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
全自动发酵罐
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组织的培养。
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
发酵罐排除设备染菌隐患
在发酵罐及其附属设备(空气净化系统,温度、压力流量等控制系统及相应的管道阀门)中,哪一个环节出现问题都可能造成发酵失败。因此,企业首先应树立“预防为主”的观念,从设备入手杜绝可能引起发酵染菌的各种隐患。
保证发酵罐密封性
发酵罐是发酵生产的主要设备。在使用之前,需要对发酵罐进行认真检查,如检查其搅拌系统转动有无异常,机械密封是否严密,罐内的螺丝是否松动,罐内的管道有无堵塞,夹层或罐内盘管是否泄漏,以及罐体连接阀门是否严密等。
目前,机械密封在发酵罐上得到广泛应用,其取代了以前搅拌轴的填料密封形式,但是如果安装精度不高或选用的机械密封系统不合适,仍然会发生轴封泄露,造成染菌。因此,在安装搅拌轴时要注意对中。据了解,新疆某发酵车间采用拉杆固定可调的中间轴承,通过调整中间轴承位置来减少搅拌轴的摆动,并采用多弹簧平衡型机械密封,利用不同方向的弹簧弹力抵消搅拌轴的部分偏移,有效地实现了密封。
去除视镜冲洗管道
为了便于观察发酵罐内的发酵情况,在大型发酵罐内一般都设置了冲洗视镜的蒸汽管道。但是,蒸汽一旦冷凝在管道中,就无法完全保证冷凝水的无菌,因此应该去除冲洗视镜的蒸汽管道,减少染菌隐患。如果因罐内雾气大看不清楚,可以采用更高亮度的视镜灯。
PVDF膜净化效果可靠
传统的空气净化系统使用活性炭、棉花、超细玻璃纤维纸作为过滤芯,其过滤效果差,且操作复杂。目前,国内的膜过滤技术已比较成熟,如用偏二氟乙烯(PVDF)制成的折叠微孔滤膜滤芯不仅过滤精度高,且流量大。使用时技术人员只要注意对过滤器前压缩空气进行除湿脱油,并按规范对过滤器进行灭菌,即可保证空气无菌。另外,由于PVDF膜对压缩空气中的水分不敏感,膜本身的疏水性强,因此可解决以往当空气湿度过大时棉花过滤器等不能使用的问题。新疆某发酵车间对10吨发酵罐采用PVDF过滤器的净化效果进行了考察。技术人员在过滤器后挂了一个测样瓶,测样瓶用灭菌后不接种的LB通用细i菌培养基,连续通入过滤后的压缩空气以监测过滤器效果(只要LB通用细i菌培养基保持清澈,就说明过滤器运行正常)。结果表明,该车间10吨发酵罐的过滤器在连续使用3个月后,测样瓶镜检表明LB细i菌培养基无菌,因此微孔滤膜(PVDF)的净化效果是可靠的。
定期检测监控系统
对发酵培养基进行的灭菌处理是利用高温过饱和蒸汽使各种细i菌、真i菌蛋白质凝固而。在医i药工业灭菌中,对预热时间、蒸汽阀门的开度、灭菌温度、灭菌压力和泡沫控制等都有严格要求,其中任何一个环节出现问题都很容易导致染菌。一般工业上灭菌温度在110℃,灭菌压力在0.5兆帕以上,而保证灭菌温度和压力的准确依赖于各种温度探头、压力传感器等监控系统。因此,定期对这类探头、传感器等进行检测十分重要。另外,随着发酵罐体积增大,相同罐压对应的罐温有所降低,因此当发现温度与压力的相关性发生变化时,应以温度为准。
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