发酵罐采用的优点技术选择
1、反应溶液分布均匀:气液固三相的均匀混合与溶液成分的混合分散良好是生物反应器的普遍要求,因其流动、混合与停留时间分布均受到影响。这对需氧生物细胞的生长和产物生成有利。此外,还需避免发酵罐液面生成稳定的泡沫层,以免生物细胞积聚于上而受损害甚至***。
2、较高的溶氧速率和溶氧效率:气升式发酵罐有较高的气含率和比气液接触介面,因而有高传质速率和溶氧效率,且溶氧功耗相对低。
3、剪切力小,对生物细胞损伤小:由于气升式发酵罐没有机械搅拌叶轮,故对细胞的剪切损伤可减至***i低,尤其适合植物细胞及***的培养。
4、传热良好:好气发酵均产生大量的发酵热,气升式发酵罐因液体综合循环速率高,同时便于在外循环管路上加装换热器,以保证除去发酵热以控制适宜的发酵温度。
5、结构简单,易于加工制造
6、操作和维修方便:气升式发酵罐结构较简单,能耗低,操作方便,特别是不易发生机械搅拌轴封容易出现的渗漏染菌问题
发酵罐的操作使用优势简单叙述
发酵罐也是应用***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。气升式反应器有多种类型,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。
而发酵罐则是***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。现以气升环流式反应器为例说明其工作原理。前面已经简单提到气升环式反应器的特点,由于气升环流反应器内没有搅拌器,并且有定向循环流动,故具有多个优点,下面具体说明。
1、反应溶液分布均匀:气液固三相的均匀混合与溶液成分的混合分散良好是生物反应器的普遍要求,因其流动、混合与停留时间分布均受到影响。对许多间歇或连续加料的通气发酵,基质和溶氧尽可能均匀分散,以保证其基质在发酵罐内各处的浓度都落在0.1%~1%范围内,溶解氧为10%一30%。这对需氧生物细胞的生长和产物生成有利。此外,还需避免发酵罐液面生成稳定的泡沫层,以免生物细胞积聚于上而受损害甚至***。还有培养基成分尤其是有淀粉类易沉降的颗粒物料,更应能悬浮分散。气升环流反应器能很好地满足这些要求。
2、较高的溶氧速率和溶氧效率:气升式反应器有较高的气含率和比气液接触介面,因而有高传质速率和溶氧效率,体积溶氧效率通常比机械搅拌罐高,kLd可达2000h,且溶氧功耗相对低。
3、剪切力小,对生物细胞损伤小:由于气升式反应器没有机械搅拌叶轮,故对细胞的剪切损伤可减至***i低,尤其适合植物细胞及***的培养。
4、传热良好:好气发酵均产生大量的发酵热,如酵母培养旺盛期发酵热高达3.0~4.0×105kJ/(m.h),而传热温差则只有几度(℃),尤其夏季,若使用非冷冻水,则只有3-10℃左右,故需很大的换热面积与传热系数。发酵罐因液体综合循环速率高,同时便于在外循环管路上加装换热器,以保证除去发酵热以控制适宜的发酵温度。
发酵罐整机模块化设计有哪些特点?
发酵罐采用耐高温玻璃做罐体,发酵过程中可清楚的观察发酵液体发生变化,机械搅拌系统有上搅拌和磁力偶合两种,转速无级可调,发酵温度、PH、溶解氧等参数自动控制、自控记录、贮存、打印。发酵罐用于科研院所以及企业的微生物实验室,是精密发酵试验的理想设备,也适用于微生物发酵培养基配方的筛选、发酵工艺参数的优化以及生产工艺与***的验证等。
发酵罐发酵过程的操作
1.接种:接种方法可采用火焰接种法或差压接种法。
火焰接种法:在接种口用酒精火圈消毒,然后打开接种口盖,迅速将接种液倒入罐内,在把盖拧紧。
差压法:在灭菌前放入垫片,接种时把接种口盖打开,先倒入一定量的酒精消毒。待片刻后把种液瓶的针头插入接种口的垫片。利用罐内压力和种液瓶内的压力差,将种液引入罐内,拧紧盖子。
2.罐压
发酵过程中须手动控制罐压,即用出口阀控制罐内压力。调节空气流量的,须同时调节出口阀,应保持罐内压力恒定大于0.03Mpa。
3.溶解氧(DO)的测量和控制
溶解氧的标定:在接种前,在恒定的发酵温度下,将转速及空气量开到***i大值时的溶解氧DO值作为100%。
发酵罐发酵过程的溶解氧DO测量和控制:DO的控制可采用调节空气流量和调节转速来达到。***简单是转速和溶氧的关联控制。其次则必须同时调节进气量(手动)控制。有时需要通入纯氧(如在某些***工程菌的高密度培养中)才能达到要求的DO值。
4.pH的测量与控制
pH值的校正:在灭菌前应对PH电极进行PH值的校正。
发酵罐在发酵过程中PH值的控制使用蠕动泵的加酸加碱来达到的,酸瓶或碱瓶须先在灭菌锅中灭菌。
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