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發布時間:2021-06-20 02:37  
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常見的發酵罐冷卻裝置的結構及特點
發酵過程中產生的發酵熱會造成發酵液溫度升高,影響發酵的正常進行,因此發酵過程中必須有冷卻裝置來控制溫度。發酵罐的冷卻裝置多種多樣,常見的有以下幾種:
a.夾套式冷卻裝置:結構簡單,易于制造,罐內無冷卻設備,死角少,易進行清潔滅菌,有利于發酵。但因傳熱壁較厚,冷卻介質流速低,傳熱系數較低,降溫效果差。這種冷卻裝置應用于容積較小的發酵罐、種子罐,夾套的高度比靜止液面高度稍高。
b.豎式蛇管冷卻裝置:豎式的蛇管分組安裝于發酵罐內,有四組、六組、八組不等。傳熱系數高,管內冷卻水流速高,傳熱系數為1200~4100kj/(m2.h.℃),用水量較少,但清洗不方便。多用于容積在5m3以上的罐,適用于冷卻水溫度較低的地區。對于水溫高的地區則發酵時降溫困難,必須采用冷凍鹽水或冷凍水冷卻,增加了設備投資及生產成本。(3)攪拌轉速高,對于長菌絲的微生物的菌絲,攪拌的剪切力會產生不利影響。
c.豎式列管冷卻裝置:這種裝置在罐內分組裝有多根列管,適用于氣溫較高、水源充足的南方地區。其管內水流速快,加工方便,對于機械攪拌罐列管式可充當擋板。但用水量大,傳熱系數較蛇管低,一般為1260~1880kl/m2.h.℃)。
d.罐外冷卻設備:在發酵過程中把發酵液引出,進入外部冷卻設備冷卻再回發酵罐發酵,即為罐外冷卻。這種形式死角少,清洗、維修方便,冷卻較均勻,但必須添加泵來完成。
發酵設備是廣泛用于微生物生長的一種反應設備。在發酵罐中各種微生物在適當的環境中生長、新陳代謝和形成發酵產物。發酵設備目前已經廣泛地應用于制藥、味精、酶制劑、食品等行業。
發酵設備罐型可分為兩大類:一類是嫌氣發酵的錐型(如酒精發酵),另一類是為氣發酵的罐型(如標準式、伍式、自吸式等)。這類設備尤以標準式罐型使用為普遍。我廠設計的發酵罐系列圖紙資料屬于標準式罐型。在設計各種規格的發酵設備時,做到設計結構嚴密,有足夠的強度和使用壽命,力求設備內部附件少,表面光滑,注意到要有良好的氣棗汽接觸和汽刺固混和性能,使物質傳遞,氣體交換有效地進行。有足夠的熱交換面積,以保證發酵能在適宜的溫度下進行。重視設備的密封性能以保證滅菌操作。在滅菌前檢查各接口,各個管線外觀是否是正常的,出蒸汽管是否是牢固的。
我廠設計的發酵罐為標準式罐型,這種罐型當公稱容積在6M3以下時罐采用夾套式。于是,大規模細胞培養發酵罐應運而生,胰島素,干擾素等基因工程的產品走上商品化。發酵氣的冷卻或加熱,均由夾套來完成。公稱容積為6M3以上時,發酵氣的冷卻由立式排管來擔負,在罐內排管的連接方面我們作了改進。這主要避免在罐體上多開孔,開成死角。這種連續方式在實際使用中得到滿意的效果。
罐內設置的擋板,用于提高攪拌效率,罐內有無擋板直接影響發酵汽翻動的狀況,所以罐內按裝擋板顯得十分重要,根據有關資料對設置的擋板數量的增減及葉寬尺寸的變化測得的數據來看,罐內采用4塊或6塊擋板,板寬度在1/12~1/10塊,對提高攪拌效率為理想。d.罐外冷卻設備:在發酵過程中把發酵液引出,進入外部冷卻設備冷卻再回發酵罐發酵,即為罐外冷卻。
發酵罐的兩種作業形式
發酵罐有兩種作業形式:正常培育形式和滅菌形式。溶解氧對微生物自身生長的影響體現在多個方面,其中對微生物酶的影響是不可忽略的重要因素。正常培育時,壓力操控在200 kPa,攪拌為120 r/min。溫度操控由夾層內的水經過循環泵股動,經過冷、熱交換板,操控體系溫度。滅菌形式時,夾層循環泵股動內套DI水循環,經過熱交換板給夾層內的水加熱,使得罐內培育基升溫,抵達121℃后保溫30 min,然后體系經過冷交換板為發酵罐降溫,經過除1菌過濾器給罐內彌補空氣,避免降溫時發作真空,當溫度<80℃時,體系康復培育狀況運轉。
修理作業需要仔細認真,不但要在設備損壞后敏捷修正,更要在設備運轉時仔細檢查設備運轉時的各種參數是否正常。遇到任何參數不正常,要及時的向修理人員反映,及時查找參數不正常緣由,做到提前預防毛病的發作。