發(fā)酵罐,指工業(yè)上用來進(jìn)行微生物發(fā)酵的裝置。其主體一般為用不銹鋼板制成的主式圓筒,其容積在1m3至數(shù)百m3。在設(shè)計(jì)和加工中應(yīng)注意結(jié)構(gòu)嚴(yán)密,合理。能耐受蒸汽、有一定操作彈性、內(nèi)部附件盡量減少(避免死角)、物料與能量傳遞性能強(qiáng),并可進(jìn)行一定調(diào)節(jié)以便于清洗、減少污染,適合于多種產(chǎn)品的生產(chǎn)以及減少能量消耗。
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(jiǎn)單。用于好氣發(fā)酵(如生產(chǎn)、有機(jī)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(jī)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(gè)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(zhǎng)了產(chǎn)品的保質(zhì)期和產(chǎn)品的,罐體上特別設(shè)計(jì)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(jìn)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(shí)驗(yàn)室小型發(fā)酵罐、中試生產(chǎn)發(fā)酵罐、大型發(fā)酵罐等。
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常見的發(fā)酵罐分為固體發(fā)酵罐和液體發(fā)酵罐。發(fā)酵罐根據(jù)容積和用途不同,分為種子罐(菌種發(fā)酵罐)和發(fā)酵罐。發(fā)酵罐根據(jù)需氧類型的不同又分為通風(fēng)式發(fā)酵罐和厭氧發(fā)酵罐。
發(fā)酵罐的罐體尺寸從50L-5000L全系列,并可根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)制造。
結(jié)構(gòu)
立式,上平蓋、下橢圓封頭,帶標(biāo)準(zhǔn)夾套,帶平葉圓盤渦輪攪拌裝置;
材質(zhì)
接觸藥液部位為316L,其余為304。
設(shè)計(jì)壓力
內(nèi)筒0.25Mpa,夾套0.33Mpa。
粗糙度
內(nèi)表面機(jī)械拋光Ra≤0.35,外表面上下封頭鏡面拋光,直筒體噴砂亞光處理。
罐體附件配置
(可根據(jù)用戶需求設(shè)計(jì)):PH、DO檢測(cè)儀;潔凈清洗球;硬質(zhì)合金+碳化硅機(jī)械密封,**無泄漏;攪拌減速機(jī);
(包括取樣口、加料口、出料口進(jìn)氣、SIP、CIP口等)。
一般發(fā)酵罐的高徑比為1.7-2.5之間,高徑比大有利于傳熱和溶氧,攪拌剪切力大。發(fā)酵罐的攪拌裝置包括機(jī)械攪拌和非機(jī)械攪拌。通風(fēng)發(fā)酵的攪拌裝置包括電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)裝置、攪拌軸、軸密封裝置和攪拌槳。機(jī)械攪拌的目的是迅速分散氣泡和混合加入物料。一個(gè)攪拌槳要同時(shí)達(dá)到這兩個(gè)目的,有時(shí)是矛盾的。例如,達(dá)到混合功能需要大直徑的攪拌器和采用低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn),而提高分散氣泡效果則需要多葉片、小直徑和大的轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)輸入功率決定于攪拌槳形式和其他發(fā)酵罐部件。發(fā)酵罐內(nèi)常安裝4塊擋板以增加混合、傳熱和傳質(zhì)效率。擋板之寬度為發(fā)酵罐直徑的10%~12%,擋板越寬則混合效果越好。在好氣深層發(fā)酵罐中,來自無菌空氣系統(tǒng)的壓縮空氣通過空氣分布器射入發(fā)酵罐內(nèi),分布器有單孔管式和多孔管式。安裝方式各異,一般安裝在*下面一檔攪拌器的下方,但都要注意防止氣孔被發(fā)酵液中的菌體或固體顆粒堵塞。有的空氣分布器帶有放水結(jié)構(gòu),使放罐后沒有發(fā)酵液殘留在管子里。通氣速度以滿足微生物發(fā)酵的需要為準(zhǔn),在使溶氧在臨界氧深度之上。它決定于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和操作。空氣流速的上限速度是空氣能有效地被攪拌槳分散,這和攪拌槳形式和轉(zhuǎn)速有關(guān)。
微生物在繁殖和耗氧發(fā)酵過程中都需要氧氣,通常以空氣作為氧源。空氣中含有各式各樣的微生物,這些微生物隨著空氣進(jìn)入培養(yǎng)液,在適宜的條件下,它們會(huì)大量繁殖,消耗大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),以及產(chǎn)生各種代謝產(chǎn)物,干擾甚至破壞預(yù)定發(fā)酵的正常進(jìn)行,使發(fā)酵產(chǎn)品的效價(jià)降低,產(chǎn)量下降,甚至造成發(fā)酵失敗等嚴(yán)重事故。因此,空氣的就成為耗氧發(fā)酵工程上的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。的方法很多,如過濾、熱、靜電,輻射等,但各種方法的效果、設(shè)備條件、經(jīng)濟(jì)條件各不相同。所需的程度根據(jù)發(fā)酵工藝要求而定,既要達(dá)到效果,又要盡量簡(jiǎn)化流程,以減少設(shè)備投資和正常運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力消耗。是目前發(fā)酵工業(yè)中經(jīng)濟(jì)實(shí)用的空氣方法,它是采用定期的介質(zhì)來阻截流過的空氣所含的微生物,而**無菌空氣,常用的過濾介質(zhì)有棉花、活性炭或玻璃纖維、有機(jī)合成纖維、有機(jī)和無機(jī)燒結(jié)材料等等。由于被過濾的氣溶膠中微生物的粒子很小,一般只有0.5~2μm,而過濾介質(zhì)的材料一般孔徑都大于微粒直徑的幾倍到幾十倍,因此,過濾機(jī)理比較復(fù)雜。同時(shí),由于空氣在壓縮過程中帶入的油霧和水蒸汽冷凝的水霧影響,使過濾的因素變化更多。當(dāng)過濾介質(zhì)孔隙小于或被過濾的微粒直徑時(shí),通常稱為**過濾。隨著工業(yè)的發(fā)展,過濾介質(zhì)逐漸由*材料棉花過濾到玻璃纖維、細(xì)玻璃纖維和其他澆結(jié)材料的過濾介質(zhì)及微孔超濾膜的**過濾。目前,在許多發(fā)酵工廠運(yùn)用膜材質(zhì)進(jìn)行空氣,獲得了較好的效果。
常見的發(fā)酵罐分為固體發(fā)酵罐和液體發(fā)酵罐。發(fā)酵罐根據(jù)容積和用途不同,分為種子罐(菌種發(fā)酵罐)和發(fā)酵罐。發(fā)酵罐根據(jù)需氧類型的不同又分為通風(fēng)式發(fā)酵罐和厭氧發(fā)酵罐。
發(fā)酵罐的罐體尺寸從50L—5000L全系列。目前發(fā)酵工業(yè)中經(jīng)濟(jì)實(shí)用的空氣方法,它是采用定期的介質(zhì)來阻截流過的空氣所含的微生物,而取得無菌空氣,常用的過濾介質(zhì)有棉花、活性炭或玻璃纖維、有機(jī)合成纖維、有機(jī)和無機(jī)燒結(jié)材料等等。由于被過濾的氣溶膠中微生物的粒子很小,一般只有0.5~2μm,而過濾介質(zhì)的材料一般孔徑都大于微粒直徑的幾倍到幾十倍,因此,過濾機(jī)理比較復(fù)雜。同時(shí),由于空氣在壓縮過程中帶入的油霧和水蒸汽冷凝的水霧影響,使過濾的因素變化更多。當(dāng)過濾介質(zhì)孔隙小于或被過濾的微粒直徑時(shí),通常稱為過濾。隨著工業(yè)的發(fā)展,過濾介質(zhì)逐漸由天然材料棉花過濾到玻璃纖維、細(xì)玻璃纖維和其他澆結(jié)材料的過濾介質(zhì)及微孔超濾膜的過濾。目前,在許多發(fā)酵工廠運(yùn)用膜材質(zhì)進(jìn)行空氣,獲得了較好的效果。