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死亡。
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
不锈钢发酵罐就选贝朗
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死亡。
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
发酵罐气体分布器的使用
发酵罐根据发酵过程中耗氧量大小判断是否采用气体分布器,如果发酵过程耗氧较低,甚至紧靠气泡翻动就可以保持一定溶氧时,可通过空气分布器来减小进入培养液中气泡的直径,这样在一定程度上提高了溶氧量,达到节能和满足供氧需求的目的。而发酵过程中耗氧较大时,气液接触表面的增加更需要通过强制剪切破碎来实现。空气气泡的破损主要依靠搅拌器的剪切破碎作用,因此,多孔分布器对氧的传递效果并没有明显提高。相反还造成不必要的阻力损失,而且物料易堵塞小孔,引发灭菌不完全而增加染菌机会。
气体分布器是将大股的圆柱空气流分成很多细股的空气流,在下层搅拌器正下方喷出,被下层圆弧涡轮浆搅拌破损成更小气泡和培养基充分混合而设计的。开孔直径随单台罐体积的增大相应增大,一般由φ10mm增大到φ60 mm为宜。故部分厂家不采用气体分布器,而采用管口朝下的单孔管,以避免固体物料在管口聚积。而部分厂家采用环形多孔分布器,其环形圆管中心线圆直径ds=(0.67~0.8)d,环管直径和进罐空气管直径相同。分布器置于罐底底层搅拌器正下方,其环管中心线距罐底距离为 D/8。环管上半圆中心线上均布很多小孔,开孔总面积为进气管圆截面积的1.0~1.2倍。
发酵罐的系统是如何工作的?
消泡系统对好氧发酵过程是非常重要的。发酵罐的装液量一般不能超过容器容积的70~80%,一方面,这是由于通气后液面会有所上升;更重要的原因是,预留部分空间可以避免泡沫马上冲出罐体,为消除泡沫提供一段缓冲的时间。一般对越容易产生泡沫的体系,装液量要越少。发酵罐顶部有一个额外的搅拌桨,称为消泡桨,其作用就是通过机械作用消除泡沫。在多数情况下,仅凭消泡桨还不足以及时破坏所有的泡沫,因此通常还须进一步采用添加化学消泡剂的方法消泡。
植物油、聚醚类非离子型表面活性剂都可以用于化学消泡,它们可以直接在配制在培养基中,也可以在发酵过程中根据需要加入,或者两种策略同时使用。为了及时检测泡沫是否达到预警高度,通常在发酵罐上方装有液位电极,一旦泡沫达到相应的高度,就可以通过消泡控制装置自动向反应器中流加消泡剂。
通气系统由无菌空气制备系统、空气分布装置和出口气体除i菌系统组成。无菌空气制备系统是一套相对独立的复杂系统,这里不做介绍。
细胞生长和代谢所需的无菌空气通过空气分布管引入发酵罐中。空气分布管一般位于下层的搅拌桨的正下方。为保证气泡的分散,多采用带小孔的环状空气分布管,环的直径一般等于搅拌桨的直径。在大型通气搅拌罐中,搅拌桨尖附近的剪切力非常大,一般足以达到充分打碎气泡的目的,为防止培养液中的固体物料或菌丝堵塞空气分布管,对某些特殊的发酵体系有时采用向下开口的单孔管。
在一些简单的反应器中,气体的排出只是通过一个简单的阀门控制的。为避免染菌,必须调节空气的排出阀以保证反应器内始终处于高于大气压的正压状态。一些精密的反应器则配备了出口气体冷凝装置和过滤装置。
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