发酵罐设备内循环的方式是什么样的?
发酵罐设备用于厌气发酵的发酵罐结构可以较简单。对这类发酵罐的要求是:能封闭;能承受一定压力;有冷却设备;罐内尽量减少装置,消灭死角,便于清洗灭菌。酒精和啤酒都属于嫌气发酵产物,其发酵罐因不需要通入昂贵的无菌空气,因此在设备放大,制造和操作时,都比好气发酵设备简单得多。
发酵罐设备采用内循环方式,用搅拌桨分散和打碎气泡,它溶氧速率高,混合效果好。罐体采用SUS304或316L进口不锈钢,罐内配有自动喷淋清洗机头,确保生产过程符合GMP要求。发酵罐在广泛应用于乳制品、饮料、生物工程、制药、精细化工等行业。近年来随着科学技术的不断进步,作为关系国计民生的发酵行业取得了飞速的发展,发酵罐设备也从传统向现代化方向更新。
用于好气发酵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。
发酵罐如何彻底灭菌
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。灭菌前先将各排气阀打开,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、取样口直接通入罐中(如有冲视罐也同时进汽),使罐温上升到118~120℃,罐压维持在0.09~0.1Mpa(表压),并保持30min左右。各路进气要畅通,防止短路逆流,罐内液体翻动要激烈;各路排汽也要畅通,但排汽量不宜过大,以节约用气量。
在保温阶段,凡进口在培养基液面以下的各管道及冲视镜管都应进汽;凡开口在液面之上者均应排汽。无论与罐连通的管路如何配制,在实消时均应遵循“不进则出”的原则。这样才能保证灭菌彻底,不留死角。保温结束后,依次关闭各排汽、进汽阀门,待罐内压力低于空气压力后,向罐内通入无菌空气,在夹套或蛇管中通冷却水降温,使培养基的温度降到所需的温度,进行下一步的发酵和培养。在引入无菌空气前,应注意罐压必须低于过滤器压力,否则物料将倒流入过滤器内,后果严重!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。
空罐灭菌(空消)即发酵罐罐体的灭菌。空消时一般维持罐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。
阀门宜采用软密封
阀门是在发酵设备中使用***多的附属设备,其中使用***多的是截止阀。阀门对介质的密封性可分为4级,即公称级、低漏级、蒸汽级和原子级。公称级与低漏级密封适用于关闭要求不严密的阀门,例如用于控制流量的阀门。蒸汽级密封适用于蒸汽和大部分其他工业用阀门的阀座、阀杆和阀体连接部的密封。原子级密封适用于介质密封性要求极高的场合,如宇宙飞船和原子能动力设备等。由于发酵工业中使用高温蒸汽对发酵设备进行灭菌,因此阀门对介质的密封性要求是蒸汽级密封。
由于在发酵过程中阀门开启频繁,经常受介质腐蚀、冲刷和气蚀的损害,因此对于阀门副结构,即阀座与关闭件互相接触进行关闭的部分的选择较为关键。阀门副结构的密封分为软密封和硬密封两种。硬密封的密封副结构是靠阀座与关闭件互相挤压发生微小弹塑性变形而形成一条闭合的圆形密封接触线。虽然这类阀门在应用初期密封效果良好,但是发酵阀门开启比较频繁,容易磨损先前形成的接触线,或者由于管道不清洁而使密封面产生压痕而损坏。而硬密封的密封副结构弹性变形量很小,形成新的密封接触线很困难,因此长期使用可能导致阀门泄漏,使发酵失败。软密封的阀门关闭件一般采用软质垫片,利用垫片较大的弹塑性形变形成较宽的环形密封接触带,以添塞密封面上的不平、消除间隙形成密封。其加工精度一般要求不高,如有特殊要求,阀体材料可采用不锈钢,软密封关闭件用可更换的聚四氟乙烯垫片,这样可通过经常更换聚四氟乙烯垫片来保证阀门的密封性。
发酵罐确保生产过程符合GMP要求
发酵罐广泛应用于乳制品、饮料、生物工程、制药、精细化工等行业,罐体设有夹层、保温层、可加热、冷却、保温。罐体与上下填充头(或雏形)均采用旋压R角加工,罐内壁经镜面抛光处理,无卫生死角,而全封闭设计确保物料始终处一无污染的状态下混合、发酵,设备配备空气呼吸孔,CIP清洗喷头,人孔等装置。
发酵罐的分类:按照发酵罐的设备,分为机械搅拌通风的和非机械搅拌通风发酵罐;按照微生物的生长代谢需要,分为好气型发酵罐和厌气型发酵灌。发酵罐是一种对物料进行机械搅拌与发酵的设备。该设备采用内循环方式,用搅拌桨分散和打碎气泡,它溶氧速率高,混合效果好。罐体采用SUS304或316L进口不锈钢,罐内配有自动喷淋清洗机头,确保生产过程符合GMP要求。
发酵罐按照卫生级要求设计,结构设计***人性化,操作方便。传动平稳,噪音低,适宜的径高比设计,按需定制搅拌装置,节能,搅拌、发酵效果好,内罐体表面镜面抛光处理。发酵罐各进出管口、视镜、人孔等工艺开孔与内罐体焊接处均采用拉伸翻边工艺圆弧过渡,光滑易清洗无死角,保证生产过程的可靠性、稳定性,符合“cGMP”等规范要求。
发酵罐其主体一般为用不锈钢板制成的主式圆筒,在设计和加工中应注意结构严密,合理。发酵罐能耐受蒸汽灭菌、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。
发酵罐用于厌气发酵(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i生素、氨基酸、有机酸、***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。
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