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***。
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***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
啤酒发酵罐清洗方式有哪些?
在酿造和饮料工业中的清洗通常是***i大限度地采用自动化操作。在规模较大的企业,***普遍的方法就是喷淋球及旋转打湿清洗,而旋转喷头清洗作为一种更***的清洗方式,被越来越多地被采用。此外,部分企业根据自身的生产规模,也采用人工下罐清洗的方式,由于其存在一定的安全隐患,已逐渐被其他清洗方式所代替。
1、喷淋球清洗传统的喷淋球从上个世纪初问世至今,仍是***常用的清洗装置。喷淋球又叫固定洗球,许多供应商可提供了各种不同形式、尺寸和能力的喷淋球。它可以将清洗液喷洒到啤酒发酵罐罐壁,进行固定的简单清洗。喷淋球主要用于冲洗罐壁,球体上有很多的喷水孔,清洗液从喷水孔喷到罐壁的同一位置,由于喷口的尺寸及压力限制,每一喷水孔喷射到罐壁的力量都很有限,而没有冲击到的点的清洗液量实际上为零。这就意味着:为了达到所要求的清洗效果,必须采用大量的、高浓度的化学清洗剂或高温清洗液,进行长时间的清洗。喷淋球还可以作为一种滤网过滤清洗液中的颗粒物质,因此,一部分洗球孔容易被堵住不起作用,导致啤酒发酵罐罐壁表面清洗不合格,而这个现象一般不会立刻显现出来,只有积累到一定程度,才会被发现。
2、旋转打湿清洗旋转打湿清洗在效果上要优于传统的喷淋球清洗,由于采用了旋转部件,与喷淋球相比清洗液覆盖面更大,在整个的清洗过程中用的清洗液相对少一些,在效果上仍然不能做到彻底清洗。
3、旋转冲击清洗近年来,旋转冲击清洗越来越多地被采用,它以清洗介质作为驱动力,清洗喷头按照事先设计好的运行轨迹旋转,在特定的清洗时间内运行轨迹可含盖整个球面,可以做到对整个罐体内壁的覆盖。
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。
发酵罐的操作使用优势简单叙述
发酵罐也是应用***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。气升式反应器有多种类型,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。
而发酵罐则是***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。现以气升环流式反应器为例说明其工作原理。前面已经简单提到气升环式反应器的特点,由于气升环流反应器内没有搅拌器,并且有定向循环流动,故具有多个优点,下面具体说明。
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。对许多间歇或连续加料的通气发酵,基质和溶氧尽可能均匀分散,以保证其基质在发酵罐内各处的浓度都落在0.1%~1%范围内,溶解氧为10%一30%。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***。还有培养基成分尤其是有淀粉类易沉降的颗粒物料,更应能悬浮分散。气升环流反应器能很好地满足这些要求。
2、较高的溶氧速率和溶氧效率:气升式反应器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,体积溶氧效率通常比机械搅拌罐高,kLd可达2000h,且溶氧功耗相对低。
3、剪切力小,对生物细胞损伤小:由于气升式反应器没有机械搅拌叶轮,故对细胞的剪切损伤可减至***i低,尤其适合植物细胞及***的培养。
4、传热良好:好气发酵均产生大量的发酵热,如酵母培养旺盛期发酵热高达3.0~4.0×105kJ/(m.h),而传热温差则只有几度(℃),尤其夏季,若使用非冷冻水,则只有3-10℃左右,故需很大的换热面积与传热系数。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。