发酵设备 发酵罐的一些操作
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? 中间轴承 ? 空气吹泡管（或空气喷射器） ? 挡板 ? 冷却装置 ? 人孔以及视镜 ? 其它
发酵罐的基本条件
机械搅拌发酵罐在工厂广泛采用。它是利用机械搅拌器的作用，使空气和发酵 液充分混合，提高发酵液的溶解氧，供给微生物生长繁殖代谢过程所需的氧。
① 发酵罐应具有适宜的径高比（ 高/径比约为2.5～4 ） ② 结构严密，耐腐蚀，光滑，附件少，无死角，可反复灭菌，脱落
非循环式—— 喷射式
排管式
风搅
循环式——空气带升式
小试机械搅拌通气式发酵罐
中 试 机 械 搅
拌 通 气 式 发 酵 罐
一、通用式机械搅拌发酵罐结构
? 设备主要部件包括：
? 罐身 ? 电机
? 搅拌器 设备主要部件包括罐身、搅拌器、轴封、消泡器、联轴
? 轴封
? 消器泡、器 中间轴承、空气吹泡管（或空气喷射器）挡板、冷却装 ? 联置轴、器 人孔以及视镜等。
湿地板区 发酵罐、蒸馏装置、灭菌设施等 地板可以承载一定的负荷
分析区
气相色谱仪、液相色谱仪、分光光度计等
避免潮湿、振动，保证读数的准确性和仪 器的使用寿命
固体 量少 浅盘，帘子
量多 厚层通风发酵设备
液体
厌氧发酵 好氧发酵 机械搅拌
非循环式——通用式机械搅拌发酵罐、自吸式
循环式
伍氏（内循环）、 泵循环、文氏管循环（外循环）
操作人员的穿着
准备室
灭菌消毒：KMnO4和甲醛熏蒸，比例根据污染程度而定； 注意安全，关好窗防止MnO 2跑掉。
天平、灭菌锅、培养箱、 pH 计
摇床
往复式 ——供氧比较好，但培养液容易溅起、 易污染 旋转式 ——溶解氧较少，培养液不容易溅起
通用试验区
培养基的配制、细胞干重以及普通的测定 （粘度等）
1. 罐体
?罐体由圆柱体或碟形封头焊接而成，材料为碳钢或不锈钢，大型发酵罐可 用衬不锈钢或复合不锈钢制成，衬里用的不锈钢厚度为 2～3mm 。 ?为了满足工艺要求，罐需要承受一定压力，通常灭菌压力为 0.25MPa 。 ? 生产用的发酵罐容积有 20m 3，30m 3，50～60m 3，75m 3，150m3以至500m 3。 ?罐壁厚度决定于罐径及罐压的大小。 ?小型发酵罐罐顶和罐身用法兰连接，为了便于清洗，小型发酵罐罐顶设有 清洗用的手孔。中大型发酵罐装设有快开人孔。 ?罐顶装有视镜及灯镜、进料管、补料管、排气管、接种管和压力表接管， 排气管尽可能靠近罐顶中心位置。 ?罐身上有冷却水进出管、进空气管、温度计管和测检仪表接口。 ?取样管可装在罐侧或罐顶，视操作方便而定。 ?在罐体上的管路越少越好，进料口、补料口和接种口可合为一个接管口。 放料可利用通风管压出。
2. 搅拌器和挡板 －搅拌器
搅拌作用
?打碎空气气泡，增加气液接触界面以提高气液间的传质效率； ?使发酵液充分混和，液体中的固形物料保持悬浮状态。
搅拌叶的类型
?螺旋桨式——形成轴向螺旋流动，混和效果较好，但对气泡的 分散效果不好，剪切率较低 ?平直叶式——阻力大，能耗大，输出功率大 ?弯叶式——径向流动更为强烈，混合效果好，输出功率较低 ?箭叶式——轴向流动较强烈，造成的剪切率较低，输出功率较 低 ?栅式——提高高粘度发酵液的溶解氧
4. 轴封 ② 轴的磨损情况较严重；
③ 填料压紧后摩擦功率消耗大；
轴封的作④用寿是命防短止，泄维持漏工和时染多菌。。 常用的轴封有填料函和端面轴封两种。
常用圆盘 涡轮式
斜叶式
齿形圆盘 涡轮式
翻齿型
平直叶式
弯叶式
平齿型
贴齿型
框、锚式
椭圆底框式 直锥底框式
锚式来自百度文库
螺带螺杆式
锥底螺带螺杆式
螺带螺杆式
六叶式
四叶式
六斜叶式
六弯叶式 推进式
三叶式
推进式
六直叶式 开启涡轮式
开启涡轮式
异形叶圆 盘涡轮式
半圆弧圆盘涡轮式
箭叶圆盘涡轮式
折叶桨式
C型
E型
S型
2. 搅拌器和挡板 －挡板
坡形地面，便于泻水
超净工作台
? 超净台是80年代开始问世的一种防止污染的装置。其主要功 能是利用空气层流装置排除工作台面上部包括微生物在内的 各种微小尘埃。
? 通过电动装置使空气通过高效过滤器具后进入工作台面，使 台面始终保持在流动无菌空气控制之下。而且在接近外部的 一方有一道高速流动的气帘防止外部带菌空气进入。
第二章
发 酵 设备
生物工艺实验室包括：
无菌室
接种操作
准备室
菌种培养等
发酵 湿地板区
分析区 通用实验区 发酵液的分析
配制培养基等
无菌室
拉门
工作台
缓冲间
消毒间 更衣室
? 高度：一人加一手， 便于消毒清扫； ? 墙面涂上漆，最好不 锈钢材料，光滑； ? 顶上安紫外灯，高出 操作台30cm
拱形顶，水滴会滑下来， 不会直接滴下来
的金属要少 ③ 要有良好的气-液、液-固混合性能（使细胞能获得营养） ④ 要尽量少的搅拌和通气的动力消耗 ⑤ 良好的热交换性能，足够的冷却面积 ⑥ 良好的消泡性能 ⑦ 有必要、可靠的检测控制性能 ⑧ 耐压，4.5kg/cm 2（蒸气压一般 3～4kg/cm 2）
发酵罐罐体的尺寸比例
?罐体各部分的尺寸有一定比例， 高/径比约为2.5～4。 ?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3倍。 ?对于大型发酵罐以及液体深度H L 较高的，可安装三组或三组以上的 搅拌桨叶。 ?最下面一组搅拌器与风管出口较 接近为好，与罐底的距离 C一般等 于搅拌器直径D，不宜小于0.8D， 否则会影响液体的循环。
╠挡板与罐壁之间的距离为（1/5 ～1/8）D。
W D
Z=（0.1～D0.12）D Z= 0.5
D——罐的直径（mm ） Z——挡板数 W——挡板宽度（mm ）
3. 消泡器
有锯齿式、梳式、孔板式、旋桨梳式等； 孔板式的孔径约10～20mm 。 消泡器的长度约为罐径的0.65倍。
消泡叶轮 消泡桨
填料函 优点：结构简单 缺点：① 死角多，很难彻底灭菌，容易渗漏及染菌；
╠挡板的作用——防止液面中央产生漩涡，促使液体激烈翻动，
提高溶解氧。
╠挡板宽度约为（0.1～0.12）D；
╠装设4～6块挡板，可满足全挡板条件。
全╠挡竖板立条的件蛇—管—、在列一管定、转排速管下也，可再以在起搅挡拌板罐作内用增；加挡板或其 他附件，搅拌功率仍保持不变而漩涡基本消失。能达到消除 液╠面挡漩板涡的的长最度低自条液件面即起全至挡罐板底条为件止。。
发酵罐的基本条件
机械搅拌发酵罐在工厂广泛采用。它是利用机械搅拌器的作用，使空气和发酵 液充分混合，提高发酵液的溶解氧，供给微生物生长繁殖代谢过程所需的氧。
① 发酵罐应具有适宜的径高比（ 高/径比约为2.5～4 ） ② 结构严密，耐腐蚀，光滑，附件少，无死角，可反复灭菌，脱落
非循环式—— 喷射式
排管式
风搅
循环式——空气带升式
小试机械搅拌通气式发酵罐
中 试 机 械 搅
拌 通 气 式 发 酵 罐
一、通用式机械搅拌发酵罐结构
? 设备主要部件包括：
? 罐身 ? 电机
? 搅拌器 设备主要部件包括罐身、搅拌器、轴封、消泡器、联轴
? 轴封
? 消器泡、器 中间轴承、空气吹泡管（或空气喷射器）挡板、冷却装 ? 联置轴、器 人孔以及视镜等。
湿地板区 发酵罐、蒸馏装置、灭菌设施等 地板可以承载一定的负荷
分析区
气相色谱仪、液相色谱仪、分光光度计等
避免潮湿、振动，保证读数的准确性和仪 器的使用寿命
固体 量少 浅盘，帘子
量多 厚层通风发酵设备
液体
厌氧发酵 好氧发酵 机械搅拌
非循环式——通用式机械搅拌发酵罐、自吸式
循环式
伍氏（内循环）、 泵循环、文氏管循环（外循环）
操作人员的穿着
准备室
灭菌消毒：KMnO4和甲醛熏蒸，比例根据污染程度而定； 注意安全，关好窗防止MnO 2跑掉。
天平、灭菌锅、培养箱、 pH 计
摇床
往复式 ——供氧比较好，但培养液容易溅起、 易污染 旋转式 ——溶解氧较少，培养液不容易溅起
通用试验区
培养基的配制、细胞干重以及普通的测定 （粘度等）
1. 罐体
?罐体由圆柱体或碟形封头焊接而成，材料为碳钢或不锈钢，大型发酵罐可 用衬不锈钢或复合不锈钢制成，衬里用的不锈钢厚度为 2～3mm 。 ?为了满足工艺要求，罐需要承受一定压力，通常灭菌压力为 0.25MPa 。 ? 生产用的发酵罐容积有 20m 3，30m 3，50～60m 3，75m 3，150m3以至500m 3。 ?罐壁厚度决定于罐径及罐压的大小。 ?小型发酵罐罐顶和罐身用法兰连接，为了便于清洗，小型发酵罐罐顶设有 清洗用的手孔。中大型发酵罐装设有快开人孔。 ?罐顶装有视镜及灯镜、进料管、补料管、排气管、接种管和压力表接管， 排气管尽可能靠近罐顶中心位置。 ?罐身上有冷却水进出管、进空气管、温度计管和测检仪表接口。 ?取样管可装在罐侧或罐顶，视操作方便而定。 ?在罐体上的管路越少越好，进料口、补料口和接种口可合为一个接管口。 放料可利用通风管压出。
2. 搅拌器和挡板 －搅拌器
搅拌作用
?打碎空气气泡，增加气液接触界面以提高气液间的传质效率； ?使发酵液充分混和，液体中的固形物料保持悬浮状态。
搅拌叶的类型
?螺旋桨式——形成轴向螺旋流动，混和效果较好，但对气泡的 分散效果不好，剪切率较低 ?平直叶式——阻力大，能耗大，输出功率大 ?弯叶式——径向流动更为强烈，混合效果好，输出功率较低 ?箭叶式——轴向流动较强烈，造成的剪切率较低，输出功率较 低 ?栅式——提高高粘度发酵液的溶解氧
4. 轴封 ② 轴的磨损情况较严重；
③ 填料压紧后摩擦功率消耗大；
轴封的作④用寿是命防短止，泄维持漏工和时染多菌。。 常用的轴封有填料函和端面轴封两种。
常用圆盘 涡轮式
斜叶式
齿形圆盘 涡轮式
翻齿型
平直叶式
弯叶式
平齿型
贴齿型
框、锚式
椭圆底框式 直锥底框式
锚式来自百度文库
螺带螺杆式
锥底螺带螺杆式
螺带螺杆式
六叶式
四叶式
六斜叶式
六弯叶式 推进式
三叶式
推进式
六直叶式 开启涡轮式
开启涡轮式
异形叶圆 盘涡轮式
半圆弧圆盘涡轮式
箭叶圆盘涡轮式
折叶桨式
C型
E型
S型
2. 搅拌器和挡板 －挡板
坡形地面，便于泻水
超净工作台
? 超净台是80年代开始问世的一种防止污染的装置。其主要功 能是利用空气层流装置排除工作台面上部包括微生物在内的 各种微小尘埃。
? 通过电动装置使空气通过高效过滤器具后进入工作台面，使 台面始终保持在流动无菌空气控制之下。而且在接近外部的 一方有一道高速流动的气帘防止外部带菌空气进入。
第二章
发 酵 设备
生物工艺实验室包括：
无菌室
接种操作
准备室
菌种培养等
发酵 湿地板区
分析区 通用实验区 发酵液的分析
配制培养基等
无菌室
拉门
工作台
缓冲间
消毒间 更衣室
? 高度：一人加一手， 便于消毒清扫； ? 墙面涂上漆，最好不 锈钢材料，光滑； ? 顶上安紫外灯，高出 操作台30cm
拱形顶，水滴会滑下来， 不会直接滴下来
的金属要少 ③ 要有良好的气-液、液-固混合性能（使细胞能获得营养） ④ 要尽量少的搅拌和通气的动力消耗 ⑤ 良好的热交换性能，足够的冷却面积 ⑥ 良好的消泡性能 ⑦ 有必要、可靠的检测控制性能 ⑧ 耐压，4.5kg/cm 2（蒸气压一般 3～4kg/cm 2）
发酵罐罐体的尺寸比例
?罐体各部分的尺寸有一定比例， 高/径比约为2.5～4。 ?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3倍。 ?对于大型发酵罐以及液体深度H L 较高的，可安装三组或三组以上的 搅拌桨叶。 ?最下面一组搅拌器与风管出口较 接近为好，与罐底的距离 C一般等 于搅拌器直径D，不宜小于0.8D， 否则会影响液体的循环。
╠挡板与罐壁之间的距离为（1/5 ～1/8）D。
W D
Z=（0.1～D0.12）D Z= 0.5
D——罐的直径（mm ） Z——挡板数 W——挡板宽度（mm ）
3. 消泡器
有锯齿式、梳式、孔板式、旋桨梳式等； 孔板式的孔径约10～20mm 。 消泡器的长度约为罐径的0.65倍。
消泡叶轮 消泡桨
填料函 优点：结构简单 缺点：① 死角多，很难彻底灭菌，容易渗漏及染菌；
╠挡板的作用——防止液面中央产生漩涡，促使液体激烈翻动，
提高溶解氧。
╠挡板宽度约为（0.1～0.12）D；
╠装设4～6块挡板，可满足全挡板条件。
全╠挡竖板立条的件蛇—管—、在列一管定、转排速管下也，可再以在起搅挡拌板罐作内用增；加挡板或其 他附件，搅拌功率仍保持不变而漩涡基本消失。能达到消除 液╠面挡漩板涡的的长最度低自条液件面即起全至挡罐板底条为件止。。