品牌 | XP/祥派 | 發(fā)酵罐設(shè)備 | 其他 |
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微生物生長代謝 | 其他 | 類型 | 不銹鋼發(fā)酵罐 |
一、不銹鋼發(fā)酵罐用途
用于厭氣發(fā)酵(如生產(chǎn)酒精、溶劑)的發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)可以較簡單。用于好氣發(fā)酵(如生產(chǎn)抗生素、氨基酸、有機酸、維生素等)的發(fā)酵罐因需向罐中連續(xù)通入大量無菌空氣,并為考慮通入空氣的利用率,故在發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)上較為復(fù)雜,常用的有機械攪拌式發(fā)酵罐、鼓泡式發(fā)酵罐和氣升式發(fā)酵罐。乳制品、酒類發(fā)酵過程是一個無菌、無污染的過程,發(fā)酵罐采用了無菌系統(tǒng),避免和防止了空氣中微生物的污染,大大延長了產(chǎn)品的保質(zhì)期和產(chǎn)品的純正,罐體上特別設(shè)計安裝了無菌呼吸氣孔或無菌正壓發(fā)酵系統(tǒng)。罐體上設(shè)有米洛板或迷宮式夾套,可通入加熱或冷卻介質(zhì)來進行循環(huán)加熱或冷卻。發(fā)酵罐的容量由300-15000L多種不同規(guī)格。發(fā)酵罐按使用范圍可分為實驗室小型發(fā)酵罐、中試生產(chǎn)發(fā)酵罐、大型發(fā)酵罐等。發(fā)酵罐廣泛應(yīng)用于乳制品、飲料、生物工程、制藥、精細化工等行業(yè),罐體設(shè)有夾層、保溫層、可加熱、冷卻、保溫。罐體與上下填充頭(或錐形)均采用旋壓R角加工,罐內(nèi)壁經(jīng)鏡面拋光處理,無衛(wèi)生死角,而全封閉設(shè)計確保物料始終處一無污染的狀態(tài)下混合、發(fā)酵,設(shè)備配備空氣呼吸孔,CIP清洗噴頭,人孔等裝置。發(fā)酵罐的分類:按照發(fā)酵罐的設(shè)備,分為機械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐和非機械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐;按照微生物的生長代謝需要,分為好氣型發(fā)酵罐和厭氣型發(fā)酵灌。發(fā)酵罐是一種對物料進行機械攪拌與發(fā)酵的設(shè)備。該設(shè)備采用內(nèi)循環(huán)方式,用攪拌槳分散和打碎氣泡,它溶氧速率高,混合效果好。罐體采用SUS304或316L進口不銹鋼,罐內(nèi)配有自動噴淋清洗機頭,確保生產(chǎn)過程符合GMP要求。
不銹鋼發(fā)酵罐
二、發(fā)酵罐的組成結(jié)構(gòu)
(1)罐體
發(fā)酵罐的罐體由筒體及橢圓形或碟形封頭焊接而成,小型發(fā)酵罐封頭和筒體采用法蘭連接。罐頂裝有視鏡及燈鏡,方便觀察罐內(nèi)發(fā)酵狀態(tài)。在發(fā)酵罐的罐頂上的接管有:進料管、補料管、排氣管、接種管和壓力表接管。在罐身上的接管有冷卻水進出管、進空氣管、取樣管、溫度計管和測控儀表接口。
(2)罐體的尺寸比例
罐體各部分的尺寸有一定的比例,發(fā)酵罐一般由于發(fā)酵的特殊需要一般為細長型,高度與直徑之比一般為1.7~2.5左右。
(3)攪拌器
發(fā)酵罐通常裝有兩組攪拌器,兩組攪拌器的間距S約為攪拌器直徑的三倍。對于大型發(fā)酵罐以及液體深度HL較高的,可安裝三組或三組以上的攪拌器。下面一組攪拌器通常與風(fēng)管出口較接近為好,與罐底的距離C一般等于攪拌器直徑Di,但也不宜小于0.8Di,否則會影響液體的循環(huán)。
軸向式攪拌器:槳葉式、螺旋槳式
徑向式(渦輪式)攪拌器(Disc turbine):平直葉、彎葉、箭葉
(4)擋板
擋板的作用是改變液流的方向,由徑向流改為軸向流,促使液體劇烈翻動,增加溶解氧。
全擋板條件:是指在一定轉(zhuǎn)數(shù)下再增加罐內(nèi)附件而軸功率仍保持不變。要達到全擋板條件必須滿足下式要求:
(5)消泡器
消泡器的作用是將泡沫打破。消泡器常用的形式有鋸齒式、梳狀式及孔板式。孔板式的孔徑約10~20毫米。消泡器的長度約為罐徑的0.65倍。
(6)聯(lián)軸器
大型發(fā)酵罐攪拌軸較長,常分為二至三段,用聯(lián)軸器使上下攪拌軸成牢固的剛性聯(lián)接。常用的聯(lián)軸器有鼓形及夾殼形兩種。小型的發(fā)酵罐可采用法蘭將攪拌軸連接,軸的連接應(yīng)垂直,中心線對正。
(7)軸承
為了減少震動,中型發(fā)酵罐—般在罐內(nèi)裝有底軸承,而大型發(fā)酵罐裝有中間軸承,底軸承和中間軸承的水平位置應(yīng)能適當調(diào)節(jié)。罐內(nèi)軸承不能加潤滑油,應(yīng)采用液體潤滑的塑料軸瓦(如聚四氟乙烯等),軸瓦與軸之間的間隙常取軸徑的0.4~0.7%。為了防止軸頸磨損,可以在與軸承接觸處的軸上增加一個軸套。
(8)變速裝置
試驗罐采用無級變速裝置。發(fā)酵罐常用的變速裝置有三角皮帶傳動,圓柱或螺旋圓錐齒輪減速裝置,其中以三角皮帶變速傳動較為簡便。
(9)軸封
軸封的作用是使罐頂或罐底與軸之間的縫隙加以密封,防止泄漏和污染雜菌。常用的軸封有填料函和端面軸封兩種。
①填料函式軸封是由填料箱體,填料底襯套,填料壓蓋和壓緊螺栓等零件構(gòu)成,使旋轉(zhuǎn)軸達到密封的效果。
填料函式軸封的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單。主要缺點是:死角多,很難*滅菌,容易滲漏及染菌;軸的磨損情況較嚴重;填料壓緊后摩擦功率消耗大;壽命短,經(jīng)常維修,耗工時多。
②端面式軸封又稱機械軸封。密封作用是靠彈性元件(彈簧、波紋管等)的壓力使垂直于軸線的動環(huán)和靜環(huán)光滑表面緊密地相互貼合,并作相對轉(zhuǎn)動而達到密封。
(10)發(fā)酵罐的換熱裝置
①夾套式換熱裝置
這種裝置多應(yīng)用于容積較小的發(fā)酵罐;夾套的高度比靜止液面高度稍高即可。這種裝置的優(yōu)點是:結(jié)構(gòu)簡單;加工容易,罐內(nèi)無冷卻設(shè)備,死角少,容易進行清潔滅菌工作,有利于發(fā)酵。其缺點 是:傳熱壁較厚,冷卻水流速低,發(fā)酵時降溫效果差。
②豎式蛇管換熱裝置
這種裝置是豎式的蛇管分組安裝于發(fā)酵罐內(nèi),有四組、六組或八組不等,根據(jù)管的直徑大小而定,容積5 立方米 以上的發(fā)酵罐多用這種換熱裝置。這種裝置的優(yōu)點是:冷卻水在管內(nèi)的流速大;傳熱系數(shù)高。這種冷卻裝置適用于冷卻用水溫度較低的地區(qū),水的用量較少。但是氣溫高的地區(qū),冷卻用水溫度較高,則發(fā)酵時降溫困難,發(fā)酵溫度經(jīng)常超過40℃, 影響發(fā)酵產(chǎn)率,因此應(yīng)采用冷凍鹽水或冷凍水冷卻,這樣就增加了設(shè)備投資及生產(chǎn)成本。此外,彎曲位置比較容易蝕穿。
③豎式列管(排管)換熱裝置
這種裝置是以列管形式分組對稱裝于發(fā)酵罐內(nèi)。其優(yōu)點是:加工方便,適用于氣溫較高,水源充足的地區(qū)。這種裝置的缺點是:傳熱系數(shù)較蛇管低,用水量較大。
發(fā)酵罐
三、發(fā)酵罐特性
1.可在線CIP清洗、SIP滅菌(121°C/0.1MPa)。
2.按照衛(wèi)生級要求設(shè)計,結(jié)構(gòu)設(shè)計人性化,操作方便。傳動平穩(wěn),噪音低。
3.適宜的徑高比設(shè)計,按需定制攪拌裝置,節(jié)能,攪拌、發(fā)酵效果好。
4.內(nèi)罐體表面鏡面拋光處理(粗糙度Ra≤0.4µm);各進出管口、視鏡、人孔等工藝開孔與內(nèi)罐體焊接處均采用拉伸翻邊工藝圓弧過渡,光滑易清洗*,保證生產(chǎn)過程的可靠性、穩(wěn)定性,符合“cGMP”等規(guī)范要求。
四、發(fā)酵罐的參數(shù)選型: