂的实习成效,保证其可靠性与安全性。
发酵罐的操作使用优势简单叙述
发酵罐也是应用***广泛的生物反应设备。这类反应器具有结构简单、不易染菌、溶氧效率高、能耗低等优点。气升式反应器有多种类型,常见的有气升环流式、鼓泡式、空气喷射式等,生物工业已经大量应用的气升式发酵罐有气升内环流发酵罐、气液双喷射气升环流发酵罐、设有多层分布板的塔式气升发酵罐。
而发酵罐则是***原始的通气发酵罐,当然鼓泡式反应器内没有设置导流筒,故未控制液体的主体定向流动。现以气升环流式反应器为例说明其工作原理。前面已经简单提到气升环式反应器的特点,由于气升环流反应器内没有搅拌器,并且有定向循环流动,故具有多个优点,下面具体说明。
1、反应溶液分布均匀:气液固三相的均匀混合与溶液成分的混合分散良好是生物反应器的普遍要求,因其流动、混合与停留时间分布均受到影响。对许多间歇或连续加料的通气发酵,基质和溶氧尽可能均匀分散,以保证其基质在发酵罐内各处的浓度都落在0.1%~1%范围内,溶解氧为10%一30%。这对需氧生物细胞的生长和产物生成有利。此外,还需避免发酵罐液面生成稳定的泡沫层,以免生物细胞积聚于上而受损害甚至***。还有培养基成分尤其是有淀粉类易沉降的颗粒物料,更应能悬浮分散。气升环流反应器能很好地满足这些要求。
2、较高的溶氧速率和溶氧效率:气升式反应器有较高的气含率和比气液接触介面,因而有高传质速率和溶氧效率,体积溶氧效率通常比机械搅拌罐高,kLd可达2000h,且溶氧功耗相对低。
3、剪切力小,对生物细胞损伤小:由于气升式反应器没有机械搅拌叶轮,故对细胞的剪切损伤可减至***i低,尤其适合植物细胞及***的培养。
4、传热良好:好气发酵均产生大量的发酵热,如酵母培养旺盛期发酵热高达3.0~4.0×105kJ/(m.h),而传热温差则只有几度(℃),尤其夏季,若使用非冷冻水,则只有3-10℃左右,故需很大的换热面积与传热系数。发酵罐因液体综合循环速率高,同时便于在外循环管路上加装换热器,以保证除去发酵热以控制适宜的发酵温度。
发酵罐校正pH电极和溶氧电极,根据需要将培养基配入罐体,按要求封好后将罐体放入大灭菌锅灭菌,待罐体冷却后,将其置于发酵台上,安装完好;打开冷却水,打开气泵电源,连接通气管道开始通气,调节进气旋钮使通气量适当;打开发酵罐电源,设置温度、pH、搅拌速度等,设定溶氧电极为100。待温度稳定,各项参数都正确后,将预摇好的种子接入,开始发酵计时,并开始记录各种参数,发酵罐发酵完毕后清洗罐体和电极,将电极插入有氯i化钾的三角瓶中待用。发酵罐罐体灭菌前务必检查其中液面高度,要求所有的电极都没于液面以下,打开发酵罐电源前务必检查冷却水是否已打开,温度探头是否已插入槽中,否则会烧坏加热电路。发酵罐发酵过程中一定要保持工作台的清洁,用过的培养瓶及其它物品及时清理,因故溅出的酸碱液或水应立即擦干,对罐体安装,拆卸和灭菌时要特别小心pH电极和罐体的易损又昂贵部件。