一、气升式发酵罐概述
发酵罐是应用较广泛的生物反应设备。气升式发酵罐具有结构简单、不易染菌、溶氧效率高和耗能低等特点。气升式发酵罐产品类型分气升环流式、鼓泡式、空气喷射式。
二、气升式发酵罐产品结构特性
影响发酵罐性能的三个主要结构即循环管长度、循环管与罐身截面构成的环隙面积比和空气分布器都影响反应器的性能,并随风量的增加而愈显示其重要性.这就提示我们在优化设计时不但要对上述单个因素及其相互协调进行研究,而且应根据不同对象进行选择。事实上,在不同情况下,上述实验结果还表现出若干局限性,说明气升式反应器虽然因其结构简单,具较好的Kla和节约动力等特点,但还必须继续深入研究,才能设计出效率更高、更适用的新型气升式生物反应器,以满足生化工程和发酵工业不断发展的需要。
三、气升式发酵罐的特点
气升式发酵罐不用机械搅拌就能基本达到良好的氧溶解的目的。外循环式培养罐是在罐外装有气液上升管,上升管的两端分别与罐底部和罐上部相连通,并构成一个气液循环系统。在上升管的下部装设空气喷嘴,空气以250-300m/s的高速度喷入上升管,使空气分割细碎,与上升管的发酵液密切接触。由于上升管内的发酵液比重较小,加上压缩空气的动能,使液体上升,罐内液体下降进入上升管,形成反复的循环。
如此液体不断循环流动,并在上升管中与喷嘴喷出的细微空气粒均匀接触,不断得到溶解氧的补充,从而保证了菌体的正常生长。乳化了的醪液由上升管进入发酵罐,从培养液中分离出来的空气由罐**排出。
在罐**还装有视镜和人孔,罐中部有温度计插口。培养过程中微生物代谢放出的热量在上升管中经喷淋冷却除去,为此,在上升管上部要装冷却器。上升管和下降管的布置可以装在罐外,称为外循环;也可以装在罐内,称为内循环。
1、反应溶液分布均匀
2、较高的溶氧速率和溶氧效率
3、剪切力小
4、传热良好
5、结构简单
6、操作和维修方便
一、酸奶发酵罐描述
酸奶一般是以牛奶为原料, 经乳酸菌发酵而成的一种具有较高营养价值和特殊风味的乳制品, 是具有一定保健作用的食品。酵罐指工业上用来进行微生物发酵的装置。其主体一般为用不锈钢板制成的主式圆筒,其容积在1m3至数百m3。在设计和加工中应注意结构严密,合理。能耐受蒸汽灭菌、有一定操作弹性、内部附件尽量减少(避免死角)、物料与能量传递性能强,并可进行一定调节以便于清洗、减少污染,适合于多种产品的生产以及减少能量消耗。
二、酸奶发酵罐的应用
酸奶发酵罐的应用:广泛应用于乳制品、饮料、生物工程、制药、精细化工等行业,罐体设有夹层、保温层、可加热、冷却、保温。罐体与上下填充头(或锥形)均采用旋压R角加工,罐内壁经镜面抛光处理,无卫生死角,而全封闭设计确保物料始终处一无污染的状态下混合、发酵,设备配备空气呼吸孔,CIP清洗喷头,人孔等装置。
三、酸奶发酵罐特性
酸奶发酵罐亦属于厌氧、无氧发酵。一般采用夹层的结构形式,具有弥勒板夹层,起到温度控制的功能。酸奶发酵罐的搅拌系统设计有很多学问,我公司设计的酸奶发酵罐,搅拌器设计效仿德国进口发酵罐的搅拌功能,并结合我公司的生产经验对搅拌器进行改造,充分发挥了搅拌器的作用与功能。同时对进料、出料口等工艺管口进行了合理优化,是发酵过程卫生、无杂菌生成的可能。发酵酸奶的发酵顺利进行。
酸奶发酵罐的规格有很多,一般以1T、2T、3T、5T为主,罐体的设计和选型还请来厂考察、并根据实际情况选择合适的设备。
酸奶发酵罐采用了无菌系统,避免和防止了空气中微生物的污染,大大延长了您产品的保质期和产品的**,我们在罐上特别设计安装了无菌呼吸气孔或无菌正压发酵系统。罐体上设有米洛板或迷宫式夹板,可通过入加热或冷却介质来进行循环加热和冷却。
容量可由300—15000L多种不同规格。附加装置:搅拌机无菌呼吸气孔(多级变速或无级变速)(或无菌正压器)。进、出料口。无菌采样口。人孔。冷、热水进、出口。温度计。CIP清洗喷淋头。食品饮料、乳制品、生物制药、酿造、啤酒、日用化工等成套设备与不锈钢卫生管件阀门的研制与开发。**的品质,合理的价格,完备的保质体系,使本厂产品在市场上获得较好的用户基础及信誉,其质量堪与世界*的产品相媲美,符合GMP、QS标准。
四、酸奶发酵罐维护保养
1、如进气管与出水管接头漏气,当旋紧接头不解决问题时,应添加或更换填料。
2、压力表与安全阀应定期检查,如有故障要及时调换或修理。
一、中试发酵罐描述
中试发酵罐的材质、结构、布局完全按照发酵系统设计,符合GMP标准。中试发酵罐配有所需的补料瓶、蠕动泵、循环泵、控制阀、管路系统、控制系统,充分保证系统的安全性、可靠性;还可配置空气、蒸汽和水的预处理系统,在完成安装调试后,只需接入蒸汽、空气、水源和电源就可进行发酵运行。
二、 中试发酵罐产品操作流程
氯离子对奥氏体不锈钢会带来不可逆转的破坏,因此应避免用盐酸溶液调节pH,如工艺上无法避免加盐酸,应控制盐酸溶液浓度不大于5%且在添加过程中不得直接接触不锈钢。
1、启动发酵控制系统,启动蒸汽发生器。
2、更换罐盖上各补料口橡皮塞,盖紧罐盖上各种盖帽,旋紧罐盖上压紧螺栓。
3、进入控制器“标定”界面,标定pH电极,将pH电极、DO电极插入罐体侧面的传感器口并及时的锁紧螺母(确保安装妥当防止高压下传感器弹出伤人)。
4、关紧发酵罐底阀(注意开关方向),倒入培养基,加入适量消泡剂。
5、按下控制器下方搅拌开关,设定搅拌转速100Rpm并“自动”控制。调整pH值,盖紧投料口。
6、开夹套排水阀,微开发酵罐出气阀,关紧其他阀门。7.如需控制PH,根据补料口大小选择适宜的补料针,准备补料瓶,并灭菌。8.如需补料,根据补料多少选择适宜的补料瓶或补料罐,并灭菌。
一、白酒发酵罐描述
白酒发酵罐,指工业上用来进行白酒发酵的装置。其主体一般为用不锈钢板制成的主式圆筒,其容积在1m3至数百m3。在设计和加工中应注意结构严密,合理。能耐受蒸汽灭菌、有一定操作弹性、内部附件尽量减少(避免死角)、物料与能量传递性能强,并可进行一定调节以便于清洗、减少污染,适合于多种产品的生产以及减少能量消耗。
二、白酒发酵罐产品特点
1.按照卫生级要求设计,结构设计较具人性化,操作方便。传动平稳,噪音低。
2.适宜的径高比设计,按需定制搅拌装置,节能,搅拌、发酵效果好。
3.内罐体表面镜面抛光处理;各进出管口、视镜、人孔等工艺开孔与内罐体焊接处均采用拉伸翻边工艺圆弧过渡,光滑易清洗无死角,保证生产过程的可靠性、稳定性,符合“GMP”等规范要求。
三、白酒发酵罐产品分类
液态发酵法酒精生产是以淀粉质为原料、糖蜜原料、纤维素原料、**植物或亚硫酸造纸废液等,接入预先培养好的菌种后进行发酵。其生产工艺流程为:原料-糖化-发酵-蒸馏-酒精。
发酵采用密闭式发酵罐,糖蜜酒精发酵实行连续化,淀粉质原料的酒精连续发酵技术在一些大型酒精企业中得到实施。已出现应用耐高温酒精酵母、酿酒用活性干酵母(或鲜酵母)及固定化酒精酵母的新工艺。
四、白酒发酵罐验收标准
所有白酒发酵罐容器设备均无死角、拐点部位全部圆滑过度、焊缝平整波纹小、焊缝内外全部进行酸洗钝化抛光,几何尺寸规格准确,设计合理,制作后全部进行试压检测,无渗漏予以验收。
我国传统的白酒生产为固态发酵,一般都是开放式的而不是纯培养,无菌要求不高。它是将原料预加工后再经蒸煮灭菌,然后制成含一定水分的固态物料,接入预先制成的酒曲进行发酵。在传统的白酒生产中,采用大型深层地窖对固态发酵料进行堆积式固态发酵,这对酵母菌的酒精发酵和己酸菌的己酸发酵等都十分有利。
多级发酵罐的结构
多级发酵罐是一种全新的适合于中试/生产的发酵罐,由一级或两级以上的种子罐和发酵罐组成,可根据需要进行各种容积发酵罐的组合,单罐也可独立使用。
发酵在生物学上的解释是,指人们借助微生物在有氧或无氧条件下的生命活动来制备微生物菌体本身、或者直接代谢产物或次级代谢产物的过程。发酵是人类较早接触的一种生物化学反应,如今在食品工业、生物和化学工业中均有广泛应用。其也是生物工程的基本过程,即发酵工程。对于多级发酵罐机理以及过程控制的研究,还在继续。在大型的生物制药,食品等工业生产中离不开多级发酵罐。
多级发酵罐是一种在化工生产中实现化学反应中的的主要设备,它的主要作用是:1、使气体在液相中很好分散;2、使物料混合均匀;3、使不均匀的另一液相均匀悬浮或充分乳化;4、使固体颗粒在液相中均匀悬浮;5、强化传热;6、强化相间的传质。
多级发酵罐发酵的啤酒,白酒等让我们的生活更加丰富多彩发酵,发酵罐发酵让你享受生活人类的生活离不开发酵罐发酵。多级发酵罐广泛应用于乳制品、饮料、生物工程、制药、精细化工等行业,罐体设有夹层、保温层、可加热、冷却、保温。罐体与上下填充头(或雏形)均采用旋压R角加工,罐内壁经镜面抛光处理,无卫生死角,而全封闭设计确保物料始终处一无污染的状态下混合、发酵,设备配备空气呼吸孔,CIP清洗喷头,人孔等装置。
多级发酵罐采用液晶触摸屏操作界面,PLC控制器。对温度、搅拌转速、PH值、DO值、消泡、多路补料、加酸、加碱、压力、通气量等参数实时测量和自动控制。具有数字化设定、快速校正、测量数据显示存储及打印、密码管理等。并备有通讯接口,可以与上位机连接。日常在实验室中比较使用的多是多级发酵罐,那么这些小型发酵罐设备的结构熟悉是非常重要的,尤其在进行一些实验项目上必须做到万无一失。下面多级发酵罐的结构。
1、固定式主要由罐体与支架组成。
2、夹套与加强筋由不锈钢板,保温层采用聚胺脂发泡。
3、夹套中间采用螺旋式加热,夹套冷却。
4、搅拌器与锅盖密封采用机械密封件组成。
5、罐盖上下连接采用不锈钢螺柱,密封垫片采用氟胶。
6、有液位显示、及取样阀装置。
7、接口采用国际通用标准ISO快装卡盘式。
一、小型发酵罐概述
小型发酵罐一般是就发酵罐的容积而言的一般多用于实验室发酵,是一种应用于特定生物化学反应的反应容器,具有加热、冷却、灭菌、恒温等功能,能为微生物发酵提供一个微环境,即适宜的温度和压力。发酵罐主体采用高级不锈钢材质,由圆柱体及椭圆形或碟形封头焊接而成。通过罐内搅拌装置使物料混合均匀,促进物料的发酵反应,可实现在位高温灭菌,符合国家GMP卫生标准,广泛应用于各大研究院、实验室等科研单位。
二、小型发酵罐结构构成
该设备主要由罐体、夹套、搅拌系统三大系统构成,另设夹套或盘管、传动装置、轴封装置、保温介质、支撑、发酵**取样放料阀、冷却液进出口、温度传感器接口、PH自动控制系统、SIP口、DO检测口、压力传感器、空气呼吸器、无菌取样口、CIP接口等组件。
罐体一般采用SUS304/SUS316L高级不锈钢材质,内筒壁采用机械抛光或电解镜面抛光,外筒壁采用304全焊接结构保温,外表面采用镜面或亚光处理;筒体对外连接口采用卫生快开接头,安全卫生无死角,符合国家GMP卫生标准。
小型发酵罐在线控制系统采用彩色液晶触摸屏+PLC全自动控制,可在线检测并控制发酵过程相关参数。控制系统包括灭菌界面、参数设定与矫正、数据曲线图、数据报表、发酵批次号设定、在线动画、报警装置等,可连接上位机、电脑和打印机,实现远程监控及数据存储与打印。
发酵罐还配有温度控制装置、测温孔、CIP自动旋转喷洗球、消泡器、挡板、空气分布器、温度传感器、视镜射灯、液位计等设备,便于人工操作,简单可靠。
三、小型发酵罐结构特征
1、发酵罐罐体材质均采用高级不锈钢材质,内外表面均采用抛光、拉丝处理,抛光精度≤Ra0.4,卫生无死角,可防止物料粘壁,易清洗;
2、搅拌系统采用三层六页透平式发酵**标准桨,无级调速,可实现发酵搅拌过程全自动控制;
3、发酵罐采用在位高温蒸汽灭菌,灭菌过程可实现自动控制,灭菌温度精确;
4、瑞士梅特勒PH电极及屏蔽导线,范围在2~12PH,控制精度为±0.02PH;
5、自动检测泡沫,可添加消泡剂,灵敏度为100~10000;空气流量控制可采用转子流量计手动调节,范围为0~5000L/min;
6、补料系统可通过蠕动泵自动流加,范围为0~5L/min,控制精度±2%。
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一、发酵罐概述
发酵一般是指通过对各类微生物(或动植物细胞)的生长培养和化学变化,大量产生和积累专门的代谢产物的反应过程。因此发酵罐就是为微生物的发酵过程完成提供场合和条件的罐。发酵罐根据发酵的产品或发酵的菌种或发酵形式等的不同,常见的**械通风发酵罐、厌氧发酵罐、固体发酵罐、液体发酵罐、全自动发酵罐发酵罐、不锈钢发酵罐、菌种发酵罐、小型发酵罐、啤酒发酵罐、葡萄酒发酵罐、食用菌发酵罐、二联发酵罐、三联发酵罐等。发酵罐具有加热、冷却、灭菌、恒温等功能,能为微生物生长提供一个适宜的发酵环境,即适宜的温度和压力、营养。
发酵罐内的培养基则为微生物生长提供了所需的碳、氮、氧、生长因子、水等。发酵罐罐体主要用来培养发酵各种菌体和发酵各种发酵制品的。发酵罐具有自动控温、自动调节pH、自动记录数据、自动补料等功能,大大简化了操作,减少了染菌的机会,是现代发酵设备的主要生物反应器。
二、发酵罐产品主要用途
用于厌气发酵(如生产酒精、溶剂)的发酵罐结构可以较简单。用于好氧发酵(如生产抗生素、氨基酸、**酸、维生素等)的发酵罐因需向罐中连续通入大量无菌空气,并为考虑通入空气的利用率,故在发酵罐结构上较为复杂,常用的**械搅拌式发酵罐、鼓泡式发酵罐和气升式发酵罐。
乳制品、酒类发酵过程是一个无菌、无污染的过程,发酵罐采用了无菌系统,避免和防止了空气中微生物的污染,大大延长了产品的保质期和产品的**,罐体上特别设计安装了无菌呼吸气孔或无菌正压发酵系统。罐体上设有米洛板或迷宫式夹套,可通入加热或冷却介质来进行循环加热或冷却。
发酵罐的容量由300-15000L多种不同规格。发酵罐按使用范围可分为实验室小型发酵罐、中试生产发酵罐、大型发酵罐等。发酵罐广泛应用于乳制品、饮料、生物工程、制药、精细化工等行业,罐体设有夹层、保温层、可加热、冷却、保温。罐体与上下填充头(或锥形)均采用旋压R角加工,罐内壁经镜面抛光处理,无卫生死角,而全封闭设计确保物料始终处一无污染的状态下混合、发酵,设备配备空气呼吸孔,CIP清洗喷头,人孔等装置。
三、发酵罐的分类
发酵罐的分类:按照发酵罐的设备,分为机械搅拌通风发酵罐和非机械搅拌通风发酵罐;按照微生物的生长代谢需要,分为好氧型发酵罐和厌气氧型发酵灌。发酵罐是一种对物料进行机械搅拌与发酵的设备。该设备采用内循环方式,用搅拌桨分散和打碎气泡,它溶氧速率高,混合效果好。罐体采用SUS304或316L进口不锈钢,罐内配有自动喷淋清洗机头,确保生产过程符合GMP要求。
四、发酵罐结构特征
1、发酵罐罐体材质均采用高级不锈钢材质,内外表面均采用抛光处理,抛光精度Ra0.4,可防止物料粘壁,且易清洗;
2、搅拌系统采用三层六平叶发酵**标准桨,无级调速,可实现发酵搅拌过程全自动控制;
3、发酵罐采用在位高温蒸汽灭菌,灭菌过程可实现自动控制,灭菌温度精确;
4、瑞士梅特勒PH电极及屏蔽导线,范围在2~12PH,控制精度为±0.02PH;
5、自动检测泡沫,可添加消泡剂,灵敏度为100~10000;空气流量控制可采用转子流量计手动调节,范围为0~5000L/min;
6、补料系统可通过蠕动泵自动流加,范围为0~5L/min,控制精度±2%。
五、发酵罐结构产品组成
(1)罐体
发酵罐的罐体由筒体及椭圆形或碟形封头焊接而成,小型发酵罐封头和筒体采用法兰连接。罐顶装有视镜及灯镜,方便观察罐内发酵状态。在发酵罐的罐**上的接管有:进料管、补料管、排气管、接种管和压力表接管。在罐身上的接管有冷却水进出管、进空气管、取样管、温度计管和测控仪表接口。
(2)罐体的尺寸比例
罐体各部分的尺寸有一定的比例,发酵罐一般由于发酵的特殊需要一般为细长型,高度与直径之比一般为1.7~2.5左右。
(3)搅拌器
发酵罐通常装有两组搅拌器,两组搅拌器的间距S约为搅拌器直径的三倍。对于大型发酵罐以及液体深度HL较高的,可安装三组或三组以上的搅拌器。较下面一组搅拌器通常与风管出口较接近为好,与罐底的距离C一般等于搅拌器直径Di,但也不宜小于0.8Di,否则会影响液体的循环。
轴向式搅拌器:桨叶式、螺旋桨式
径向式(涡轮式)搅拌器(Disc turbine):平直叶、弯叶、箭叶
(4)挡板
挡板的作用是改变液流的方向,由径向流改为轴向流,促使液体剧烈翻动,增加溶解氧。
全挡板条件:是指在一定转数下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。要达到全挡板条件必须满足下式要求:
(5)消泡器
消泡器的作用是将泡沫打破。消泡器常用的形式有锯齿式、梳状式及孔板式。孔板式的孔径约10~20毫米。消泡器的长度约为罐径的0.65倍。
(6)联轴器
大型发酵罐搅拌轴较长,常分为二至三段,用联轴器使上下搅拌轴成牢固的刚性联接。常用的联轴器有鼓形及夹壳形两种。小型的发酵罐可采用法兰将搅拌轴连接,轴的连接应垂直,中心线对正。
(7)轴承
为了减少震动,中型发酵罐—般在罐内装有底轴承,而大型发酵罐装有中间轴承,底轴承和中间轴承的水平位置应能适当调节。罐内轴承不能加润滑油,应采用液体润滑的塑料轴瓦(如聚四氟乙烯等),轴瓦与轴之间的间隙常取轴径的0.4~0.7%。为了防止轴颈磨损,可以在与轴承接触处的轴上增加一个轴套。
(8)变速装置
试验罐采用无级变速装置。发酵罐常用的变速装置有三角皮带传动,圆柱或螺旋圆锥齿轮减速装置,其中以三角皮带变速传动较为简便。
(9)轴封
轴封的作用是使罐**或罐底与轴之间的缝隙加以密封,防止泄漏和污染杂菌。常用的轴封有填料函和端面轴封两种,一般用机械式密封。
①填料函式轴封是由填料箱体,填料底衬套,填料压盖和压紧螺栓等零件构成,使旋转轴达到密封的效果。
填料函式轴封的优点是结构简单。主要缺点是:死角多,很难彻底灭菌,容易渗漏及染菌;轴的磨损情况较严重;填料压紧后摩擦功率消耗大;寿命短,经常维修,耗工时多。
②端面式轴封又称机械轴封。密封作用是靠弹性元件(弹簧、波纹管等)的压力使垂直于轴线的动环和静环光滑表面紧密地相互贴合,并作相对转动而达到密封。
(10)发酵罐的换热装置
①夹套式换热装置
这种装置多应用于容积较小的发酵罐;夹套的高度比静止液面高度稍高即可。这种装置的优点是:结构简单;加工容易,罐内无冷却设备,死角少,容易进行清洁灭菌工作,有利于发酵。其缺点 是:传热壁较厚,冷却水流速低,发酵时降温效果差。
②竖式蛇管换热装置
这种装置是竖式的蛇管分组安装于发酵罐内,有四组、六组或八组不等,根据管的直径大小而定,容积5 立方米 以上的发酵罐多用这种换热装置。这种装置的优点是:冷却水在管内的流速大;传热系数高。这种冷却装置适用于冷却用水温度较低的地区,水的用量较少。但是气温高的地区,冷却用水温度较高,则发酵时降温困难,发酵温度经常**过40℃, 影响发酵产率,因此应采用冷冻盐水或冷冻水冷却,这样就增加了设备投资及生产成本。此外,弯曲位置比较容易蚀穿。
③竖式列管(排管)换热装置
这种装置是以列管形式分组对称装于发酵罐内。其优点是:加工方便,适用于气温较高,水源充足的地区。这种装置的缺点是:传热系数较蛇管低,用水量较大。
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