必须给每种生物工程设计出适宜的容器系统,而且对在容器里发生的生物过程,能进行监测和控制。这种容器系统就是发酵罐,它为生物催化剂提供一个物质环境,使其在那里与底物发生相互作用。发酵罐种类很多,从简的搅拌罐到装配不同水平计算机输入信号的复杂整合系统。有两种
不同类型的发酵罐或容器系统。
种主要是非无菌的,不要求用严格纯培养的微生物来工作,例如酿酒、面包酵母的生产、排水处系统等。
第二类是生产这些化合物,要求严格无菌操作,例如杭菌素、氛基酸、多糖和细胞蛋白的生产,在这类发酵罐中必须排除异种微生物,这使工程建设和操作都遇到一些麻烦。
不论哪种发酵罐,主要目标还是使生物的生长和生物生产的某一产物,处于佳状态。为了达到这一目的,必须设计出适宜的培养条件,包括下列各项:有能源,有满足生物需要的主要营养物质,在培养基中没有起抑制作用的化合物,接种可靠以及级有利的物化学条件等。
发酵罐有封闭式和开放式两大类,所谓封闭式体系是指该体系在发酵过程中没有物质添入或从发酵罐取出,因之在传统的分批或封闭发酵体系巾,所有营养成分在发醉开始时一次投入,其结果是在该体系中生物的生长速率因为在发酵过程中营养成分的逐渐消耗或有害物质的逐渐积累后递减到零.正因为这个原因在封闭式发酵过程中生物的谢总是处于不断变化着的状态。目前大多数生物工程过程是以这种方式进行的,故必须使其条件佳化以期获得所需产品的大产量,啤酒酿造,杭菌素和酶的生产等等即属此类。
工业生产用的发酵大小围可以从10000升到200000升,巨型的400000。升的反应器近也已投入使用。
较小的发酵罐主要用于价格昂贵、体积小的产品,如某些酶类和化学试剂。而较大一些的发酵罐则广泛用于生产素和**酸等。
对分批发酵的改进是分批填料体系,大量营养物质可以在发酵过程中添加进去,以补充营养的消耗或者起合物的选择性激活剂的作用,面包工业的酵母生产即是这方面的例子。不过体系还是封闭式的,因为并没有连续性的物质流出.
与此相反的是,如果一个发酵体系的所有成分,如生物和营养物质能不停地进入发酵罐和离开发酵罐,则称之为开放式体系。这种开放式的连续流动的发酵体系,不断地有新鲜营养物质输入,并不断地有生物量或其他产品输出。
固态发酵罐包括卧式固态发酵罐筒体,内置循环风道,多组冷却水管,鼓风装置,空气循环系统。固态发酵罐筒体,有双筒体固态发酵罐和筒体固态发酵罐两种。筒体固态发酵罐,其特征在于在筒体内焊接正方形隔板,正方形隔板内外形成循环风道。而双筒体固态发酵罐,其特征在于一个循环接管和一个循环风机管连接两个固态发酵罐筒体,形成循环风道,双筒体固态发酵罐含多组冷却排管。
固态发酵罐的特点可归纳如下:
(1)无机械翻动装置,传质与传热由气体循环风机实现;
(2)反应器结构简容易密封,便于工业放大;
(3)发酵罐为一耐压容器,可用压力蒸汽进行严格的空罐或实罐灭菌;
(4)反应过程始终维持在正压阶段,易于保持无菌过程;
(5)周期促进微生物谢、强化细胞内外的传质,减少谢产物的反馈抑制;
(6)反应器内的温度、湿度均匀一致,易于控制;发酵过程实现自控.
近几年来市场行情不错,各大发酵罐企业之间价格竞争也非常的激烈。现在市面上所销售的发酵罐种类多样,消费者完全可以根据自身企业的需求来进行选择,但是在使用发酵罐的过程当中,我们也要注意一些操作事项。尤其是在突然停电的情况之下,应当马上做出关闭发酵罐的空气系统开关,这样也能够保证发酵罐罐内和空气系统不出现负压现象,压力表也不会出现掉零的情况发生。
在给发酵罐罐内直接输送热水的时候,一定要保证热水泵上方的阀门是处于半开的状态。尤其是对于过滤器一定要定期进行彻底的检查。在使用过程当中,如果出现通气量减少的情况或者是发酵工作时流量计出现上不去的情况下就马上进行检修。发酵罐采用进口SUS316L不锈钢,罐内无死角;采用大视角罐内液位观察视镜,12V安全视灯耐酸碱腐蚀,内外表面处:内外抛光镜面处,减少染菌机会,且容易清洗;装液系数70%,工艺结构,操作简。
发酵罐采用直接耦合机械搅拌,采用罐**式机械密封系统,英国机械密封(约翰克兰)、高性能搅拌桨、消泡桨、交流调速电机,无级调速,大功率的变速机构使搅拌稳定且保持运转自如且不需要添加润油,手动控制,流量计显示。包括转子流量计、进口滤膜空气除菌过滤器,夹套水浴电加热,自动控制。发酵罐全自动PID测控与报警,蠕动泵自动添加消泡剂,PID全自动设定蠕动泵开关控制,自动流加并计量。
发酵罐是由3条线路构成的,一个是空气的进出(不进入夹层),蒸汽的进出(只在对空气过滤器灭菌时才进入罐体,是从夹层的上进下出的),水的进出。发酵罐进气管与出水管接头漏气,当旋紧接头不解决问题时,应添加或更换填料,压力表与安全阀应定期检查,如有故障要及时调换或修。清洗发酵罐时,请用软毛刷进行刷洗,不要用硬器刮擦,以免损伤发酵罐表面,配套仪表应每年校验一次,以确保正常使用。
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