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發(fā)酵罐攪拌時需要注意的措施
發(fā)酵罐中攪拌的主要作用是混合和傳質,菌絲體發(fā)酵罐,即使空氣分散成氣泡,與發(fā)酵液充分混合,打破氣泡,增加氣液界面,獲得所需的溶解氧速率,使細胞懸浮和分散。在發(fā)酵系統(tǒng)中保持適當?shù)臍?液-固(池)三相混合和傳質強化傳熱。因此,攪拌器的設計應使發(fā)酵液具有足夠的徑向流動和適度的軸向運動。
渦輪攪拌器主要用于發(fā)酵罐。渦輪攪拌器有三種類型:平葉片、曲葉片和箭頭葉片。渦輪攪拌器軸向混合不良,攪拌強度隨距攪拌軸距離的增加而降低。當培養(yǎng)基較厚時,混合效果降低。為了加強軸向混合,渦輪和推進葉輪可以一起使用。本設計根據(jù)設計要求采用渦輪攪拌器。
擋板的作用是防止在液面中心產生渦流,增強湍流和溶解氧的傳質。擋板的高度從罐底上升到設計液位。當采用管中管冷卻時,可以用管中管冷卻代替擋板,不需要安裝擋板,本設計中不需要安裝擋板。當發(fā)酵罐的攪拌軸較長時,通常通過耦合將其分成兩到三段。
第i一聯(lián)軸器的安裝位置可以設置在小發(fā)酵罐頂部外的機械密封的上部,但大發(fā)酵罐將置于罐內的機械密封之下,上軸一般由不銹鋼制成。該設計將置于罐內的機械密封下,材料為16MnR不銹鋼,軸由45碳鋼制成。
發(fā)酵罐攪拌軸為超長軸,常安裝底軸承和中間軸承,防止軸擺動。小型發(fā)酵罐由拉桿控制,大型發(fā)酵罐由桁架固定。本設計采用推力滑動軸系統(tǒng)。
發(fā)酵罐配置通氣裝置的意義是什么?
機械攪拌發(fā)酵罐的利用機械攪拌器的作用,使空氣和發(fā)酵液充分混合,促使氧在發(fā)酵液中溶解,以保證供給微生物生長繁殖、發(fā)酵所需的氧氣。又稱通用式發(fā)酵罐。發(fā)酵設備中重要、應用廣的設備,是發(fā)酵工業(yè)的心臟,是連接原料和產物的橋梁
通氣裝置是指將無菌空氣導入培養(yǎng)基中的裝置,簡單的通氣裝置是一單孔管,單孔管的出口位于罐的中央,開口向下,以免培養(yǎng)基中固體物質在開口處堆積和罐底固形物質沉淀。有人曾建議采用多孔環(huán)管作為發(fā)酵罐的通氣裝置,但由于發(fā)酵過程通氣量較大氣泡直徑與通氣量和攪拌有關,山分布器的孔徑關系,在強烈攪拌下,實驗證明多孔分布器對氧的傳遞效果并不比單孔管為好,相反還會造成不必要的壓力損失及小孔堵塞的麻煩,故不宜采用。
物料從頂部加料孔進入,然后進行蒸煮、滅菌,物料降溫通過內蛇管、外夾套冷卻,罐底進入無菌空氣,從罐頂排出,達到通氣、恒溫要求, 采用軸向攪拌翻料,發(fā)酵罐容積范圍為0 .5~10m3。另一種華東理工大學的智能生物發(fā)酵罐全容量為50L~5000L, 采用外罐體轉動的攪拌方式,物料在罐體內邊翻滾邊進行蒸汽滅菌,通過進氣調節(jié)罐內溫度和濕度,轉速為0~30rmp ,均為不銹鋼結構。用這類固態(tài)發(fā)酵罐來改革我們傳統(tǒng)的麩曲制備工藝,成功的希望應該是很大的。
不銹鋼發(fā)酵罐具有靈活的配置選擇
不銹鋼發(fā)酵罐可配置不同性能的控制器??刂破髂芡瓿苫镜墓δ?,參數(shù)輸入及顯示裝置,用以輸入控制發(fā)酵條件的各種參數(shù)及顯示發(fā)酵過程中罐內培養(yǎng)液的溫度,溶氧的測定數(shù)值。
不銹鋼發(fā)酵罐電極校正裝置用以校正pH電極和DO電極等,酸、堿泵用以向發(fā)酵罐加入酸液或堿液以調節(jié)培養(yǎng)液中的pH,消泡劑加入泵用以向發(fā)酵罐加入消泡劑,以消除發(fā)酵過程中產生過多的泡沫。不銹鋼發(fā)酵罐報警i燈及蜂音器按鈕,當發(fā)酵過程中,電路上發(fā)生故障,如顯示屏上顯示溫度或DO為閃動,即超出本機的測定值,則報警紅燈亮并發(fā)出“嘀、嘀……”聲。
清洗不銹鋼發(fā)酵罐時,請用軟毛刷進行刷洗,不要用硬器刮擦,以免損傷發(fā)酵罐表面配套儀表應每年校驗一次,以確保正常使用,電器、儀表、傳感器等電氣設備嚴禁直接與水、汽接觸,防止受潮。不銹鋼發(fā)酵罐停止使用時,應及時清洗干凈,排盡發(fā)酵罐及各管道中的余水;松開發(fā)酵罐罐蓋及手孔螺絲,防止密封圈產生永i久變形,操作平臺、恒溫水箱等碳鋼設備應定期(一年一次)刷油漆,防止銹蝕。
如果不銹鋼發(fā)酵罐暫時不用,則需對發(fā)酵罐進行空消,并排盡罐內及各管道內的余水,在空消及實消時,一定要排盡發(fā)酵罐夾套內的余水,否則可能會導致不銹鋼發(fā)酵罐內筒體壓扁,造成設備損壞;在實消時,還會造成冷凝水過多導致培養(yǎng)液被稀釋,從而無法達到工藝要求。不銹鋼發(fā)酵罐在空消、實消結束后冷卻過程中,嚴禁發(fā)酵罐內產生負壓,以免造成污染,甚至損壞設備,在各操作過程中,必須保持空氣管道中的壓力大于發(fā)酵罐的罐壓,否則會引起發(fā)酵罐中的液體倒流進入過濾器中,堵塞過濾器濾芯或使過濾器失效。
不銹鋼發(fā)酵罐自動或人工控制按鈕用以決定本控制器是處在自動控制或人工控制狀態(tài),電極連接導線:連接導線,分別與pH、和溫度電極連接安裝好電極,滅菌前檢查各接口,各管線外觀是否正常,出蒸汽管是否牢固。各閥門應由兩人檢查是否處于完全關閉狀態(tài)。不銹鋼發(fā)酵罐滅菌時至少要求兩人在場,一人負責操作各種閥門,另一人負責觀察報告各項參數(shù),確認各閥門處于關閉狀態(tài)后,打開蒸汽發(fā)生器進水閥,啟動蒸氣發(fā)生器,蒸氣發(fā)生器開始自動進水,此時應打開蒸氣發(fā)生器下部的排水閥,盡量放去水銹后關閉排水閥。
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