发酵罐设备内循环的方式是什么样的?
发酵罐设备用于厌气发酵的发酵罐结构可以较简单。对这类发酵罐的要求是:能封闭;能承受一定压力;有冷却设备;罐内尽量减少装置,消灭死角,便于清洗灭菌。酒精和啤酒都属于嫌气发酵产物,其发酵罐因不需要通入昂贵的无菌空气,因此在设备放大,制造和操作时,都比好气发酵设备简单得多。
发酵罐设备采用内循环方式,用搅拌桨分散和打碎气泡,它溶氧速率高,混合效果好。罐体采用SUS304或316L进口不锈钢,罐内配有自动喷淋清洗机头,确保生产过程符合GMP要求。发酵罐在广泛应用于乳制品、饮料、生物工程、制药、精细化工等行业。近年来随着科学技术的不断进步,作为关系国计民生的发酵行业取得了飞速的发展,发酵罐设备也从传统向现代化方向更新。
用于好气发酵的发酵罐因需向罐中连续通入大量无菌空气,并为考虑通入空气的利用率,故在发酵罐结构上较为复杂,常用的有机械搅拌式发酵罐、鼓泡式发酵罐和气升式发酵罐。
气升式发酵罐有什么明显的优点
气升式发酵罐? 气升式发酵罐有明显的优点,在生产SCP、丝状真i菌、废水处理中已获得广泛应用。气升式发酵罐是应用***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。?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。
而鼓泡罐则是***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。自吸式发酵罐罐体的结构大致上与通用式发酵罐相同,主要区别在于搅拌器的形状和结构不同。自吸式发酵罐使用的是带***吸气口的搅拌器。
搅拌器由从罐底向上伸人的主轴带动,叶轮旋转时叶片不断排开周围的液体使其背形成真空,于是将罐外空气通过搅拌器中心的吸气管而吸人罐内,吸人的空气与发酵液充分混合后在叶轮末端排出,并立即通过导轮向罐壁分散,经挡板折流涌向液面,均匀分布。空气吸人管通常用一端面轴封与叶轮连接,确保不漏气。由于空气靠发酵液高速流动形成的真空白行吸人,气液接触十分良好,气泡分散较细,从而提高了氧在发酵液中的溶解速率。以下以机械搅拌发酵罐为例,介绍其主要结构部件及其主要功能。
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。
