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發酵罐設備到生物反應工程的發展融合

作者:發酵罐 時間:2018-03-26 09:37
發酵整個生物反應過程的關鍵設備aaaaa。它是爲特定的細胞或酶提供適宜的生長環境或進行特定的生化反應的設備aaaaa,它的結構、操作方式和操作條件與產品的質量、產量和能耗有着密切的關係aaa。發酵罐存在着物料的混合與流動、傳熱等化學工程問題aaaaa; 信息摘要:
原始的手工作坊式的發酵製作憑藉祖先傳下來的技巧和經驗生產發酵產品aaaa,體力勞動繁重aaa,生產規模受到限制aaaaa,難以實現工業化生產aaaa。於是aaaa,人們借鑑化學工程技術aaaaa,對發酵生產工藝進行了規範aaaa,用泵和管道等輸送方式替代了肩挑

發酵罐設備到生物反應工程的發展融合

自吸式發酵罐是一種不需要空氣壓縮機aaaaa,而在攪拌過程中自動吸入空氣的發酵罐(不鏽鋼發酵罐)aaaa。這種設備的耗電量小aaaaa,能保證發酵所需的空氣aaaa,並能使氣液分離細小aaa,均勻地接觸aaa,吸入空氣中70~80%的氧被利用aaa。採用了不同型式、容積的自吸式發酵罐生產葡萄糖酸鈣、力復雷素、維生素C、酵母、蛋白酶等aaaaa,都取得了良好的成績aaaaa。

自吸式發酵罐的結構

自吸式發酵罐的主體結構包括:

(1)罐體:

(2)自吸攪拌器及導輪aaaaa;

(3)軸封aaaaa;

(4)換熱裝置aaaaa;

(5)消泡器aaaaa。

2、自吸式發酵罐的充氣原理

自吸式發酵罐的主要的構件是自吸攪拌器及導輪aaaaa,簡稱爲轉子及定子aaaaa。轉子由箱底向上升入的主軸帶動aaaaa,當轉子轉動時空氣則由導氣管吸入aaaa。轉子的形式有九葉輪、六葉輪、三葉輪、十字形葉輪等aaaa,葉輪均爲空心形aaaaa。

3、自吸式發酵罐的類型

根據通氣的型式不同aaa,自吸式發酵罐可分爲三個類型:

(1)迴轉翼片式自吸式發酵罐aaaa;

(2)具有轉子及定子的自吸式發酵罐aaa;

(3)噴射式自吸式發酵罐aaa。

前兩者自吸式發酵罐結構簡單aaaaa,製作容易aaa,比較廣泛採用aaaa。其傳動裝置有裝在罐底及罐頂兩種aaaaa,威尼斯赌博aaaaa,如裝在罐底aaaaa,則端面密封裝置的加工和安裝要求特別精密aaaa,否則容易漏液染菌aaaaa。第三種噴射式自吸式發酵罐aaaaa,電耗少aaaa,但是泵的構造複雜aaaa。

4、自吸式發酵罐的優點:

(1)節約空氣淨化系統中的空氣壓縮機、冷卻器、油水分離器、空氣貯聰、總過濾器等設備aaa,減少廠房佔地面積aaaaa。

(2)減少工廠發酵設備投資約30%左右aaaa,例如應用自吸式發酵罐生產酵母aaa,容積酵母的產量可高達30~50克aaaa。

(3)設備便於自動化、連續化aaaaa,降低勞動強度aaa,減少勞動力aaaaa。

(4)酵母發酵週期短aaaa,發酵液中酵母濃度高aaaaa,分離酵母后的廢液量少aaa。

(5)設備結構簡單aaaa,溶氧效果高aaa,操作方便aaaaa。

 

發酵罐設備到生物反應工程的發展融合

原始的手工作坊式的發酵製作憑藉祖先傳下來的技巧和經驗生產發酵產品aaaa,體力勞動繁重aaaaa,生產規模受到限制aaa,難以實現工業化生產aaa。於是aaaaa,人們借鑑化學工程技術aaa,對發酵生產工藝進行了規範aaa,用泵和管道等輸送方式替代了肩挑手提的人力搬運aaa,以機器生產代替了手工操作aaaaa,把作坊式的發酵生產成功地推上了工業化生產的水平aaaaa。

在20世紀60年代初期aaaaa,施工跨國公司決定研究生產微生物細胞作爲飲料蛋白質的來源aaa,推動了發酵技術的進一步發展aaaa。由於微生物蛋白質的售價較低aaaa,所以比其他發酵產品的生產規模要求更大些aaaaa。機械攪拌發酵罐的最大容積aaa,已經擴大到150m³aaaaa。由於發酵時對氧的需求量增加aaaa,不需要機械攪拌的高壓噴射和強制循環的發酵罐應運而生aaaaa。這種過程如果進行連續操作aaaaa,則更爲經濟aaaaa。連續發酵是向發酵罐中連續注入新鮮培養基aaaaa,以促使微生物連續生長aaa,並不斷從中取出部分培養液aaaaa。如ICI公司還在使用3000m³規模連續強制循環發酵罐aaa,超大型的連續發酵的操作週期可超過100天aaa。其問題是染菌的危害性已大大超過1940年代的抗生素生產aaa。這類發酵罐的滅菌aaaa,是通過下列手段而達到的:即高度標準化的發酵罐結構、料液的連續滅菌和利用電腦控制滅菌和操作週期aaa,以最大限度地減少人工操作的差錯aaaaa。但連續發酵的應用範圍極爲有限aaa,工業上普遍開始採用分批培養和分批補料培養法aaaaa。

抗生素工業的興起aaa,使發酵工業在產品更新、新設備、新技術的應用上都達到了前所未有的水平aaa。一門反映生物和化工相交叉的學科——生化工程也隨之誕生aaaa,並取得了飛速發展Hasting指出(1954年)aaa,生化工程要解決的十大問題是深層培養、通氣、空氣除菌、攪拌、結構材料、容器、冷卻方式、設備及培養基除菌、過濾、公害aaaa。到20世紀60年代中期aaa,生化工程的研究人員在發酵及與之相關的管路網絡設計、操作中推選了無菌的概念aaa,建立了無菌操作的一整套技術aaa。1964年Aiba等人認爲通氣攪拌與放大是生化工程學科的核心aaaaa,其中放大是生化工程的焦點aaaa。由於通氣攪拌尤其是發酵罐的放大問題不僅僅是發酵罐的特性、液體的動態有關aaa,而且與微生物的代謝反應緊密相連aaaa,因此aaaaa,1973年Aiba等人進一步指出aaaaa,在大規模研究方面aaaaa,僅僅把重點放在無菌操作、通氣攪拌等過程的物理現象解析和設備的開發上是不夠的aaa,應當進一步開展對微生物反應本質的研究aaaa。其後aaaaa,生化工程的研究重點就逐步從對過程的物理特性研究過渡到對微生物反應進行定量研究上來aaa。

發酵整個生物反應過程的關鍵設備aaaa。它是爲特定的細胞或酶提供適宜的生長環境或進行特定的生化反應的設備aaa,它的結構、操作方式和操作條件與產品的質量、產量和能耗有着密切的關係aaaaa。發酵罐存在着物料的混合與流動、傳熱等化學工程問題aaaaa;存在着氧和基質的供需和傳遞、發酵動力學、酶催化反應動力學、發酵液的流變學以及生物反應器的設計與放大等一系列帶着共性的工程技術問題aaaa;同時還包括生物反應過程的參數檢測和控制aaaa。有關這一加工過程的工程問題已發展成爲生化工程的重要學科分支——生物反應工程aaaa。

發酵生產與化學工程的結合促成了發酵生產的第一次飛躍aaa。現代意義上的發酵工程是一個由多學科交叉、aaaa,融合而形成的技術性的應用性較強的開放性的學科aaaaa。

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