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。
需要非常大的空气吞吐量;
相间混和接触较差;
当循环的有机体和操作条件发生变化时, 底物、营养物和氧的量不能保持一致;
混和与通气是耦合问题, 也即很难在不改变通气的条件下改善混和状况。广泛用于大规模生产单细胞蛋白质。但不适用于高黏度或含大量固体的培养液。与机械搅拌式发酵罐相比节电70%-80%,降低成本。
无菌操作可靠性高,该设备没有动密封装置,无泄露,且设备内无死区,灭菌彻底,染杂菌的机会大幅度减少。
传热和传氧效率高,可满足各种好氧性微生物在任何地区和季节里的发酵生产。
提高产率、转化率,设备机械剪切力对微生物的伤害小,加上溶氧充分、热量移走及时,为微生物提供了一个良好的生长环境,有效地促进了新陈代谢,加速产品积累,使产品的产率和转化率均有明显提高。
容易实现大型化和自动化,设备体积可从0.02m3到200m3,没有制造、安装、操作和维修困难。设备的控制因素比搅拌罐少,容易实现自动化控制。
本设备具有工作噪音小,装料系数高,基本不用维修等特点,设备投资比搅拌罐降低20%左右,另外,在不改变外形尺寸的情况下,可对原有机械搅拌罐进行改造。
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。
一种生物实验发酵罐,其特征在于:包括有外壳,所述外壳
内部设置有发酵仓,所述发酵仓与外壳之间设置有空腔,所述空腔上
设置有进水口和出水口,所述进水口上连有冷却装置,所述冷却装置
上连有水泵,所述水泵与出水口连接,所述发酵仓内部设置有转轴,
所述转轴贯穿外壳底部设置,所述转轴上设置有搅拌叶片和电机,所
述电机上连有太阳能电池板,所述发酵仓底部连有循环泵,所述发酵
仓顶部设置有循环喷嘴,所述循环喷嘴与循环泵相连,所述发酵仓上
设置有温度传感器,所述温度传感器上连有微处理器,所述微处理器
与制冷装置连接。发酵是人类较早接触的一种生物化学反应,通过对具有生物活性的物质(微生物、动植物细胞、酶等)进行大规模的生长培养、从而产生和积累大量人们所需要的代谢产物的过程,称为“发酵”。如今在食品工业、生物和化学工业中均有广泛应用。
其实这些年来,作为流体传输领域佼佼者的兰格精密泵为生命科学做出了不少贡献,特别是在发酵应用方面解决了不少挑战!
发酵罐(或各种各样的反应器)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。实验室的小型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。因此做好实验室小型发酵罐的发酵是今后投入工业生产的必经之路!
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。