不锈钢发酵罐的使用特点
随着生物化工行业的的发展,发酵罐的数量呈逐年增长趋势。发酵罐的运行压力虽然不高,但其容积较大(一般在200-650 M3),故存在一定的危险性。为保证发酵罐的安全运行,我们对济宁市几家大型企业的咒台在用发酵罐进行了检验。通过检验发现,存在的主要问题是不锈钢封头拼接焊缝存在不同程度的裂纹,在进行检验的32台发酵罐中,有8台存在裂纹,占所检验数
细菌发酵罐
不锈钢发酵罐的使用特点
随着生物化工行业的的发展,发酵罐的数量呈逐年增长趋势。发酵罐的运行压力虽然不高,但其容积较大(一般在200-650 M3),故存在一定的危险性。为保证发酵罐的安全运行,我们对济宁市几家大型企业的咒台在用发酵罐进行了检验。通过检验发现,存在的主要问题是不锈钢封头拼接焊缝存在不同程度的裂纹,在进行检验的32台发酵罐中,有8台存在裂纹,占所检验数量的25% o裂纹深度1-Smm,长度30-100 mm。对这些缺陷如不能及时发现处理,将会产生严重的后果,应引起高度重视。
一、发酵罐的使用特点
发酵罐一般为由不锈钢板(316L)制成的圆筒、椭圆形封头构成,公称厚度12-16 mm,在工业上用来进行微生物发酵。能耐受蒸汽灭菌、有一定操作弹性,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。是生产谷氨酸、赖氨酸、抗i生素等产品不可缺少的设备。
二、不锈钢发酵罐裂纹成因分析
重点检测项目为:利用渗透探伤检查筒体纵环焊缝及封头拼接焊缝有无裂纹。
在进行检验的32台发酵罐中,筒体纵环焊缝均无裂纹,有8台封头拼接焊缝存在裂纹,占所检验数量的25%。裂纹深度1-Smm,长度30-100 mm。经分析,裂纹主要是由以下原因形成的:
1、不锈钢发酵罐封头在冷旋压成形加工时,会产生一定的残余应力。奥氏体钢由于导热性差和线胀系数大,在约束焊接变形时会残留较大的焊接应力。
2、在发酵罐封头拼接焊缝处,原有咬边、夹渣等外观微缺陷,存在一定表面应力集中,经过几年在役使用,缺陷处受到拉伸应力连续作用,缺陷逐渐扩展而形成表面裂纹。
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,或抑制及净化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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