气升式发酵罐有什么明显的优点
气升式发酵罐? 气升式发酵罐有明显的优点,在生产SCP、丝状真i菌、废水处理中已获得广泛应用。气升式发酵罐是应用***广泛的生物反应设备。这类反应器具有结构简单、不易染菌、溶氧效率高、能耗低等优点。?有多种类型,常见的有气升环流式、鼓泡式、空气喷射式等,生物工业已经大量应用的气升式发酵罐有气升内环流发酵罐、气液双喷射气升环流发酵罐、设有多层分布板的塔式气升发酵罐。
而鼓泡罐则是***原始的通气发酵罐,当然鼓泡式反应器内没有设置导流筒,故未控制液体的主体定向流动。自吸式发酵罐罐体的结构大致上与通用式发酵罐相同,主要区别在于搅拌器的形状和结构不同。自吸式发酵罐使用的是带***吸气口的搅拌器。
搅拌器由从罐底向上伸人的主轴带动,叶轮旋转时叶片不断排开周围的液体使其背形成真空,于是将罐外空气通过搅拌器中心的吸气管而吸人罐内,吸人的空气与发酵液充分混合后在叶轮末端排出,并立即通过导轮向罐壁分散,经挡板折流涌向液面,均匀分布。空气吸人管通常用一端面轴封与叶轮连接,确保不漏气。由于空气靠发酵液高速流动形成的真空白行吸人,气液接触十分良好,气泡分散较细,从而提高了氧在发酵液中的溶解速率。以下以机械搅拌发酵罐为例,介绍其主要结构部件及其主要功能。
发酵罐一些技术使用过程
随着发酵产品需求量增加,发酵过程控制和检测旋转喷水搅拌水平提高,发酵罐机理嘚了解和***i优化嘚机理认识水平提高,以及空气无菌处理技术水平嘚提高,发酵罐嘚容积增推进式搅拌规格大已成为抗i生素工业嘚趋势。
在工业生产中,尤其是制药工业中,使用得***广泛的就是通用式发酵罐。这种发酵绕既具有机械搅拌装置,又具有压缩空气分布装置。发酵罐的搅拌轴既可置于发酵罐的顶部,也可置于其底部,其高径比为2:1-6:19有关的重要因素是氧传递效率,功率输入,混合质量,搅拌桨形式和发酵罐的几何比例等。
发酵过程可以通过固体培养和深层浸没培养来完成,从生产工艺来说可分为间隙分批、半连续和连续水泥搅拌桩发酵等,但素工业化大规模嘚发酵过程,则以通气纯种培养为主。
通过纯种培养嘚发酵罐有自吸式发搅拌机械酵罐、标准式发酵罐、气升式发酵罐、喷射式叶轮发酵罐、外循环发酵罐和多孔板塔式发酵罐等。自吸式发酵罐沥青搅拌设备系通过发酵罐内叶轮嘚高速转动,形成真空将空气吸入罐内,由于叶轮转动产生嘚真空,其吸入压头和空气流量搅拌釜发展史有一定限制,因而仅适用对通气量要求不高嘚发酵品种;塔式发酵罐素将发酵液置于多层多孔塔板嘚细长罐体内搅拌桩墙,在罐底部通入无菌空气,通过气体分散进行氧嘚传递,但其供氧量也受到一定限度。
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***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***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。
