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***近30%。
(2)便于实现自动化和连续化。
(3)溶氧系数高。
(4)应用范围比较广泛,已经用于抗i生素、***、有机酸、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i菌装置。
用液体曲、谷氨酸、柠檬酸、抗i生素、***、酶制剂、食用底、赖氨酸等。
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。
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、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。
发酵罐的安全反应效果如何?
发酵罐系统的材质、结构、布局完全按照发酵系统设计,符合GMP标准。本系统配有所需的补料瓶、蠕动泵、循环泵、控制阀、管路系统、控制系统,发酵罐充分保证系统的安全性、可靠性;还可配置空气、蒸汽和水的预处理系统,在完成安装调试后,只需接入蒸汽、空气、水源和电源就可进行发酵运行。
二、发酵罐结构:
罐体:耐高温、耐酸碱、耐腐蚀的材质为进口304+316L,不绣钢半球体底,清洗很方便;不锈钢内抛光精度Ra≤0.4;发酵罐与物料接触部分保证是进口316L,符合GMP标准。设备加工精制,美观能与进口设备比美。
罐体功能:上搅拌机械密封、进气灭菌过滤器、排气冷凝器、含空气分布器的进气系统、火焰接种口(也是投料口与清洗口)、放料口、取样口、补料口;发酵罐自动控制参数的五支电极分别是:PH电极、DO电极、液位电极、消泡电极、温度电极口;四台蠕动泵自动控制分别补酸/碱/泡敌/培养剂;
电机:发酵罐专用sew交流电机;轴端双道密封,确保电机能在恶劣的环境中运行;
通气:发酵罐采用一路深层通气,转子流量计显示,根据工艺要求调节气体的流量,罐内空气分布器均布气体;采用精度为0.2μm的除i菌过滤器(德国Sartorius产品),有防物料倒流装置,确保安全并大大延长使用寿命;