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发酵罐的原理|结构|使用方法

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发酵罐是发酵的核心设备,为发酵过程提供良好的反应环境。发酵罐结构主要包括反应容器和控制系统两大部分,反应容器提供发酵过程的反应环境,控制系统将反应环境控制在设定目标值。一般认为:500L以下的是实验室规模的发酵罐,500L以上是生产规模的发酵罐。实验室发酵罐发酵是工业发酵罐发酵的原型和基础,为生产规模的发酵罐运行提供数据信息,包括:种子的验证、培养基配方的筛选、工艺参数的优化等。

发酵罐
发酵罐染菌因素及预防

发酵罐染菌因素及预防

  在发酵罐及其附属设备(空气净化系统,温度、压力流量等控制系统及相应的管道阀门)中,哪一个环节出现问题都可能造成发酵失败。因此,应树立“预防为主”的观念,从设...[查看全部]

发酵罐的原理|发展现状

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  发酵罐是发酵的核心设备,为发酵过程提供良好的反应环境。广泛应用于抗生素、氨基酸、酶制剂、维生素、等好氧性发酵的过程。在化工方面可用于气-液、气-液-固的反应过程。此外,在环保方面发酵罐可用于污水处理。

发酵罐的工作原理

  发酵罐是利用机械搅拌搅拌物料产生轴向和径向流动,从而使罐内物料混合良好,液体中的固形物保持悬浮状态,有利于固体和营养物质充分接触,便于营养吸收。

  另一方面,发酵罐利用浸在发酵液中的转子迅速旋转,导致液体和空气在离心力的作用下向外边缘运动,慢慢会导致转子附近的压力越来越大,所以通用式发酵罐转子的转子变的更快了。由于转子的空膛与大气相通,发酵罐外的空气通过过滤器不断地被吸入,随即甩向叶轮外缘,再通过异向叶轮使气液均匀分布甩出。

  转子的搅拌,又使气液在叶轮周围形成强烈的混合流,空气泡被粉碎,气液充分混合。增加气液接触面积,提高气液间的传质速率,加强氧的传递效果及消除泡沫。同时通入无菌空气维持菌体氧气需要,满足好氧菌的生长发酵发酵罐的工作原理。

发酵罐的工作原理.jpg

发酵罐的发展现状

  发酵罐持续的科技进步和技术创新使得发酵产业在世界上的地位不断得到巩固和提升,作为国家战略性产业的重要组成部分,发酵产业不仅为食品、医药工业做出了重要贡献,还为饲料、能源等行业提供了有力支撑。发酵罐产业前景看好的同时也带动了相关企业的发展。

  发酵罐产业在迅速发展,以发酵罐作为高新技术的产品逐渐改变了传统工业高污染、高耗能的生产模式,并将发酵技术和现代生物技术相结合。发酵罐是用来进行微生物发酵的装置,它可通过优化微生物的发酵条件来提高发酵效率。根据所培养微生物的好氧和厌氧性,发酵罐可分为好氧型与厌氧型。

  发酵罐的主要作用是使气体在液相中很好发地分散开来,使物料混合更均匀,让不均匀的另一液均匀悬浮或充分乳化;使固体颗粒能够在液相中均匀悬浮,此外,还有强化传热,强化相间的传质作用。

  目前,发酵罐广泛应

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发酵罐的结构

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  发酵罐通过采用优化设计,运用新材料及相应的先进设备制造而成,具有外形美观、重量轻、移动方便、操作简单及转速稳定、准确、可靠等优点;是科研单位、实验室、企业、等单位用于生物制品的及研究的理想设备。

发酵罐的主体结构

  发酵罐主要由内外两层罐体构成。其中,外筒工作时加入水,下接有加热管和热电偶,可以把水加热并保持到预期的温度;内筒工作时从上加入培养基和菌种。利用内层筒体进行传热虽然会降低热效率,但这样既可以防止培养基因达到沸点而沸腾起来,又可防止加热管直接加热到菌丝而造成菌体死亡。

发酵罐的主体结构.jpg

发酵罐的具体结构

  1、外筒

  发酵罐外筒是作为水的容器,对它的主要要求是有一定的强度和刚度,能够承受加热时产生的饱和蒸汽的压力而不破坏、能承受住容器和水的重力而不产生过大的变形。其中,强度是最主要的问题。

  2、内筒

  发酵罐内筒只有下端采用了封头,上端与外筒的上封头焊接在一起。对于压力容器而言,这种焊接方式会产生巨大的附加应力,受力情况较差相当于旧式的无折边锥形封头和球面形封头。但是由于内外筒工作中温度相关不大,物料相近。所以内筒几乎不受力,无需考虑强度闯题。

  发酵罐内筒的材料应选择不锈钢。因为内筒工作时接触菌种,如果有锈的话,会污染菌种。

  3、液位计

  发酵罐液位计的作用是观察外筒的水位高低,一般用玻璃管式液位计。

  4、加料口

  发酵罐加料口与内筒相连。为了加入菌种的灭菌效果,直径一般不大,且要求有良好的密封,一般使用焊接短接管并加工外螺纹,上配以旋盖。

  5、放气阀

  发酵罐在加热过程中会有大量的水蒸汽产生从而使筒内压力持续升高,物料的沸点也会随之上升造成过热,所以需要开启放气阀放气。放气阀采用铜制或不锈钢制球阀,因为这样开、闭都比较迅速,而且不会生锈造成污染。

  6、安全阀

  发酵罐内筒的物料含有大量固体颗粒且在加热时易起泡,有可能会造成放气阀的堵塞,所以需要设置安全阀。安全阀的开启

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发酵罐的使用方法|维护保养|注意事项

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  发酵罐作为培养微生物或细胞的封闭容器或生物反应装置,是进行物料发酵的特殊设备,可用于研究、分析或生产。但发酵罐在使用的过程中,必须正确操作,否则对发酵罐以及培养的微生物等均会造成不良的影响。

发酵罐的使用方法

  1、发酵罐使用前,发酵罐内须用淡热水清洗干净,然后用蒸汽消毒,物料浆液由固定在缸盖上的物料管进入缸内,或开启缸盖倒入,物料不宜装得太满,以免物料被搅拌时外溅,造成环境不卫生或损失。

  2、加热方法:加热时必须关闭冷媒进管阀门,放进夹套内的剩余冷媒,再输入物料,开启搅拌器,然后开启蒸汽阀门。

  3、到达所需温度后,应先关闭蒸汽阀门,过2-3分钟后,再关闭搅拌器。

  4、冷却方法:关闭发酵罐蒸汽阀门,放尽夹套剩余蒸汽冷凝水,再开发酵罐罐底冷媒阀门。使冷媒从夹套通过,降低罐内物料的温度。

  5、保温:根据所需温度,开动搅拌器,调整阀门,保持温度,(注意温度表),以便达到保温之目的。

发酵罐的使用方法.jpg

发酵罐的维护保养

  1、发酵罐的精密过滤器,一般使用期限为半年。如果过滤阻力太大或失去过滤能力致影响正常工作,则需清洗或更换。

  2、清洗发酵罐时,应用软毛刷进行刷洗,不要用硬器刮擦,以免损伤发酵罐的表面。

  3、发酵罐配套仪表应每年应当校验一次,以确保能正常使用。

  4、发酵罐的电器、仪表、传感器等电气设备严禁直接与水、汽接触,防止受潮。

  5、发酵罐停止使用时,应及时清洗干净,排尽发酵罐及各管道中的余水;松开发酵罐罐盖及手孔螺丝,防止密封圈产生永久变形。

  6、发酵罐的操作平台、恒温水箱等碳钢设备应定期(一般一年一次)刷油漆,防止锈蚀。

  7、经常检查减速器油位,如果润滑油不够,需及时增加。

  8、定期更换减速器润滑油,延长其使用寿命。

  9、如果发酵罐暂时不用,则需对发酵罐进行空消,并排尽罐内及各管道内的余水。

发酵罐使用注意事项

  1、必须确保发酵罐的所有单件设备能正常运行时,使用发酵系

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发酵罐的常见品牌|选购指南

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  发酵罐是发酵的核心设备,为发酵过程提供良好的反应环境。发酵罐结构主要包括反应容器和控制系统两大部分,反应容器提供发酵过程的反应环境,控制系统将反应环境控制在设定目标值。

发酵罐的常见品牌

  德国贝朗发酵罐

  德国贝朗(BiostatB)发酵罐的结构紧凑、罐体可高压灭菌、有数字检测和控制单元的台式,基本设置有一般发酵过程所必需的所有探头和附件,其罐体工作体积分别为2升、5升或10升。

  BiostatB发酵罐适用于科研和生产。它的主机部分和数字控制单元集于一箱体,以缩小占用的试验台操作面。标准化数字控制单元的控制参数包括温度、搅拌转速、pH、溶氧、泡沫和液面水平。

发酵罐的常见品牌.jpg

  美国NBS发酵罐

  作为国际上著名的生物反应器生产厂家,是唯一能够向客户提供全面的微生物培养、植物细胞培养和动物细胞培养技术支持的公司,可向广大用户提供从实验室到中试和生产用的微生物、动物细胞、植物细胞培养的个系列发酵罐系统。NBS公司本部拥有自己独立的细胞培养实验室和微生物发酵实验室,同时可向客户提供设备使用技术和培养技术的服务。

  BioFlo110型发酵罐:是一种模块化的、组合式的高效微生物/细胞反应器,一台主控制器可以控制最多4套反应罐体同时工作,并可按实际需要提供微生物、动物细胞、植物细胞培养。发酵罐总体积范围有:1.3L、3L、7.5L、14L。

  BioFlo310型发酵罐:配置完善的标准型微生物/细胞反应器,具有微生物反应罐体或细胞反应罐体,其控制系统相应的内置微生物培养和细胞培养二套不同的控制软件,合理的搅拌桨和罐体形状设计使得系统的传氧速率很高。对植物细胞培养,可配备相应的光照系统。发酵罐总体积范围有:2.2L、5L、7.5L、14L。

  BioFlo410型发酵罐:可在位灭菌微生物/细胞反应器,具有蒸汽发生装置,磁力驱动搅拌,不易染菌,升温/降温快速,适用于温度诱导型培养,具有大型彩色触摸

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发酵罐染菌因素及预防

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  在发酵罐及其附属设备(空气净化系统,温度、压力流量等控制系统及相应的管道阀门)中,哪一个环节出现问题都可能造成发酵失败。因此,应树立“预防为主”的观念,从设备入手杜绝可能引起发酵染菌的各种隐患。

保证发酵罐密封性

  发酵罐是发酵生产的主要设备。在使用之前,需要对发酵罐进行认真检查,如检查其搅拌系统转动有无异常,机械密封是否严密,罐内的螺丝是否松动,罐内的管道有无堵塞,夹层或罐内盘管是否泄漏,以及罐体连接阀门是否严密等。

  目前,机械密封在发酵罐上得到广泛应用,其取代了以前搅拌轴的填料密封形式,但是如果安装精度不高或选用的机械密封系统不合适,仍然会发生轴封泄露,造成染菌。因此,在安装搅拌轴时要注意对中。

发酵罐染菌因素及预防.jpg

去除发酵罐的视镜冲洗管道

  为了便于观察发酵罐内的发酵情况,在大型发酵罐内一般都设置了冲洗视镜的蒸汽管道。但是,蒸汽一旦冷凝在管道中,就无法完全保证冷凝水的无菌,因此应该去除冲洗视镜的蒸汽管道,减少染菌隐患。如果因罐内雾气大看不清楚,可以采用更高亮度的视镜灯。

发酵罐使用PVDF膜

  传统的空气净化系统使用活性炭、棉花、超细玻璃纤维纸作为过滤芯,其过滤效果差,且操作复杂。目前,国内的膜过滤技术已比较成熟,如用偏二氟乙烯(PVDF)制成的折叠微孔滤膜滤芯不仅过滤精度高,且流量大。

  发酵罐使用时技术人员只要注意对过滤器前压缩空气进行除湿脱油,并按规范对过滤器进行灭菌,即可保证空气无菌。另外,由于PVDF膜对压缩空气中的水分不敏感,膜本身的疏水性强,因此可解决以往当空气湿度过大时棉花过滤器等不能使用的问题。

定期检测发酵罐的监控系统

  对发酵培养基进行彻底的灭菌处理是利用高温过饱和蒸汽使各种细菌、真菌蛋白质凝固而死亡。在医药工业灭菌中,对预热时间、蒸汽阀门的开度、灭菌温度、灭菌压力和泡沫控制等都有严格要求,其中任何一个环节出现问题都很容易导致染菌。

  一般工业上灭菌温度在110℃,灭

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