发酵罐设备分类简介.docx

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1、发酵罐设备分类简介发酵罐用于抗生素、氨基酸等近代生物技术产品的发酵罐，其主要形式结构未见有突出进展的介绍，而有关性能操作的部件却有日新月异的发展。主要是："I(Y-p,C1O)-I:f!i(b-`4}5E&S"r0l罐型结构(T8y+A/L.K(i)d  J0M9S%z2P&k"i在生产规模应用的发酵罐大部分的型式，仍然是机械搅拌式、液体喷射循环式和压缩空气鼓泡式三大类型。2d0e0`  ]-Z$e7c*I%]2E$,B/F8y.(r9i1、机械搅拌式发酵罐,G7s&{*Y+r%u9M-

2、#P.`*^&z3};

3、3v;A5M主要是从径向液流的涡轮

4、搅拌器向轴向液流的翼型叶轮及其组合结构的研究方向发展，Lightnin公司的A315为首的轴向叶轮在80年代问世以后，许多国家的类似研究报道陆续发表，其几何尺寸大同小异，叶轮与罐径之比一般为0.5，搅拌功率常数为0.75。同时类似的结构ProchemMaxfloT搅拌器，叶轮与罐径之比稍小，为0.47，而搅拌功率常数为1.0。随之而起的还有Scaba6SRGT搅拌器，叶轮与罐径之比为0.44。搅拌功率常数为1.40；另一种Ekatolnter搅拌器的叶轮与罐径之比则大至0.60，搅拌功率常数小至0.30，特别适用于高粘度的培养液的混合过程，并且对被培养

5、的生物体的剪切力也相当小，在配对使用时，具有良好的效果。:W,s$u8P3q1J.K:w'O1J$^0X+q  `这些搅拌器虽然大都能够在不同程度上节约能量、提高气液接触效率。但是并不能完全取代涡轮搅拌器，不少生产工厂往往采用这类搅拌器与径向液流的涡轮搅拌组合使用，适当改变搅拌叶距，收到取长补短的效果，也有不少技术革新的介绍。国内已有不少单位进行研究开发，也有工厂曾经引进现成组件，在青霉素、柠檬酸、黄元胶等产品进行过15～100吨罐规模的试验。%C*G-A1t&x#_5Q$_/e1k2u9@6]"R%b.j7H+K6x2、液体喷射循环式发酵罐*?4A(

6、[2Y-D'b,g:[3[#M6H1l&c%~)f4W#[9y3T这类罐型有塔式和罐式两种，通过动力输送培养液经过设在顶部或底部的喷嘴在高速液流下与压缩空气或自行吸入的空气进行混合，在反应器内自上而下或自下而上地经过或不经过导流筒或筛板进行分隔，实现发酵过程。对于大型发酵罐，由于搅拌罐的功率消耗太大，发展这类罐型仍然受到重视。研究开发的重点是喷嘴型式和结构。总的趋势是由双喷嘴向单喷嘴方向发展，从改进几何尺寸着手，提高气液比和混合效率。对于大型的罐式生物反应器，一种较新的构型是液体由下方的喷嘴进入发酵罐的底部后，经过倒锥形折流装置沿着径向分散，与来自上方

7、的喷嘴送入的气体同样被倒锥的上底折流，相互混合，均匀分布，由罐底上升，实现发酵过程。对于非丝状菌的大规模培养很有实用价值。国内也有工程开发的介绍，部分曾在中试规模进行试验。*e8G/P+?#I(^7n!D  ?.n!w6Y&t+r#^7h"S5k3、压缩空气鼓泡式发酵罐&W){5z9W3V  S$R(u#s0P$Q/P/~$y3c$9H这类发酵罐在1984年英国ICI公司以导流筒内多孔板分布结构的超大型内循环罐型用于烃类发酵生产酵母取得成功以后，近一、二十年来开发的结构多种多样。国内已有100吨罐用于山梨醇发酵试验，400吨罐用于衣康酸的生产和200

8、吨以上多种规模的谷氨酸生产，有环隙气升式、外循环气升式等不同构型，都有比较显著的效果。.F'g6Q9k3[%z5Y7E0x.i'l4u9s%f有关这类罐型的功耗指标，一般的内循环气升式罐功耗为3.5kw/m3，其KLa仅为350/h；循环气升式反应器的功耗为5kw/m3，其KLa亦仅400/h。国外对这类反应器的主要开发进展是追求节约功耗、提高溶氧水平，如多层筛板式反应器的功耗水平为3.5kw/m3，而KLa可达1000/h。国内在这方面还存在较大差距。'A#^2D/K'M:s8`!z/C-s"t'E1J4D1V关键部件及相关技术  T5R-A8k-y

9、&J3Z.g$Z,K0X  z1l2k1、传动结构%?:z4?.a4U"O2l0k&N&t6x  ^7l/c国外生产规模的发酵罐大都采用底伸式搅拌轴，已有多年的历史。部分工厂的165吨罐还有顶伸式搅拌轴的结构，与国内相仿，但其传动方式均为变速电动机通过齿轮箱直接传动，其变速方式最初为二次液体变速器，最大功率可达450kw，投资较低；目前以变阻变频法为多，投资稍高，控制较为方便。都可根据发酵过程的溶氧需要而随时调整转速，可以稳定产量、降低能耗。而国内长期以来仍然停留在齿轮减速机与皮带轮的组合结构，罐顶负荷重、车间噪音大，功耗也较高，80年代以来，变频调速

10、己在中小型罐上开始应用，大型罐尚未有进展。此外，国外的底伸式搅拌轴结构的传动方式，有的还考虑到