随着分子生物工程的不断发展,已经为优良***的选育提供了更为广阔的天地,用***重组***取代,改良原有的柠檬酸、青******已见诸报道。
***工程手段改造传统的发酵工业,已经不是遥遥无期的事,如果我们不努力攻关,分子生物工程技术优势很可能在新一轮的竞争中失去。随着发酵罐的日益大型 化,它与手工麸曲制备的矛盾越来越突出,如何实现麸曲制备的工业化,或代之以孢子粉,是多年未能突破的难题。自然,***为理想的是制成孢子粉或采用固定化技 术,只是技术难度很高。目前更为现实的,是以固体发酵改变落后的麸曲制备工艺。现在固体发酵罐早已问世,已有应用生物制药、酶制剂、制曲等工业的报道。如一种立式多层固体发酵罐, 投料前进行空罐灭菌。物料从顶部加料孔进入,然后进行蒸煮、灭菌,物料降温通过内蛇管、外夹套冷却,罐底进入无菌空气,从罐顶排出,达到通气、恒温要求, 采用轴向搅拌翻料,发酵罐容积范围为0 .5~10m3。另一种华东理工大学的智能生物发酵罐全容量为50L~5000L, 采用外罐体转动的搅拌方式,物料在罐体内边翻滚边进行蒸汽灭菌,通过进气调节罐内温度和湿度,转速为0~30rmp ,均为不锈钢结构。用这类固态发酵罐来改革我们传统的麸曲制备工艺,成功的希望应该是很大的。
发酵罐冷却面积与搅拌
酵工艺由小种量一次性糖发酵改变为大种量流加糖发酵;种量比过去增加4-6倍,发酵高峰发烧量显著增加,发酵罐冷却面积需相应增加,在未采用冷冻水冷却情况下,冷却面积设置一般为发酵罐体积1.5-1.8倍为宜。冷却管布置可由内列管,内盘管和罐壁外盘管根据发酵罐大小和冷却水质情况,进行不同组合排布。公道利用罐体空间,知足发酵冷却需要,同时节约水资源。
搅拌档数:传统发酵罐搅拌大多为多档搅拌,以达到发酵溶氧要求。但有关试验得出,知足发酵液中溶氧水平,主要取决于发酵罐底档搅拌气液混合效果。经改进搅拌器结构形式,在罐底部负气液充分混合,负气泡直径微型化,达到乳化状态,进步溶解氧。这样搅拌档数可减少,由三挡、四档减至二档或一档。也能知足发酵要求,使电耗大幅度下降,节电30%-50%。
搅拌器结构:传统搅拌器一般为三弯叶、四弯叶和六弯叶轮。为使发酵液溶解氧水平进步,搅拌叶轮,从少叶向多叶(八弯叶、十弯叶等)设计,叶片设计成既有径向流又有轴向流的混合流型复合式叶片,以进步混合乳化强度,利于发酵出产。
特殊混合器:利用压缩空气的推动力开释能量,负气液混合乳化,进步溶氧,节约能源。目前已有类型:
(1)喷环式射流混合器;
(2)旋流式混合器;
(3)静混合器等,对发酵产出、节能均有较好效果。
发酵罐的设计原则:
发酵罐由若干零部件组合构成。对于可能与工艺物料接触的零部件,在设计时需要考虑可以清洗和对生物负荷的控制。发酵罐的洁净和无菌设计需要考虑系统的生物安全等级要求。发酵罐在进行生物反应器设计时,需遵从***卫生机构规定的生物安全等级要求,而遵从生物安全等级要求需基于微生物、工艺、产品以及使用者的选择。对于特定的生物安全等级要求,需在生物反应器的部件设计时考虑到某些特殊工况(如蒸汽保压)。如果发酵罐是用于培养具有生物危害性的有机物,则需采取措施,在CIP之前净化物料接触表面,或***及净化CIP用过的流体。发酵罐罐体应根据业主提供的设计参数确定压力、真空度以及温度等级。罐体需根据当地的法令、规程及标准进行设计制造、测试、检查和盖章验收。
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