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發酵罐的原理|結構|使用方法

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發酵罐是發酵的核心設備,為發酵過程提供良好的反應環境。發酵罐結構主要包括反應容器和控制系統兩大部分,反應容器提供發酵過程的反應環境,控制系統將反應環境控制在設定目標值。一般認為:500L以下的是實驗室規模的發酵罐,500L以上是生產規模的發酵罐。實驗室發酵罐發酵是工業發酵罐發酵的原型和基礎,為生產規模的發酵罐運行提供數據信息,包括:種子的驗證、培養基配方的篩選、工藝參數的優化等。

發酵罐
發酵罐染菌因素及預防

發酵罐染菌因素及預防

  在發酵罐及其附屬設備(空氣凈化系統,溫度、壓力流量等控制系統及相應的管道閥門)中,哪一個環節出現問題都可能造成發酵失敗。因此,應樹立“預防為主”的觀念,從設...[查看全部]

發酵罐的原理|發展現狀

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  發酵罐是發酵的核心設備,為發酵過程提供良好的反應環境。廣泛應用于抗生素、氨基酸、酶制劑、維生素、等好氧性發酵的過程。在化工方面可用于氣-液、氣-液-固的反應過程。此外,在環保方面發酵罐可用于污水處理。

發酵罐的工作原理

  發酵罐是利用機械攪拌攪拌物料產生軸向和徑向流動,從而使罐內物料混合良好,液體中的固形物保持懸浮狀態,有利于固體和營養物質充分接觸,便于營養吸收。

  另一方面,發酵罐利用浸在發酵液中的轉子迅速旋轉,導致液體和空氣在離心力的作用下向外邊緣運動,慢慢會導致轉子附近的壓力越來越大,所以通用式發酵罐轉子的轉子變的更快了。由于轉子的空膛與大氣相通,發酵罐外的空氣通過過濾器不斷地被吸入,隨即甩向葉輪外緣,再通過異向葉輪使氣液均勻分布甩出。

  轉子的攪拌,又使氣液在葉輪周圍形成強烈的混合流,空氣泡被粉碎,氣液充分混合。增加氣液接觸面積,提高氣液間的傳質速率,加強氧的傳遞效果及消除泡沫。同時通入無菌空氣維持菌體氧氣需要,滿足好氧菌的生長發酵發酵罐的工作原理。

發酵罐的工作原理.jpg

發酵罐的發展現狀

  發酵罐持續的科技進步和技術創新使得發酵產業在世界上的地位不斷得到鞏固和提升,作為國家戰略性產業的重要組成部分,發酵產業不僅為食品、醫藥工業做出了重要貢獻,還為飼料、能源等行業提供了有力支撐。發酵罐產業前景看好的同時也帶動了相關企業的發展。

  發酵罐產業在迅速發展,以發酵罐作為高新技術的產品逐漸改變了傳統工業高污染、高耗能的生產模式,并將發酵技術和現代生物技術相結合。發酵罐是用來進行微生物發酵的裝置,它可通過優化微生物的發酵條件來提高發酵效率。根據所培養微生物的好氧和厭氧性,發酵罐可分為好氧型與厭氧型。

  發酵罐的主要作用是使氣體在液相中很好發地分散開來,使物料混合更均勻,讓不均勻的另一液均勻懸浮或充分乳化;使固體顆粒能夠在液相中均勻懸浮,此外,還有強化傳熱,強化相間的傳質作用。

  目前,發酵罐廣泛應

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發酵罐的結構

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  發酵罐通過采用優化設計,運用新材料及相應的先進設備制造而成,具有外形美觀、重量輕、移動方便、操作簡單及轉速穩定、準確、可靠等優點;是科研單位、實驗室、企業、等單位用于生物制品的及研究的理想設備。

發酵罐的主體結構

  發酵罐主要由內外兩層罐體構成。其中,外筒工作時加入水,下接有加熱管和熱電偶,可以把水加熱并保持到預期的溫度;內筒工作時從上加入培養基和菌種。利用內層筒體進行傳熱雖然會降低熱效率,但這樣既可以防止培養基因達到沸點而沸騰起來,又可防止加熱管直接加熱到菌絲而造成菌體死亡。

發酵罐的主體結構.jpg

發酵罐的具體結構

  1、外筒

  發酵罐外筒是作為水的容器,對它的主要要求是有一定的強度和剛度,能夠承受加熱時產生的飽和蒸汽的壓力而不破壞、能承受住容器和水的重力而不產生過大的變形。其中,強度是最主要的問題。

  2、內筒

  發酵罐內筒只有下端采用了封頭,上端與外筒的上封頭焊接在一起。對于壓力容器而言,這種焊接方式會產生巨大的附加應力,受力情況較差相當于舊式的無折邊錐形封頭和球面形封頭。但是由于內外筒工作中溫度相關不大,物料相近。所以內筒幾乎不受力,無需考慮強度闖題。

  發酵罐內筒的材料應選擇不銹鋼。因為內筒工作時接觸菌種,如果有銹的話,會污染菌種。

  3、液位計

  發酵罐液位計的作用是觀察外筒的水位高低,一般用玻璃管式液位計。

  4、加料口

  發酵罐加料口與內筒相連。為了加入菌種的滅菌效果,直徑一般不大,且要求有良好的密封,一般使用焊接短接管并加工外螺紋,上配以旋蓋。

  5、放氣閥

  發酵罐在加熱過程中會有大量的水蒸汽產生從而使筒內壓力持續升高,物料的沸點也會隨之上升造成過熱,所以需要開啟放氣閥放氣。放氣閥采用銅制或不銹鋼制球閥,因為這樣開、閉都比較迅速,而且不會生銹造成污染。

  6、安全閥

  發酵罐內筒的物料含有大量固體顆粒且在加熱時易起泡,有可能會造成放氣閥的堵塞,所以需要設置安全閥。安全閥的開啟

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發酵罐的使用方法|維護保養|注意事項

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  發酵罐作為培養微生物或細胞的封閉容器或生物反應裝置,是進行物料發酵的特殊設備,可用于研究、分析或生產。但發酵罐在使用的過程中,必須正確操作,否則對發酵罐以及培養的微生物等均會造成不良的影響。

發酵罐的使用方法

  1、發酵罐使用前,發酵罐內須用淡熱水清洗干凈,然后用蒸汽消毒,物料漿液由固定在缸蓋上的物料管進入缸內,或開啟缸蓋倒入,物料不宜裝得太滿,以免物料被攪拌時外濺,造成環境不衛生或損失。

  2、加熱方法:加熱時必須關閉冷媒進管閥門,放進夾套內的剩余冷媒,再輸入物料,開啟攪拌器,然后開啟蒸汽閥門。

  3、到達所需溫度后,應先關閉蒸汽閥門,過2-3分鐘后,再關閉攪拌器。

  4、冷卻方法:關閉發酵罐蒸汽閥門,放盡夾套剩余蒸汽冷凝水,再開發酵罐罐底冷媒閥門。使冷媒從夾套通過,降低罐內物料的溫度。

  5、保溫:根據所需溫度,開動攪拌器,調整閥門,保持溫度,(注意溫度表),以便達到保溫之目的。

發酵罐的使用方法.jpg

發酵罐的維護保養

  1、發酵罐的精密過濾器,一般使用期限為半年。如果過濾阻力太大或失去過濾能力致影響正常工作,則需清洗或更換。

  2、清洗發酵罐時,應用軟毛刷進行刷洗,不要用硬器刮擦,以免損傷發酵罐的表面。

  3、發酵罐配套儀表應每年應當校驗一次,以確保能正常使用。

  4、發酵罐的電器、儀表、傳感器等電氣設備嚴禁直接與水、汽接觸,防止受潮。

  5、發酵罐停止使用時,應及時清洗干凈,排盡發酵罐及各管道中的余水;松開發酵罐罐蓋及手孔螺絲,防止密封圈產生永久變形。

  6、發酵罐的操作平臺、恒溫水箱等碳鋼設備應定期(一般一年一次)刷油漆,防止銹蝕。

  7、經常檢查減速器油位,如果潤滑油不夠,需及時增加。

  8、定期更換減速器潤滑油,延長其使用壽命。

  9、如果發酵罐暫時不用,則需對發酵罐進行空消,并排盡罐內及各管道內的余水。

發酵罐使用注意事項

  1、必須確保發酵罐的所有單件設備能正常運行時,使用發酵系

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發酵罐的常見品牌|選購指南

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  發酵罐是發酵的核心設備,為發酵過程提供良好的反應環境。發酵罐結構主要包括反應容器和控制系統兩大部分,反應容器提供發酵過程的反應環境,控制系統將反應環境控制在設定目標值。

發酵罐的常見品牌

  德國貝朗發酵罐

  德國貝朗(BiostatB)發酵罐的結構緊湊、罐體可高壓滅菌、有數字檢測和控制單元的臺式,基本設置有一般發酵過程所必需的所有探頭和附件,其罐體工作體積分別為2升、5升或10升。

  BiostatB發酵罐適用于科研和生產。它的主機部分和數字控制單元集于一箱體,以縮小占用的試驗臺操作面。標準化數字控制單元的控制參數包括溫度、攪拌轉速、pH、溶氧、泡沫和液面水平。

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  美國NBS發酵罐

  作為國際上著名的生物反應器生產廠家,是唯一能夠向客戶提供全面的微生物培養、植物細胞培養和動物細胞培養技術支持的公司,可向廣大用戶提供從實驗室到中試和生產用的微生物、動物細胞、植物細胞培養的個系列發酵罐系統。NBS公司本部擁有自己獨立的細胞培養實驗室和微生物發酵實驗室,同時可向客戶提供設備使用技術和培養技術的服務。

  BioFlo110型發酵罐:是一種模塊化的、組合式的高效微生物/細胞反應器,一臺主控制器可以控制最多4套反應罐體同時工作,并可按實際需要提供微生物、動物細胞、植物細胞培養。發酵罐總體積范圍有:1.3L、3L、7.5L、14L。

  BioFlo310型發酵罐:配置完善的標準型微生物/細胞反應器,具有微生物反應罐體或細胞反應罐體,其控制系統相應的內置微生物培養和細胞培養二套不同的控制軟件,合理的攪拌槳和罐體形狀設計使得系統的傳氧速率很高。對植物細胞培養,可配備相應的光照系統。發酵罐總體積范圍有:2.2L、5L、7.5L、14L。

  BioFlo410型發酵罐:可在位滅菌微生物/細胞反應器,具有蒸汽發生裝置,磁力驅動攪拌,不易染菌,升溫/降溫快速,適用于溫度誘導型培養,具有大型彩色觸摸

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發酵罐染菌因素及預防

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  在發酵罐及其附屬設備(空氣凈化系統,溫度、壓力流量等控制系統及相應的管道閥門)中,哪一個環節出現問題都可能造成發酵失敗。因此,應樹立“預防為主”的觀念,從設備入手杜絕可能引起發酵染菌的各種隱患。

保證發酵罐密封性

  發酵罐是發酵生產的主要設備。在使用之前,需要對發酵罐進行認真檢查,如檢查其攪拌系統轉動有無異常,機械密封是否嚴密,罐內的螺絲是否松動,罐內的管道有無堵塞,夾層或罐內盤管是否泄漏,以及罐體連接閥門是否嚴密等。

  目前,機械密封在發酵罐上得到廣泛應用,其取代了以前攪拌軸的填料密封形式,但是如果安裝精度不高或選用的機械密封系統不合適,仍然會發生軸封泄露,造成染菌。因此,在安裝攪拌軸時要注意對中。

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去除發酵罐的視鏡沖洗管道

  為了便于觀察發酵罐內的發酵情況,在大型發酵罐內一般都設置了沖洗視鏡的蒸汽管道。但是,蒸汽一旦冷凝在管道中,就無法完全保證冷凝水的無菌,因此應該去除沖洗視鏡的蒸汽管道,減少染菌隱患。如果因罐內霧氣大看不清楚,可以采用更高亮度的視鏡燈。

發酵罐使用PVDF膜

  傳統的空氣凈化系統使用活性炭、棉花、超細玻璃纖維紙作為過濾芯,其過濾效果差,且操作復雜。目前,國內的膜過濾技術已比較成熟,如用偏二氟乙烯(PVDF)制成的折疊微孔濾膜濾芯不僅過濾精度高,且流量大。

  發酵罐使用時技術人員只要注意對過濾器前壓縮空氣進行除濕脫油,并按規范對過濾器進行滅菌,即可保證空氣無菌。另外,由于PVDF膜對壓縮空氣中的水分不敏感,膜本身的疏水性強,因此可解決以往當空氣濕度過大時棉花過濾器等不能使用的問題。

定期檢測發酵罐的監控系統

  對發酵培養基進行徹底的滅菌處理是利用高溫過飽和蒸汽使各種細菌、真菌蛋白質凝固而死亡。在醫藥工業滅菌中,對預熱時間、蒸汽閥門的開度、滅菌溫度、滅菌壓力和泡沫控制等都有嚴格要求,其中任何一個環節出現問題都很容易導致染菌。

  一般工業上滅菌溫度在110℃,滅

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