发酵罐的系统是如何工作的?
消泡系统对好氧发酵过程是非常重要的。发酵罐的装液量一般不能超过容器容积的70~80%,一方面,这是由于通气后液面会有所上升;更重要的原因是,预留部分空间可以避免泡沫马上冲出罐体,为消除泡沫提供一段缓冲的时间。一般对越容易产生泡沫的体系,装液量要越少。发酵罐顶部有一个额外的搅拌桨,称为消泡桨,其作用就是通过机械作用消除泡沫。在多数情况下,仅凭消泡桨还不足以及时***所有的泡沫,因此通常还须进一步采用添加化学消泡剂的方法消泡。
植物油、聚醚类非离子型表面活性剂都可以用于化学消泡,它们可以直接在配制在培养基中,也可以在发酵过程中根据需要加入,或者两种策略同时使用。为了及时检测泡沫是否达到预警高度,通常在发酵罐上方装有液位电极,一旦泡沫达到相应的高度,就可以通过消泡控制装置自动向反应器中流加消泡剂。
通气系统由无菌空气制备系统、空气分布装置和出口气体除i菌系统组成。无菌空气制备系统是一套相对***的复杂系统,这里不做介绍。
细胞生长和代谢所需的无菌空气通过空气分布管引入发酵罐中。空气分布管一般位于下层的搅拌桨的正下方。为保证气泡的分散,多采用带小孔的环状空气分布管,环的直径一般等于搅拌桨的直径。在大型通气搅拌罐中,搅拌桨尖附近的剪切力非常大,一般足以达到充分打碎气泡的目的,为防止培养液中的固体物料或菌丝堵塞空气分布管,对某些特殊的发酵体系有时采用向下开口的单孔管。
在一些简单的反应器中,气体的排出只是通过一个简单的阀门控制的。为避免染菌,必须调节空气的排出阀以保证反应器内始终处于高于大气压的正压状态。一些精密的反应器则配备了出口气体冷凝装置和过滤装置。
发酵罐的设计原则:
发酵罐由若干零部件组合构成。对于可能与工艺物料接触的零部件,中药发酵罐,在设计时需要考虑可以清洗和对生物负荷的控制。发酵罐的洁净和无菌设计需要考虑系统的生物安全等级要求。发酵罐在进行生物反应器设计时,需遵从***卫生机构规定的生物安全等级要求,而遵从生物安全等级要求需基于微生物、工艺、产品以及使用者的选择。对于特定的生物安全等级要求,需在生物反应器的部件设计时考虑到某些特殊工况(如蒸汽保压)。如果发酵罐是用于培养具有生物危害性的有机物,则需采取措施,在CIP之前净化物料接触表面,或***及净化CIP用过的流体。发酵罐罐体应根据业主提供的设计参数确定压力、真空度以及温度等级。罐体需根据当地的法令、规程及标准进行设计制造、测试、检查和盖章验收。
发酵罐一些技术使用过程
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,发酵罐机理嘚了解和i优化嘚机理认识水平提高,以及空气无菌处理技术水平嘚提高,发酵罐嘚容积增推进式搅拌规格大已成为抗i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。这种发酵绕既具有机械搅拌装置,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顶部,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。
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