发酵罐搅拌时需要注意的措施
发酵罐中搅拌的主要作用是混合和传质,即使空气分散成气泡,与发酵液充分混合,打破气泡,增加气液界面,获得所需的溶解氧速率,使细胞悬浮和分散。在发酵系统中保持适当的气-液-固(池)三相混合和传质强化传热。因此,搅拌器的设计应使发酵液具有足够的径向流动和适度的轴向运动。
涡轮搅拌器主要用于发酵罐。涡轮搅拌器有三种类型:平叶片、曲叶片和箭头叶
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发酵罐搅拌时需要注意的措施
发酵罐中搅拌的主要作用是混合和传质,即使空气分散成气泡,与发酵液充分混合,打破气泡,增加气液界面,获得所需的溶解氧速率,使细胞悬浮和分散。在发酵系统中保持适当的气-液-固(池)三相混合和传质强化传热。因此,搅拌器的设计应使发酵液具有足够的径向流动和适度的轴向运动。
涡轮搅拌器主要用于发酵罐。涡轮搅拌器有三种类型:平叶片、曲叶片和箭头叶片。涡轮搅拌器轴向混合不良,搅拌强度随距搅拌轴距离的增加而降低。当培养基较厚时,混合效果降低。为了加强轴向混合,涡轮和推进叶轮可以一起使用。本设计根据设计要求采用涡轮搅拌器。
挡板的作用是防止在液面中心产生涡流,增强湍流和溶解氧的传质。挡板的高度从罐底上升到设计液位。当采用管中管冷却时,可以用管中管冷却代替挡板,不需要安装挡板,本设计中不需要安装挡板。当发酵罐的搅拌轴较长时,通常通过耦合将其分成两到三段。
第i一联轴器的安装位置可以设置在小发酵罐顶部外的机械密封的上部,但大发酵罐将置于罐内的机械密封之下,上轴一般由不锈钢制成。该设计将置于罐内的机械密封下,材料为16MnR不锈钢,轴由45碳钢制成。
发酵罐搅拌轴为超长轴,常安装底轴承和中间轴承,防止轴摆动。小型发酵罐由拉杆控制,大型发酵罐由桁架固定。本设计采用推力滑动轴系统。
发酵罐的基本结构有那几部分组成?
发酵罐在实消过程中,夹套通蒸汽预热时,必须控制进汽压力在设备的工作压力范围内,否则会引起发酵罐的损坏,在空消及实消时,一定要排尽发酵罐夹套内的余水,否则可能会导致发酵罐内筒体压扁,造成设备损坏;在实消时,还会造成冷凝水过多导致培养液被稀释,从而无法达到工艺要求。发酵罐在空消、实消结束后冷却过程中,严禁发酵罐内产生负压,以免造成污染,甚至损坏设备,在各操作过程中,必须保持空气管道中的压力大于发酵罐的罐压,否则会引起发酵罐中的液体倒流进入过滤器中,堵塞过滤器滤芯或使过滤器失效,请勿强行拆卸或维修发酵罐。
发酵罐的基本结构组成:
1. 溶氧控制系统:空气流量计:通过调节空气流量的大小来手动调节发酵液中的溶氧水平。 搅拌马达和搅拌联动装置:发酵罐搅拌马达提供旋转的动力,带动搅拌联动装置转动;后者的叶片搅动发酵液,打散气泡,增加气液的接触界面,从而提高溶氧水平。
2. 罐体:实验室用的发酵罐的体积一般为几升至几十升,其罐体通常由玻璃构成。
3. 探测装置:典型发酵罐的探测装置有:
(1) 温度探头:监测培养过程中的温度变化。
(2) 溶氧电极:直接浸在发酵液中,监测发酵液中的溶氧变化。
(3) pH电极:直接浸在发酵液中,监测发酵液中pH的变化。
4. 温度控制系统:包括发酵罐罐体底部冷却水管和空气出口处的冷凝器上的冷却水管。由于发酵过程中通常会产热,通入冷却水可以维持温度的恒定。
5. 酸碱平衡装置:通过蠕动泵可以把酸性或碱性溶液泵入到发酵液中以调节其pH值。
6. 其他装置:接种口:通过接种口往发酵罐中接入种子液,同时也可以在发酵过程中补充营养。取样口:通过取样口可以从发酵罐中取出一定量的发酵液以供各种检测分析。
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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