发酵罐及发酵工程应用实例精选课件.ppt

关于发酵罐及发酵工程应用实例
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一、发酵罐
由于氧在培养液中的溶解度较小，为了增加培养液中氧的浓度，满足微生物的需求，保持培养液的均匀悬浮状态，促使发酵热散失，往往需要在发酵罐中通气、搅拌。
在发酵生产中，除了某些溶剂（如：乙醇、丙酮、丁醇）及乳酸等少数产品是厌氧发酵外，多数发酵产品都是好氧培养得到的。
生物化工生产中常用的发酵罐可根据其搅拌的方式不同，将其分为机械搅拌、压缩空气鼓泡搅拌和强制液体循环搅拌三种类型。

机械搅拌式发酵罐可根据其搅拌形式分为，通气式发酵罐、自吸式发酵罐等。
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排管传热气通式发酵罐
机械搅拌通气式发酵罐又称为通用式发酵罐，是工业上最常用的一种微生物反应器。
通气式发酵罐的主要优点是：发酵液的 pH 值和温度易于控制；适合连续培养。
①优点
②缺点
⑴通气式发酵罐
通气式发酵罐的主要缺点是：设备结构复杂，难以清洗；在丝状菌的培养过程中，细胞易受损伤。
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⑵自吸式发酵罐
自吸式发酵罐不需要空压机供应压缩空气，它是利用搅拌器旋转时产生的负压吸入空气。
搅拌与供空气均由机械搅拌器完成，省去空压机。
①优点
吸程不高，须采用低阻力高效空气除菌装置，对无菌要求高的发酵不适应；由于空气在搅拌时直接进入发酵罐，故对厌氧菌的发酵不适应。
②缺点
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一、KRH-PJ发酵罐系列产品
基本性能
发酵罐的控制是液晶触摸屏操作界面，PLC控制器。
该设备对温度、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。
两种市售机械搅拌发酵罐
二、30BS-100JS-3000发酵罐
罐体材料——不锈钢。搅拌系统——采用上悬挂强磁力搅拌系统，无机械密封不易泄漏，底部无顶针罐底磁力搅拌。
控制系统——自动、手动。
泡沫控制——全自动 PID 测控与报警，蠕动泵自动添加消泡剂。
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鼓泡式发酵罐是借助鼓入空气而提供混合与传质所需的功率。
排气
排料
进料
进料
空气
鼓泡式发酵罐的结构如右图所示，空气与培养液由下部鼓入罐体，并以分散系通过筛板鼓泡。
鼓泡式发酵罐结构简单，造价低，动力消耗较小，避免了机械搅拌因轴封不严带来的杂菌污染，减小了对丝状菌培养过程中的细胞易受损伤。
鼓泡式发酵罐一般较适用于，培养液粘度低、固含量低、需氧量较低的发酵过程。
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气升式发酵罐与鼓泡式发酵罐相似，不设机械搅拌，但在罐外设体外循环管，或在罐内设导流筒（拉力筒）。
气升式发酵罐结构简单，造价低，动力消耗较小，避免了机械搅拌因轴封不严带来的杂菌污染，减小了对丝状菌培养过程中的细胞易受损伤。
气升式发酵罐一般较适用于，粘度低、固含量低的培养液。
⑴气升环流式发酵罐
排气
排料
进料
空气
排气
排料
进料
空气
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⑵喷嘴环流式发酵罐
喷嘴环流式发酵罐采用机械泵引射压缩空气，在喷嘴处形成剪切力场，将射入的空气在液相中分散为小气泡。
这些小气泡在罐内开始会积聚出较大的气泡，通过环流后将重新分散，从而加快了传质速率。
与机械搅拌式发酵罐相比，在同样耗能的前提下，喷嘴环流式发酵罐的氧传质速率要高得多。
与气升式发酵罐比较，喷嘴环流式发酵罐的适用氛围相对较广。
排气
排料
进料
空气
外循环支路
喷嘴
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一、光照气升式发酵罐
KRH-WQ 发酵罐系列产品
基本性能
发酵罐的控制是光照气升式反应器采用外循环，由罐体和外挂式提升管组成，在提升管内置为冷光源的光照系统，光照时间可根据工艺要求而定。
该设备配有多个发酵罐专用标准接口，如pH接口、DO接口、温控接口、接种口、消泡报警口等。
两种市售气升式发酵罐
二、气升内环流发酵罐
AIF 发酵罐系列产品
特点：
气流搅拌，剪切力小，特别适用于霉菌菌丝体和动植物细胞等剪切敏感体系的纯培养。
无机械密封，具有可靠的抗污染密封性能。
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⑶连续管道发酵器
连续管道发酵器有多种多样，可以是直管也可以是蛇管。培养液和种子液不断流入发酵器进行发酵。
连续管道发酵器主要用于厌氧发酵。
种子罐
管道发酵器
培养液