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。
发酵工程实验室的公用设施
发酵实验室的有效运转需要许多必要的公用设施来供应空气、蒸汽、水、电、煤气等。所需设施的程度取决于发酵研究的规模及其对设施的要求。对于的发酵实验室,所有的设施应能全天供应;对于较小的或多用途实验室,由于一般仅安装少数几个简单的发酵罐,则无须要求很高的公用设施。
空气在发酵实验室中具有多种用途,例如用于发酵罐的通风、水力高压灭菌锅的操作和气体分析仪器的校准。
实验室发酵罐如果没有直接安装空气供应装置,而且置于没有空气供应的实验室中,则可购买与发酵罐相配套的空气泵以向罐中供应空气。隔膜泵是一种较为理想的泵,其容量变化很大,应根据罐的需求来购置。泵必须是无油的,并适合长期连续的使用。隔膜泵较便宜,如果仅需要对1~2个罐供气是可选用的。较大的发酵罐需要更的空气供应装置,这种情况下应购买空气压缩机。所选压缩机的类型及尺寸取决于实验室的情况。压缩机应能满足实验室当前和未来发展的需要。
发酵过程需向发酵罐中不断供给无杂质无菌的洁净空气,因此所用的空气压缩机必须是无油装置。但应注意有些声称产生无油空气的压缩机,并不是真正的无油压缩机。即使在正常运转时,也要防止油进入系统而导致管路及发酵液的污染。如果已安装了这类系统,在压缩机下游的空气管路必须有可靠的保护性过滤器,过滤器应该定期清洗、维修。
、用途及特性:
1、用途:广泛用于食品、乳品、佐料、酿造、饮料、化工、制药等行业,发酵作用。
2、特性:材料均采用316l及sus304不锈钢组成。本设备具有节能、消声、耐酸、耐碱、耐腐蚀、生产力强,清洗和操作方便等优点。
3、罐体大小可定制。如需其他功能可添加。
二、基本结构及安装
1、总体结构:
1)、固定式主要由罐体与支架组成。
2)、罐体内胆及封头由316l不锈钢抛光抛光至ra≤0.28µm,符合gmp标准。
3)、夹套与加强筋由不锈钢板,保温层采用聚胺脂发泡。
4)、夹套中间采用螺旋式加热,夹套冷却。
5)、外包皮2mm厚不锈钢板。
6)、搅拌器与锅盖密封采用机械密封件组成。
7)、罐盖上下连接采用不锈钢螺柱,密封垫片采用氟胶。
8)有液位显示、及取样阀装置。
9)接口采用国际通用标准iso快装卡盘式
10)配有防爆视镜(视镜视灯一体化)、液位计口、空气呼吸口、表盘式温度计、cip清洗口、视镜、sip灭菌口、进出液口、加料口及卫生人孔。
11)三层保温封闭式锥底带搅拌。
2、安装调试:
1)、由于长途运输,先对各连接螺纹进行检查。
2)、对搅拌器应作空车试运转检查,待各传动部件运转正常后,方可投产使用。
三、维护保养:
1、如进气管与出水管接头漏气,当旋紧接头不解决问题时,应添加或更换填料。
2、压力表与安全阀应定期检查,如有故障要及时调换或修理。
3、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。
4、设备停止使用时,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,防止密封圈产生变形。
5、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。
在培养基灭菌之前,通常应先将与罐相连的分空气过滤器用蒸汽灭菌并用空气吹干。实罐灭菌时,先将输料管路内的污水放掉冲净,然后将配制好的培养基泵送至发酵罐(种子罐或料罐)内,同时开动搅拌器进行灭菌。无论与罐连通的管路如何配制,在实行消毒时均应遵循“不进则出”的原则。这样才能保证灭菌彻底,不留死角。灭菌时,总蒸汽管道压力要求不低于0.3~0.35Mpa,使用压力不低于0.2Mpa。
2.空罐灭菌(空消)即发酵罐罐体的灭菌。空消时一般维持罐压0.15~0.2Mpa,罐温125~130℃,保持30~45min;要求总蒸汽压力不低于0.3~0.35Mpa,使用汽压不低于0.25~0.3MPa。生物发酵罐做好消毒是生产中不可忽视的一部分,一定要认真仔细发酵,食品业注意发酵罐的消毒才能保证食品药品的生产规范。采用上悬挂强磁力搅拌系统,无机械密封不易泄漏,底部无针,采用铝合金马达及进口调速器确保转速稳定;搅拌桨、消泡桨,无级调速。罐内件全部安装在罐盖上,维护、清洗十分方便;发酵标准桨,桨片高度可调,亦可根据发酵工艺的要求换不同类型的搅拌桨。马达与罐体分离的设计使罐体重量大大减轻,操作加轻松方便,节省了大量人力。磁力搅拌系统采用永磁材料,特有加工工艺,褪磁,高搅拌转速在发酵罐寿命期限内不会980rpm,在高粘度介质中亦可达到高转速,全自动设定控制范围50~1000rpm±5rpm。
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。在生物发酵罐灭菌之前,通常应先将与生物发酵罐相连的空气过滤器用蒸汽灭菌并用空气吹干。实罐灭菌时,先将输料管路内的污水放掉冲净,然后将配制好的培养基泵送至发酵罐内,同时开动搅拌器进行灭菌。
2、生物发酵罐灭菌,先将各排气阀打开,将蒸汽引入夹套或蛇管进行预热,待罐温升至80~90℃,将排气阀逐渐关小。接着将蒸汽从进气口、排料口、取样口直接通入发酵罐中,使罐温上升到118~120℃,发酵罐罐压维持在0.09~0.1Mpa(表压),并保持30min左右。
3、空发酵罐灭菌即发酵罐罐体的灭菌。空消时一般维持罐压0.15~0.2Mpa,罐温125~130℃,保持30~45min;要求总蒸汽压力不低于0.3~0.35Mpa,使用汽压不低于0.25~0.3MPa。
4、原位灭菌指的是在不改变罐体在生产中的结构进行灭菌,一般采用在线通蒸汽灭菌。离线灭菌可以理解为把发酵罐拆下来灭菌,小型发酵罐可以搬到灭菌箱灭菌。
通气系统:液体深层通气;玻璃转子流量计显示,压力表显,手动阀门调节流量;配备不锈钢外壳的德国sartorius除菌过滤器,过滤精度0.01μm;需外源压缩空气,配备优除水稳压装置,持续稳定供气;可选配质量流量控制器自动控制空气流量。
温度控制:在线检测,数字化设定,自动/手动控制;Pt-100温度探头和数字式温度仪表;内置电加热装置与外源冷却水自动控制温度
溶氧(DO):在线检测,范围0-或0-200%;进口DO电,可高温蒸汽消毒。补料控制:标配1路蠕动泵时间比例流加补料,流加量累积显示、记录。
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