
塔式發酵罐
塔式發酵罐tower fermenter; column fermenter又稱柱式發酵罐‘鼓泡塔或空氣攪拌高位發酵罐等,它是一種由氣 流來進行攪拌的發酵裝置。與機械攪拌發醉罐相比,它具有 結構簡單、能耗低、維修簡便、清洗方便、不易染菌以及適用于 大規模生產等優點。
中文名 塔式發酵罐 外文名 taw}r fermenter;column ferrrzenter 其他名 柱式發酵罐
特性用途
塔式發酵罐的基木結構是一中空圓筒, 特點是罐身較高,高徑比常在fi一10范圍;由一于罐內液位高, 溶氧容易,空氣利用率就提高,可以節省空氣,節省動力。為 了改善發酵罐的性能,常對上述基本塔型作若干改進,如在塔 內設有塔板〔一般是篩板),安裝攪拌器或靜態混合器或者在 塔內設置導流筒等二司用于單細胞蛋白質、抗生素等土產,另 外,對植物細胞的培養也可適用。
固態發酵罐包括臥式固態發酵罐筒體,內置循環風道,多組冷卻水管,鼓風裝置,空氣循環系統。固態發酵罐筒體,有雙筒體固態發酵罐和筒體固態發酵罐兩種。筒體固態發酵罐,其特征在于在筒體內焊接正方形隔板,正方形隔板內外形成循環風道。而雙筒體固態發酵罐,其特征在于一個循環接管和一個循環風機管連接兩個固態發酵罐筒體,形成循環風道,雙筒體固態發酵罐含多組冷卻排管。
固態發酵罐的特點可歸納如下:
(1)無機械翻動裝置,傳質與傳熱由氣體循環風機實現;
(2)反應器結構簡容易密封,便于工業放大;
(3)發酵罐為一耐壓容器,可用壓力蒸汽進行嚴格的空罐或實罐;
(4)反應過程始終維持在正壓階段,易于保持無菌過程;
(5)周期促進微生物謝、強化細胞內外的傳質,減少謝產物的反饋抑制;
(6)反應器內的溫度、濕度均勻一致,易于控制;發酵過程實現自控.
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用于厭氣發酵(如生產酒精、溶劑)的發酵罐結構可以較簡單。用于好氣發酵(如生產抗生素、、有機酸、維生素等)的發酵罐因需向罐中連續通入大量無菌空氣,并為考慮通入空氣的利用率,故在發酵罐結構上較為復雜,常用的有機械攪拌式發酵罐、鼓泡式發酵罐和氣升式發酵罐。
乳制品、酒類發酵過程是一個無菌、無污染的過程,發酵罐采用了無菌系統,避免和防止了空氣中微生物的污染,大大延長了產品的保質期和產品的**,罐體上特別設計安裝了無菌呼吸氣孔或無菌正壓發酵系統。罐體上設有米洛板或迷宮式夾套,可通入加熱或冷卻介質來進行循環加熱或冷卻。發酵罐的容量由300-15000L多種不同規格。發酵罐按使用范圍可分為實驗室小型發酵罐、中試生產發酵罐、大型發酵罐等。
發酵罐廣泛應用于乳制品、飲料、生物工程、制、精細化工等行業,罐體設有夾層、保溫層、可加熱、冷卻、保溫。罐體與上下填充頭(或錐形)均采用旋壓R角加工,罐內壁經鏡面拋光處理,無衛生死角,而全封閉設計確保物料始終處一無污染的狀態下混合、發酵,設備配備空氣呼吸孔,CIP清洗噴頭,人孔等裝置。
發酵罐的分類:按照發酵罐的設備,分為機械攪拌通風發酵罐和非機械攪拌通風發酵罐;
按照微生物的生長代謝需要,分為好氣型發酵罐和厭氣型發酵灌。
發酵罐是一種對物料進行機械攪拌與發酵的設備。該設備采用內循環方式,用攪拌槳分散和打碎氣泡,它溶氧速率高,混合效果好。罐體采用SUS304或316L進口不銹鋼,罐內配有自動噴淋清洗機頭,確保生產過程符合GMP要求。
發酵罐結構特性
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1.可在線CIP清洗、SIP(121°C/0.1MPa)。
2.按照衛生級要求設計,結構設計較具人性化,操作方便。傳動平穩,噪音低。
3.適宜的徑高比設計,按需定制攪拌裝置,節能,攪拌、發酵效果好。
4.內罐體表面鏡面拋光處理(粗糙度Ra≤0.4µm);各進出管口、視鏡、人孔等工藝開孔與內罐體焊接處均采用拉伸翻邊工藝圓弧過渡,光滑易清洗無死角,**生產過程的可靠性、穩定性,符合“cGMP”等規范要求。
發酵罐主要部件
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罐體:主要用來培養發酵各種菌體,密封性要好(防止菌體
食醋自吸式發酵罐
被污染)
罐體當中有攪拌槳,用于發酵過程當中不停的攪拌
底部通氣的Sparger,用來通入菌體生長所需要的空氣或氧氣
罐體的**盤上有控制傳感器,常用的有pH電極和DO電極,用來監測發酵過程中發酵液pH和DO的變化控制器,用來顯示和控制發酵條件等等。
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重要系數
一般發酵罐的高徑比為1.7-2.5之間,高徑比大有利于傳熱和溶氧,攪拌剪切力大。發酵罐的攪拌裝置包括機械攪拌和非機械攪拌。通風發酵的攪拌裝置包括電動機、傳動裝置、攪拌軸、軸密封裝置和攪拌槳。機械攪拌的目的是迅速分散氣泡和混合加入物料。一個攪拌槳要同時達到這兩個目的,有時是矛盾的。例如,達到混合功能需要大直徑的攪拌器和采用低轉速運轉,而提高分散氣泡效果則需要多葉片、小直徑和大的轉速。電動機輸入功率決定于攪拌槳形式和其他發酵罐部件。發酵罐內常安裝4塊擋板以增加混合、傳熱和傳質效率。擋板之寬度為發酵罐直徑的10%~12%,擋板越寬則混合效果越好。在好氣深層發酵罐中,來自無菌空氣系統的壓縮空氣通過空氣分布器射入發酵罐內,分布器有單孔管式和多孔管式。安裝方式各異,一般安裝在下面一檔攪拌器的下方,但都要注意防止氣孔被發酵液中的菌體或固體顆粒堵塞。有的空氣分布器帶有放水結構,使放罐后沒有發酵液殘留在管子里。通氣速度以滿足微生物發酵的需要為準,在使溶氧在臨界氧深度之上。它決定于系統的設計和操作。空氣流速的上限速度是空氣能有效地被攪拌槳分散,這和攪拌槳形式和轉速有關。
微生物在繁殖和耗氧發酵過程中都需要氧氣,通常以空氣作為氧源。空氣中含有各式各樣的微生物,這些微生物隨著空氣進入培養液,在適宜的條件下,它們會大量繁殖,消耗大量的營養物質,以及產生各種代謝產物,干擾甚至破壞預定發酵的正常進行,使發酵產品的效價降低,產量下降,甚至造成發酵徹底失敗等嚴重事故。因此,空氣的就成為耗氧發酵工程上的一個重要環節。的方法很多,如過濾、熱、靜電,輻射等,但各種方法的效果、設備條件、經濟條件各不相同。所需的程度根據發酵工藝要求而定,既要達到效果,又要盡量簡化流程,以減少設備投資和正常運轉的動力消耗。
生物發酵罐過濾
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是目前發酵工業中經濟實用的空氣方法,它是采用定期的介質來阻截流過的空氣所含的微生物,而取得無菌空氣,常用的過濾介質有棉花、活性炭或玻璃纖維、有機合成纖維、有機和無機燒結材料等等。由于被過濾的氣溶膠中微生物的粒子很小,一般只有0.5~2μm,而過濾介質的材料一般孔徑都大于微粒直徑的幾倍到幾十倍,因此,過濾機理比較復雜。同時,由于空氣在壓縮過程中帶入的油霧和水蒸汽冷凝的水霧影響,使過濾的因素變化更多。當過濾介質孔隙小于或被過濾的微粒直徑時,通常稱為過濾。隨著工業的發展,過濾介質逐漸由天然材料棉花過濾到玻璃纖維、細玻璃纖維和其他澆結材料的過濾介質及微孔超濾膜的過濾。目前,在許多發酵工廠運用膜材質進行空氣,獲得了較好的效果。
固體發酵罐
固體發酵罐主要由罐體、夾套、攪拌系統三大系統構成,另設夾套或盤管、傳動裝置、軸封裝置、保溫介質、支撐、發酵專用取樣放料閥、冷卻液進出口、溫度傳感器接口、PH自動控制系統、壓力傳感器、空氣呼吸器、CIP接口等組件。
目錄
1 介紹
2 設備形式
3 設備系列
4 加熱與冷卻方式
5 攪拌方式
6 控制形式
7 罐體材料
8 自動控制參數
9 手動控制參數
介紹編輯
采用新型立式配置,方便觀察物料,出料干凈,自帶脈動降溫系統,真空干燥系統適用于小型試驗和大型生產
設備形式
臥式固體發酵罐,立式多層發酵箱
設備系列
固體發酵罐10L~5立方米;固體發酵箱0.1立方米~10立方米
加熱與冷卻方式
夾套換熱,蒸汽加熱和冷水降溫
攪拌方式
轉軸式,轉筒式,
控制形式
自動控制(手控)
罐體材料
不銹鋼316L/304
自動控制參數
溫度、轉速、濕度
手動控制參數編輯
空氣流量、壓力