发酵罐,指工业上用来进行微生物发酵的装置。其主体一般为用不锈钢板制成的主式圆筒,其容积在1m³至数百m³。在设计和加工中应注意结构严密,合理。
能耐受蒸汽灭菌、有一定操作弹性、内部附件尽量减少(避免死角)、物料与能量传递性能强,并可进行一定调节以便于清洗、减少污染,适合于多种产品的生产以及减少能量消耗。用于厌气发酵(如生产酒精、溶剂)的发酵罐结构可以较简单。用于好气发酵(如生产抗生素、氨基酸、有机酸、维生素等)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。
乳制品、酒类发酵过程是一个无菌、无污染的过程,发酵罐采用了无菌系统,避免和防止了空气中微生物的污染,大大延长了产品的保质期和产品的纯正,罐体上特别设计安装了无菌呼吸气孔或无菌正压发酵系统。罐体上设有米洛板或迷宫式夹套,可通入加热或冷却介质来进行循环加热或冷却。发酵罐的容量由300-15000L多种不同规格。发酵罐按使用范围可分为实验室小型发酵罐、中试生产发酵罐、大型发酵罐等。
广泛应用于乳制品、饮料生物工程、制药、精线化工等行业,乳制品和酒类进行发酵处理。生物发酵罐方面,常用的发酵罐设备是机械搅拌式发酵,其杀菌效果的好坏直接影响到发酵是否能正常进行。
生物发酵罐工作原理
生物发酵罐利用空气喷嘴喷出高速的空气,空气以气泡式分散于液体中,在通气的一侧,液体平均密度下降,在不通气的一侧,液体密度较大,因而产生与通气侧的液体产生密度差,从而形成发酵罐内液体的环流。
生物发酵罐有多种形式,,较常见的有内循环管式,外循环管式、拉力筒式和垂直隔板式等。外循环式的循环管设计在罐体外部,内循环管是两根,设计罐体内部。在生物发酵罐中,罐内液面不高于循环管出口,且不低于环流出口。生物发酵罐的优点是能耗低,液体中的煎切作用小,结构简单。在同样的能耗下,其氧传递能力比普通发酵罐要高得多。
发酵罐产业在迅速发展,以生物发酵罐作为高新技术的产品逐渐改变了传统高污染、高耗能的生产模式,并将发酵技术和现代生物技术相结合。据了解,生物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。
生物发酵罐的罐体尺寸通常从50L到5000L不等,可以根据使用者的要求立定制。一般生物发酵罐都是立式的,带有标准的夹套,以及平圆的涡轮搅拌装置。生物发酵罐一般都采用不锈钢316L材质,也有时候采用304材质。
生物发酵罐采用的设计压力一般有通常形式的,如果有要求,可以按照要求作出的设计。通常情况下,内筒的设计压力是0.25MPA,夹套设计的压力则在0.33Mpa。生物发酵罐一般都是表面机械抛光,ra小于等于0.35,表面上下封头采用抛光操作。内筒内部采用的亚光处理。
发酵罐正跟着时代的发展而不断升级。从传统的发酵产业到现代发酵产业,再到微生物工程,它不仅成为生物技术工业的重要支柱,而且和基因工程技术的结合更让它如虎添翼。未来,发酵罐将得到更广泛的应用,客户们也应对其进行更为合理和科学地应用。发酵罐(ALR)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、溶氧效率高、能耗低等优点。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。而鼓泡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。利用空气喷嘴喷出高速的空气,空气以气泡式分散于液体中,在通气的一侧,液体平均密度下降,在不通气的一侧,液体密度较大,因而产生与通气侧的液体产生密度差,从而形成发酵罐内液体的环流。气升式发酵罐有多种形式,,较常见的有内循环管式,外循环管式、拉力筒式和垂直隔板式。外循环式的循环管设计在罐体外部,内循环管是两根,设计罐体内部。在气升式发酵罐中,循环管的高度一般不高于。罐内液面不高于循环管出口,且不低于环流出口。
实验室规模的发酵罐一般为每个反应容器配置四路蠕动泵,一般选用固定转速型蠕动泵OEM产品,控制系统通过控制蠕动泵启停时间控制添加量,典型产品是兰格的G*&TH15-12-A。其中两路蠕动泵添加酸、碱:控制系统通过PH值监测、添加酸或碱的闭环控制,将反应环境的PH值控制在设定目标值。
一路蠕动泵添加消泡剂:控制系统通过泡沫监测、添加消泡剂的闭环控制,将反应环境的泡沫量控制在设定目标值。
另一路蠕动泵则添加培养基:控制系统通过营养水平监测、添加营养试剂的闭环控制,将反应环境的营养水平控制在设定目标值。
实验室小型发酵罐发酵实验时的挑战
在进行发酵罐发酵试验时,发酵培养基是供菌种生长、繁殖和合成产物之用。它既要使种子接种后能迅速生长,达到一定的菌丝浓度,又要使长好的菌体能迅速合成需产物。因此,要求发酵培养基的组成应丰富、完全,碳、氮源要注意和迟效的互相搭配,少用营养,多加迟效营养;还要考虑适当的碳氮比,加缓冲剂稳定pH值;并且还要有菌体生长所需的生长因子和产物合成所需要的元素、前体和促进剂等。除有菌体生长所必需的元素和化合物外,还要有产物所需的特定元素、前体和促进剂等。但若因生长和生物合成产物需要的总的碳源、氮源、磷源等的浓度太高,或生长和合成两阶段各需的条件要求不同时,则可考虑培养基用分批补料来加以满足。
该设备可广泛用于抗生素、氨基酸、酶制剂、维生素、有机酸等好氧性发酵过程。在化工方面可用于气-液、气-液-固反应过程。在环保方面可用于污水处理。目前该设备在国内用于谷氨酸、抗生素、黄原胶、糖化酶、柠檬酸生产,设备体积已达到140m3,投入使用后取得了非常显著的经济效益。发酵所必须的空气在静态混合元件内外上下流动,带动发酵液循环,促进气-液充分混合。发酵罐产业在迅速发展,以生物发酵罐作为高新技术的产品逐渐改变了传统高污染、高耗能的生产模式,并将发酵技术和现代生物技术相结合。据了解,生物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。
生物发酵罐的罐体尺寸通常从50L到5000L不等,可以根据使用者的要求立定制。一般生物发酵罐都是立式的,带有标准的夹套,以及平圆的涡轮搅拌装置。生物发酵罐一般都采用不锈钢316L材质,也有时候采用304材质。
生物发酵罐采用的设计压力一般有通常形式的,如果有要求,可以按照要求作出的设计。通常情况下,内筒的设计压力是0.25MPA,夹套设计的压力则在0.33Mpa。生物发酵罐一般都是表面机械抛光,ra小于等于0.35,表面上下封头采用抛光操作。内筒内部采用的亚光处理。
主要用于酒、饮料与各种配料搅拌均匀后进行发酵,是制造酒类、饮料不可缺少的发酵设备,根据葡萄酒、果酒的不同发酵工艺要求配备不同的发酵罐,可选配水冷式冷冻机组,板式杀菌机/管式杀菌机,发酵罐,冷冻罐,储酒罐,水处理系统等组成果酒的发酵储藏系统,特别适合院校企业实验室使用。
公称容积:5L、10L、20L、30L、50L、70L、100L、200L、300L、500L、800L、1000L-1500L。
装液系数:≥70%
罐体配置:不锈钢材质316L/304材质;夹套控温,优化导流设计;内表面抛光,Ra≤0.6μm;外表面抛光或亚光处理;大视角长条视镜,pH电、DO电、温度电接口齐备;罐盖配有火焰接种口和补料备用接口等。
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