发酵罐的类型有哪些
第十章 通风发酵的设备
第二节
通气与搅拌
一、搅拌器的型式及流型 1. 型式
机械搅拌器大致可分为：轴向推进、径向推进
（1） 螺旋桨式搅拌器
（2）圆盘平直叶涡轮搅拌器
（3）圆盘弯叶涡轮搅拌器
（4）圆盘箭叶涡轮搅拌器
2. 流型
（1）罐中心装垂直螺旋桨搅拌器的搅拌流型
（2）涡轮式搅拌器的流型
（3）装有套筒时的搅拌器搅拌流型
（9）发酵罐的换热装臵
①夹套式换热装臵
优点
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。
缺点
传热壁较厚，冷却水流速低，发酵时降温效果差。
②竖式蛇管换热装臵
优点：冷却水在管内的流速大；传热系数高。
适用于冷却用水温度较低的地区 气温高的地区，应采用冷冻盐水或冷冻水冷却 。
E
A. 几种电解质的混合溶液
氧的溶解度根据溶液的离子强度计算：
lg CW hi I i *
*
C
e
i
hi：第I种离子的常数（m3/kmol） Ii：第I种离子的离子强度（kmol/m3）
B. 非电解质溶液
C lg C
*
*
W * n
K CN
C ：氧在在非电解质溶液中的溶解度（mol/m3）
③使菌体分散，同时减少菌体表面液膜的厚度，有
利于氧的传递；
④使发酵液产生湍流，降低气/液接触界面的液膜厚 度，减小氧传递过程的阻力，增大KLa值。
带有机械搅拌的通风发酵罐其搅拌器与氧传递
速率常数KLa的关系
Pg K L a k V
0.95
Vs0.65
发酵罐行业标准课件
CHAPTER
发酵罐行业标准的创新驱动作用
01
02
03
促进技术进步
发酵罐行业标准的制定和 实施，能够推动相关技术 的进步和创新，提高产品 的质量和生产效率。
规范市场秩序
通过制定统一的标准，能 够规范市场秩序，避免无 序竞争和劣质产品的出现， 保护消费者的权益。
提升国际竞争力
遵循国际标准，能够提升 我国发酵罐行业的国际竞 争力，推动产品走向世界 市场。
发酵罐行业标准的未来发展展望
绿色环保
未来发酵罐行业标准将更 加注重环保和可持续发展， 推动绿色生产。
智能化
随着智能化技术的发展， 未来发酵罐行业标准将更 加注重智能化和自动化技 术的应用。
国际接轨
加强与国际标准的对接， 提升我国发酵罐行业的国 际地位和影响力。
修订完善
根据反馈意见和建议，对标准进行修 订和完善，提高标准的科学性和实用 性。同时，关注国际标准和国内先进 标准的发展动态，及时引进和吸收先 进经验和技术成果。
CHAPTER
国际发酵罐行业标准概览
国际发酵罐行业标准主要由国际标准化 组织（ISO）和联合国粮食及农业组织 （FAO）等机构制定，旨在规范发酵罐 的设计、制造、使用和检测等方面的技
发酵罐的应用领域
总结词
发酵罐广泛应用于医药、食品、农业、环保等领域。
详细描述
医药领域用于抗生素、酶制剂等生物制品的生产；食品领域用于酸奶、面包等食 品的加工；农业领域用于植物生长调节剂、生物农药等产品的制备；环保领域用 于废水处理和沼气发酵等。
发酵罐行业的发展趋势
总结词
随着生物技术的不断发展，发酵罐行业正朝着高效、节能、 环保等方向发展。
发酵罐的检测与验收标准
工程设备课件-发酵罐
盘顶 旋风方向
图 13-11 空气分配盘
5
6
4 3
2
1
图 13-12 气流喷舞干燥喷咀 空气管 2-压紧螺帽 3-喷咀座 4-压紧螺帽
5-喷咀 6-进液管 7-喷咀口
➢喷雾干燥特点
1.干燥速率快、时间短； 2.干燥温度低； 3.制品具有良好的分散性和溶解性，成品纯度高。
➢应用
特别适用于不能借结晶方法得到固体产品的生物制 品生产中，如酵母、核苷酸和某些抗生素药物的 干燥。
一，粗馏塔板类型及结构
1 泡罩塔板
该类塔板适宜处理易起泡的液 体。是国内不少酒精厂家的粗 馏塔主要采用的装置。主要由 塔体，塔板和升气管等部件组 成。
泡罩塔的操作：
泡罩底部浸没在塔板上的液体，形成 液封，气体自升气管上升，流经升气 管和泡罩之间的环形通道，再从泡罩 齿缝（主要是分散气体，增大气液接 触面积）中吹出，进入塔板上的液层 中鼓泡传质。常见的泡罩为倒扣的自 行车铃盖形，周边有齿缝。齿缝一般 为矩形，三角形和梯形。
湿物料的干燥操作有2个基本过程同时进行：
1.传热过程，热量由气体传递给湿物料，使其温度 升高；
2.传质过程，物料内部的水分向表面扩散，并在表 面汽化被气流带走。
三、干燥设备的选型原则
➢生物工业制品的干燥设备类型
瞬时快速干燥设备：滚筒干燥设备、喷雾干燥 设备、气流干燥设备、沸腾干燥设备
低温干燥设备：真空干燥设备、冷冻干燥设备
机械搅拌自吸式发酵罐
▪
之
自 吸 式
自 吸
发
式
酵
发
罐
酵
罐
的结Βιβλιοθήκη 构气升式发酵罐类型： 气升环流式
鼓泡式 空气喷射式
发酵罐类型与分类
发酵罐类型与分类
工业化大规模的发酵过程，以通气纯种培养为主。
通过纯种培养的发酵罐有自吸式发酵罐、标准式发酵罐、气升式发酵罐、喷射式叶轮发酵罐、外循环发酵罐和多孔板塔式发酵罐等。
自吸式发酵罐系通过发酵罐内叶轮的高速转动,形成真空将空气吸入罐内,由于叶轮转动产生的真空,其吸入压头和空气流量有一定限制,因而仅适用对通气量要求不高的发酵品种;
塔式发酵罐是将发酵液置于多层多孔塔板的细长罐体内,在罐底部通入无菌空气,通过气体分散进行氧的传递,但其供氧量也受到一定限度;
气升式发酵罐、喷射式叶轮发酵罐、外循环发酵罐均是通过无菌空气在罐内中央管或通过旋转的喷射管和罐外喷射泵将发酵液进行一定规律的运动,从而达到气液传质。
目前气升式发酵罐在培养基较稀薄,供氧量要求不过分高的条件下(如(V1C 发酵) 得到了较为广泛使用,其它喷射式叶轮发酵罐、外循环发酵罐也有一定的用途.
但在发酵工业中,仍数兼具通气又带搅拌的标准式发酵罐用途最为普遍,标准式发酵罐被广泛使用抗生素、氨基酸、柠檬酸等各个领域。
2.3发酵罐及灭菌方法
第一节 物理消毒灭菌法
热力灭菌法 辐射杀菌法 滤过除菌法 超声波杀菌法 干燥与低温抑菌法
一. 热力灭菌法
干热灭菌法— 焚烧：废弃物、尸体 灼烧：接种环、试管口 干烤：玻璃器皿 红外线：医疗器械 湿热灭菌法（moist heat sterilization)— 巴氏消 毒法：61.6-62.8 ℃30min或71.7℃15-30s,主要用于 牛乳消毒。 煮沸法；流动蒸汽消毒法 间歇蒸汽消毒法； 高压蒸汽灭菌法
消毒剂的种类：酚类、醇类、重金
属盐类、氧化剂、表面活性剂、烷 化剂。
消毒剂的应用：病人排泄物与分泌
物、皮肤、粘膜、饮水、厕所、空 气、手。
第三节 影响消毒灭菌效果的因素
消毒剂的性质、浓度与作用时间 微生物的种类与数量 温度 酸碱度 有机物
发酵罐按容积分类
一般认为500L以下的是实验室发酵罐；
500-5000L是中试发酵罐；
5000L以上是生产规模的发酵罐。
现代发酵工程规模
低值工业品大型化
以规模来取胜 （几十数百吨）。如味精、氨基酸、 有机酸、抗生素、饲料、食品工业用 产品等；
高价值转基因产品小型化（几十数
百升）。基因工程大肠杆菌、酵母菌 高密度培养；动物细胞植物细胞培养；
二. 辐射杀菌法
紫外线 波长200-300nm的紫外线具有杀菌作用。 其主要作用于DNA，使一条DNA链上相 邻的两个胸腺嘧 啶共价结合形成二聚体， 导致细菌变异和死亡。 电离辐射 高速电子、X射线、γ射线 微波 波长1mm~1m
三. 滤过除菌法
赛氏滤器
玻璃滤器
薄膜滤器
四. 超声波杀菌法
微生物工艺试题及答案
微生物工艺试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 微生物工艺中常用的发酵罐类型是：A. 间歇式发酵罐B. 连续式发酵罐C. 分批式发酵罐D. 流化床发酵罐答案：B2. 下列哪种微生物不是通过孢子繁殖？A. 酵母菌B. 细菌C. 霉菌D. 放线菌答案：B3. 在微生物工艺中，下列哪种物质不是常用的碳源？A. 葡萄糖B. 乳糖C. 硝酸盐D. 淀粉答案：C4. 微生物生长曲线中的对数生长期也被称为：A. 迟缓期B. 指数生长期C. 稳定期D. 衰亡期答案：B5. 微生物工艺中，下列哪种设备用于控制发酵过程中的pH值？A. 搅拌器B. 温度控制器C. pH控制器D. 氧气传感器答案：C二、填空题（每空1分，共10分）1. 微生物工艺中，常用的灭菌方法包括_______、_______和_______。
答案：高压蒸汽灭菌、干热灭菌、化学灭菌2. 在微生物培养过程中，_______是影响微生物生长的重要因素之一。
答案：氧气供应3. 微生物工艺中，_______是用于控制发酵过程中微生物生长的关键参数。
答案：温度4. 微生物的_______是衡量其生长状况的重要指标。
答案：生物量5. 在微生物工艺中，_______是用于提高发酵效率的一种技术。
答案：基因工程三、简答题（每题5分，共20分）1. 简述微生物工艺中发酵过程的基本步骤。
答案：发酵过程的基本步骤包括：接种、培养、发酵、收获和后处理。
2. 描述微生物工艺中常用的几种微生物筛选方法。
答案：常用的微生物筛选方法包括：选择性培养基筛选、抗性筛选、酶活性筛选和分子生物学筛选。
3. 说明微生物工艺中发酵罐的工作原理。
答案：发酵罐的工作原理是通过控制温度、pH值、氧气供应和营养物质的添加，为微生物提供适宜的生长环境，从而实现微生物的大量繁殖和代谢产物的积累。
4. 阐述微生物工艺中基因工程在提高发酵效率中的作用。
答案：基因工程在微生物工艺中通过改造微生物的遗传物质，提高其代谢效率、增加产物的产量或改善产物的质量，从而提高发酵效率。
啤酒发酵罐的结构和种类
啤酒发酵罐的结构和种类啤酒，这可是个好东西，既解渴，又能让人放松。
不过你知道吗？其实这杯看似简单的啤酒，背后可是有着一整套复杂的制作过程。
而这个过程当中，最重要的“幕后英雄”之一，就是发酵罐。
说起发酵罐，大家可能会觉得它只是一个普通的容器，实际上它的结构和种类可大有讲究。
今天咱们就聊聊这个话题，让大家对啤酒的“成长之路”有个更深的了解。
一、发酵罐的基本结构发酵罐其实就像啤酒酿造过程中的“大肚子”，是啤酒发酵的核心所在。
咱们从最简单的部分说起，首先它得有个合适的形状。
传统的发酵罐一般是圆柱形的，虽然看起来挺普通，但它有个好处，那就是可以保证液体在罐内流动均匀，促进酵母的发酵作用。
再说了，发酵罐是压力容器，所以它的外壁通常是非常坚固的，材质多用不锈钢，耐腐蚀、抗压力，不容易生锈。
啤酒在发酵的时候可不是什么温柔的过程，罐子要经得起这种“重口味”的挑战。
发酵罐的上方一般会配有一个气阀，负责释放二氧化碳气体。
因为啤酒发酵时，酵母会把糖分转化成酒精的产生大量的二氧化碳。
你可以想象，发酵罐就像是一个压力锅，气阀的作用就是给气体一个“出口”，避免罐子内压力过大，导致意外发生。
这个气阀的设计也很有趣，有的设计得很精巧，甚至还能起到调节气压的作用，确保发酵过程的顺利进行。
发酵罐的底部也有些讲究。
通常，底部会有一个排放口，用来排除发酵过程中产生的沉淀物。
毕竟，酵母死掉后会形成一些沉淀，如果不及时清理，容易影响酒体的口感和清澈度。
通过这个排放口，酿酒师可以定期清理这些杂质，保持发酵罐内的环境清洁，确保每一批啤酒的品质。
二、发酵罐的种类既然发酵罐这么重要，那它的种类自然也不少。
咱们先从最常见的两种说起：开放式发酵罐和封闭式发酵罐。
开放式发酵罐顾名思义，就是上面没有盖的，开放的容器。
这种罐子通常用于一些小规模的手工酿酒厂。
因为它的设计比较简单，价格也相对便宜，操作起来也不那么复杂。
这种罐子的缺点也很明显——它容易受到外界环境的影响，比如灰尘、杂菌、温度等问题，可能会对啤酒的发酵过程造成干扰。
发酵罐的结构
4.消泡器
作用：破碎气泡，改善供氧，防止污染。
消泡桨形式
填料函式轴封
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。
端面式轴封
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。
3.挡板
伍式发酵罐 ：多用于纸浆废液发酵生产酵母
重组菌生物反应器
三、发酵罐的结构 1.外形、结构及几何尺寸要求 2. 搅拌装置 3.挡板 4.消泡器 5. 空气分布器 6. 换热装置
三、发酵罐的结构 1.外形、结构及几何尺寸要求
H/D=1.7－3
H—筒身高度 D-发酵罐直径
2. 搅拌装置
搅拌的目的 打碎气泡，增加气液接触面积，即a↑ 产生涡流，延长气泡在液体中的停留时间 造成湍流，减小气泡外滞流液膜的厚度，KL↑ 动量传递（N、Ws），有利于混合及固体物料保持悬浮状态
搅拌的效果: 原生流→圆周运动（径向运动）：层流及漩涡，原生流速V原∝n 挡板作用：次生流→轴向运动、翻动，决定混合好坏，V次∝n2 搅拌效果评价：传质，传热及混合效果
的发酵罐。 （2）气升式发酵罐 此类发酵罐是依靠无菌压缩空气作为液体的提升力，使罐内发酵液通过上下
翻动实现混合和传质传热过程。其特点是结构简单，无轴封，不易污染， 氧传质效率高，能耗低，安装维修方便。 （3）管道式发酵罐 管道式发酵罐是以发酵液的流动代替搅拌作用，依靠液体的流动，实现通气 混合与传质等目的。 （4）固定化发酵罐 固定化发酵罐是一种在圆筒形的容器中填充固定化酶或固定化微生物进行生 物催化反应的装置。其优点是生物利用率比较高。 （5）自吸式发酵罐 自吸式发酵罐是一种无需其他气源供应压缩空气的发酵罐，其关键部位是带 有中央吸气口的搅拌器。在搅拌过程中可以自吸入过滤空气，适合于耗 氧很低的发酵类型。 （6）伍式发酵罐 伍式发酵罐的主要部件是套筒、搅拌器。搅拌时液体沿着套简外向上升至液 面，然后由套筒内反回罐底，搅拌器是用6根弯曲的中空的不锈钢管子焊 于圆盘上，兼作空气分配器。这种发酵罐多应用于纸浆废液发酵生产酵 母。设备的缺点是结构复杂，清洗筒套较困难，消耗功率较高。
上海百仑发酵罐操作说明
搅拌设定：
PID控制调节
设定搅拌上 下限定
用于搅拌和DO关联时 使用
PID 解释
（1）比例控制（P） 比例控制是一种最简单的控制方式。其控 制器的输出与输入误差信号成比例关系。当仅有比例控制时系统 输出存在稳态误差。 （2）积分控制（I） 在积分控制中，控制器的输出与输入误差 信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态 后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差 系统。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积 分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加。积分项会增大。 这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大。它推 动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此， 比例+积分（PI）控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
第四节 灭菌控制
本产品为自动灭菌发酵罐，在灭菌时首先 点击程序中的灭菌操作。如图，点击启动 自 动。
Βιβλιοθήκη 灭菌开始，注意总进气阀（蒸汽）是否打开 检查所有阀门动作是否正确，所有阀门动作 见第二节。 若阀门动作不对，本产品还准备了旁通阀门 用来紧急使用。 本产品虽为全自动灭菌产品，但在灭菌时， 必须确保有一人在本产品旁观察，注意压力。
DO观察 在此 项只能观察 DO的当前值
在有压力自控的产品时， 通过它可以直接设定需 要的压力点击自动即可
通过输入设定值， 点击自动来控制 通气，单位 xL/h
点击开始发酵， 设备会自动进行 发酵周期运算，
在上图发酵批号是可更改的，单击左侧数字会 弹出一个对话框。如图：
在此处可以对批号进行任意更改，但是其批号 和其他软件不想通
第七节 参数校正
9 微生物工程 第九章 发酵罐的设计与放大
④ 使不均匀的另一液相均匀悬浮或充分乳化；
⑤ 强化相间的传质；
⑥ 强化传热。
发酵罐的组成：
主要包括
釜体
搅拌装置
传热装置 轴封装置
其他的附件：
各种接管（为了便于检修内件及加料、排料）、 温度计、压力表、视镜、安全泄放装置等。
釜体：由筒体和两个封头组成。 作用：为物料进行化学反应提供一定的空间。 搅拌装置：由传动装置、搅拌轴和搅拌器组成。
④ 固定化发酵罐：
圆筒形的容器中填充固定化酶或固定 化微生物进行生物催化反应的的装置。
生物利用率高。
⑤ 自吸式发酵罐：
特点：不需其他气源提供压缩空气，搅拌器带有中
央吸气口。搅拌过程中自吸入过滤空气，适用于需
氧低的发酵。
与通用发酵罐的主要区别
① 特殊的搅拌器（由转子和定子组成）；
② 没有通气管。
叶尖端线速度
n1d 1 n 2d 2
n2 d 1 n1 d 2
放大方法
经验
放大法
量纲 分析法
时间 常数法
数学模型 放大法
某一变量与变化率之比
经验放大法
几何相似放大法
非几何相似法
(1)几何相似放大法：
放大后发酵罐的空气流量、搅拌转速和 消耗功率——操作参数的放大。
空气流
几何尺寸 的确定
右图为改进的 旋风式消泡器， 它可以和消泡 剂盒配合使用， 并根据发酵罐 内的泡沫情况 自动添加消泡 剂。
（5） 空气分布器
作用：吹入无菌空气，并使空气均匀分布。
形式：单管；环形管
空气由分布管喷出上升时，被搅拌器打碎成小气
泡，并与发酵液充分混合，增加了气液传质效果。
发酵罐综述
发酵罐综述学院：生命科学学院专业：生物工程班级：2014级学号：2014021168 学生姓名：汪裕强任课教师：谢和2015 年5 月22 日摘要：本文阐述了发酵罐的结构、操作、规范及保养等，介绍了酶工程在食品加工的应用现状,并对发酵罐的作用和发展作出了展望。
关键词：发酵罐、结构、操作引言：发酵罐是微生物工程中最重要的设备之一，一个优良的培养装置应设计为具有严密的结构，良好的液体混合性能，高的传质和传热速率，以及可靠的检测及控制仪表，才能获得最大的生产效率。
一、发酵罐的主要类型：（1）通气机械搅拌罐通气机械搅拌罐是许多发酵过程的首选设备，具有高传质和传热能力，理想的气液混合效果，较长的液体停留时间和较宽的操作气速。
但缺点也明显，剪切力较大，损害许多剪切敏感型微生物能耗大，混合不均。
因此，发扬通风搅拌罐的优势，克服其缺点是当前发酵罐研究的重点之一。
通风搅拌罐改进工作主要在搅拌系统，包括搅拌器和多层搅拌系统的优化，搅拌器主要是采用新型搅拌器或改进标准搅拌器，目的是减少桨叶尾流的漩涡以便节能，或者改变反应器的流态，使得剪切力可以均匀的分布，保护反应器中的微生物。
多层搅拌系统很早就开始使用，但由于对其工作机理研究不够深人，多年来一直采用简单的经验设计方法，没有发挥其应有的优势。
（2）气升式发酵罐气升式发酵罐有明显的优点，在生产SCP、丝状真菌、废水处理中已获得广泛应用。
气升式发酵罐是应用最广泛的生物反应设备。
这类反应器具有结构简单、不易染菌、溶氧效率高、能耗低等优点。
有多种类型，常见的有气升环流式、鼓泡式、空气喷射式等，生物工业已经大量应用的气升式发酵罐有气升内环流发酵罐、气液双喷射气升环流发酵罐、设有多层分布板的塔式气升发酵罐。
而鼓泡罐则是最原始的通气发酵罐，当然鼓泡式反应器内没有设置导流筒，故未控制液体的主体定向流动。
（3）自吸式发酵罐自吸式发酵罐罐体的结构自吸式发酵罐罐体的结构自吸式发酵罐罐体的结构自吸式发酵罐罐体的结构大致上与通用式发酵罐相同，主要区别在于搅拌器的形状和结构不同。
5发酵罐简介
（二）参数设计 1. 小型机械搅拌通风 发酵罐主要用于实 验室小试、中试和 种子罐。 2. 大型机械搅拌通风 发酵罐 公称容积 筒体高度
/m3 10 60 100 200 /mm 3200 8000 9400 11500
公称 容积 /L 50 500 2000 5000
筒体 高度 /mm 813 1400 2100 3000
（二）搅拌器
• 搅拌器的作用：
– 打碎气泡，使空气与溶液均匀接触，使氧溶解于发 酵液中； – 使发酵液充分混和，液体中的固形物料保持悬浮状 态。
• 搅拌器有轴向式（桨叶式、螺旋桨式）和径向 式（涡轮式）两种。
平叶
弯叶
箭叶
（三）挡板
• 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。 •全挡板条件：是指在一定转数下再增加罐内附件而轴 竖立的蛇管、列管、排管也可以起挡板作用； 功率仍保持不变。要达到全挡板条件必须满足下式要 •求： 挡板的长度自液面起至罐底为止。 • 挡板与罐壁之间的距离为（1/5 ～1/8）D。
（一）接种 1. 火圈直接倒种 2. 注射器接种 3. 压力差接种
适用于小罐
接种口用火圈杀菌；橡胶口在火圈上过一下，套 入接种口；打开进口阀、进气阀打开，关闭排气 阀，罐内升压至1kg/cm2；突然打开排气阀，罐内 压力下降至0.5 kg/cm2，瓶内种子液进入罐内。 接种瓶密封、耐高压；接种瓶口要旋紧、塞子塞 紧，防止漏气染菌；进气口压力表一定不能超过1 kg/cm2（否则接种瓶会爆炸）；反复两三次直至 全部种子液接入罐内为止。
二、自吸式发酵罐
• 不需要空气压缩机提供加压空气，而依靠特设 的机械搅拌吸气装置或液体喷射吸气装置吸入 无菌空气，同时实现混合搅拌与溶氧传质的发 酵罐。 • 耗电量小，能保证发酵所需的空气，并能使气 液分离细小，均匀地接触，吸入空气中70-80% 的氧被利用。 • 可用于生产葡萄糖酸钙、力复雷素、维生素C 、酵母、蛋白酶等。
第五章发酵罐
3.挡板
• 挡板的作用是改变液流的方向，由径向流改为 轴向流，防止产生漩涡，促使液体剧烈翻动， 增加溶解氧。通常，挡板宽度取(0.1~0.2)D， 装设6~4块即可满足全挡板条件 • 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：
右半边：不带挡板的搅拌流型，
三种通风发酵罐之比较
机械搅拌 通风发酵罐
结构特点 有搅拌装置 有空气压缩 有冷却装置 分类 夹套式 蛇管式
气升式 发酵罐
无搅拌装置 有通风装置 冷却面积小 内循环 外循环
自吸式发酵罐
有或无搅拌装置 无空气压缩 有冷却装置 机械搅拌自吸式 溢流自吸式 喷射自吸(文氏) 高位塔式(有空 气压缩)
第三节 发酵罐选型注意事项
文氏管发酵罐
溢流喷射自吸式发酵罐
• 原理：液体溢流时形成抛射流，由于液
体表面层作用，使靠近表面的气体边界 层具有一定的速率，从而形成气体的流 动和自吸作用
高位塔式发酵罐
• 原理：无需机械搅拌装置，是利用通入 培养液的高压缩空气的气泡上升时的动 力带动液体运动，达到混合效果。 • 特点：结构简单，造价低，动力消耗少， 操作成本低，，噪音小。适合于培养液 黏度低、固形物少、需氧量较低的发酵。 • 例：多层水平筛板的鼓泡式发酵罐
（6）变速装置、空气分布装置
• 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 • 空气分布装置：单孔管和环行管
（7）轴封
• 轴封的作用是使罐顶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。 • 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：结构简单。 缺点：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
发酵罐种类
气升式发酵罐（ALR）是应用最广泛的生物反应设备。
这类反应器具有结构简单、不易染菌、溶氧效率高、能耗低等优点。
有多种类型，常见的有气升环流式、鼓泡式、空气喷射式等，生物工业已经大量应用的气升式发酵罐有气升内环流发酵罐、气液双喷射气升环流发酵罐、设有多层分布板的塔式气升发酵罐。
而鼓泡罐则是最原始的通气发酵罐，当然鼓泡式反应器内没有设置导流筒，故未控制液体的主体定向流动。
利用空气喷嘴喷出高速的空气，空气以气泡式分散于液体中，在通气的一侧，液体平均密度下降，在不通气的一侧，液体密度较大，因而产生与通气侧的液体产生密度差，从而形成发酵罐内液体的环流。
气升式发酵罐有多种形式,，较常见的有内循环管式，外循环管式、拉力筒式和垂直隔板式。
外循环式的循环管设计在罐体外部，内循环管是两根，设计罐体内部。
在气升式发酵罐中，循环管的高度一般不高于。
罐内液面不高于循环管出口，且不低于环流出口。
气升式发酵罐的优点是能耗低，液体中的煎切作用小，结构简单。
在同样的能耗下，其氧传递能力比机械搅拌式通气发酵罐要高得多。
该设备可广泛用于抗生素、氨基酸、酶制剂、维生素、有机酸等好氧性发酵过程。
在化工方面可用于气-液、气-液-固反应过程。
在环保方面可用于污水处理。
目前该设备在国内用于谷氨酸、抗生素、黄原胶、糖化酶、柠檬酸生产，设备体积已达到140m3，投入使用后取得了非常显著的经济效益。
发酵所必须的空气在静态混合元件内外上下流动，带动发酵液循环，促进气-液充分混合。
实验用气升式玻璃发酵罐
实验用气升式发酵罐。
发酵罐的设计与放大
2.按照发酵设备特点分类
• 机械搅拌通风发酵罐和非机械搅拌通风发酵罐。 前者包括循环式，如伍式发酵罐、文氏管发酵罐、 以及非循环式的通风发酵罐和自吸式发酵罐。后 者包括循环式的气提式、液提式发酵罐以及非循 环式的排管式和喷射式发酵罐。
• 特点：采用不同的手段使发酵 罐内的气、固、液三相充分混 合，从而满足微生物生长和产 物形成对氧的需求。
• 轴封装置为搅拌罐和搅拌轴间的密封，以防 止反应物料的逸出和杂物的渗入。通常采用 填料密封或机械密封。
• 发酵罐的特点 必须具备足够的强度、密封性、耐蚀性及稳定性。
发酵罐的工作要求
清洁卫生；反应过程能保持恒定的温度，以利于发 酵菌很好地进行发酵；搅拌器使物料混合均匀、加快反 应速度、缩短发酵周期、强化传热；将发酵过程中产生 的热量及时带走，保证反应正常进行。
• 对于大型发酵罐可用衬不锈钢板或复合不锈钢 制成，衬里用的不锈钢板厚为2~3毫米。为了 满足工业要求，在一定压力下操作、空消或实 消，罐为一个受压容器，通常灭菌的压力为 2.5公斤/厘米2（绝对压力）。
• 1帕斯卡=1牛顿/平方米(1N/㎡) • 1兆帕=1000000帕 • 大气压：压强的一种计量单位。其值等于
拌采用螺旋桨，用以加强轴向流动；下搅拌采用 涡轮桨分散气体，可以提高氧传递效率。这种设 计方法充分发挥了这两种搅拌桨的各自特长。
• (3)完全填充反应器是一种比通气搅拌罐能更有效 地提高氧传递效率的发酵罐。混合时间短，即使 对十分黏稠的液体也有同样效果，消除了罐顶的 空间，空气在罐内的滞留时间比通气搅拌罐长。 改良型通风式发酵虽然有一些改进，但是它 的实际应用却远没有通风发酵广泛。
罐体的尺寸比例
✓ 罐体各部分的尺寸有一定的比例， 罐的高度与直径之比一般为 1.7~3左右。(为何不能再高？氧 利用率高)
实验二发酵罐认知及使用培训
实验二发酵罐认知及使用培训实验二发酵罐是一种用于微生物发酵生产的设备，广泛应用于食品、饲料、医药等行业。
为了更好地了解发酵罐的使用方法和操作步骤，进行一次认知及使用培训是非常有必要的。
本次培训将从发酵罐的基本知识、使用方法和操作注意事项三个方面进行介绍。
一、发酵罐的基本知识1.定义：发酵罐是一种通过完全自控的连续或批量方式进行微生物发酵的设备。
2.结构和组成：发酵罐一般由罐体、传感器、控制系统、进料和出料装置等组成。
3.类型：发酵罐可以分为静态发酵罐（如容器法、瓶内发酵等）和动态发酵罐（如搅拌式、流动式等）两种类型。
4.应用领域：发酵罐广泛应用于食品、饲料、医药等行业，如酿酒、酱油、红曲等的制作。
二、发酵罐的使用方法1.准备工作：a.检查发酵罐及相关设备是否完好无损；b.清洁罐体及其周边环境；c.备齐所需培养基和菌种。
2.发酵操作步骤：a.将培养基加热至适宜温度并冷却，以保持发酵罐内的温度适宜；b.将培养基倒入发酵罐，严格按照配方比例进行；c.在搅拌机转速合适的情况下，加入适量的菌种；d.开启搅拌机，使培养基和菌种充分混合，保持罐内温度和压力的稳定；e.根据发酵过程中的参数变化，及时对罐内温度、压力等进行监控和调控；f.发酵结束后，按照规定的方法进行产品分离、提取和储存。
三、操作注意事项1.安全操作：操作人员需戴好防护用品，如手套、口罩、护目镜等，避免直接接触有害物质，确保操作安全。
2.温度控制：发酵过程中的温度是影响微生物生长和代谢的关键因素，需根据所需生产的产品特性进行合理控制。
3.清洁卫生：保持发酵罐及其周边环境的清洁卫生，防止杂菌的污染，影响发酵效果和产品质量。
4.操作规范：严格按照操作规程进行操作，确保每个步骤都符合标准，避免操作失误导致生产事故或产品缺陷。
综上所述，通过本次发酵罐的认知及使用培训，我们了解到了发酵罐的基本知识、使用方法和操作注意事项。
只有深入了解和掌握这些知识，才能够正确、安全地操作发酵罐，提高生产效率，保证产品质量。
上海百仑发酵罐操作说明PPT课件
·公用工程要求：蒸汽：0.2~0.4Mpa
水源：0.1~0.3Mpa
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第四节 灭菌控制
本产品为自动灭菌发酵罐，在灭菌时首先 点击程序中的灭菌操作。如图，点击启动 自 动。
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灭菌开始，注意总进气阀（蒸汽）是否打开
检查所有阀门动作是否正确，所有阀门动作 见第二节。
若阀门动作不对，本产品还准备了旁通阀门 用来紧急使用。
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搅拌设定：
设定搅拌上 下限定
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PID控制调节
用于搅拌和DO关联时 使用
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PID 解释
（1）比例控制（P） 比例控制是一种最简单的控制方式。其控 制器的输出与输入误差（I） 在积分控制中，控制器的输出与输入误差 信号的积分成正比关系。对一个自动控制系统，如果在进入稳态 后存在稳态误差，则称这个控制系统是有稳态误差的或简称有差 系统。为了消除稳态误差，在控制器中必须引入“积分项”。积 分项对误差取决于时间的积分，随着时间的增加。积分项会增大。 这样，即便误差很小，积分项也会随着时间的增加而加大。它推 动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直到等于零。因此， 比例+积分（PI）控制器，可以使系统在进入稳态后无稳态误差。
优点：污染杂菌比例小，操作灵活，可进行不同产品的生产。
缺点：效率低，非稳态工艺过程设计和操作困难（培养过程中细 胞生长、产物积累、以及培养基的物理状态常常随时间变化而变 化） 。
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第三章 机械部分操作说明
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第一节 发酵时阀门动作
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第二节 灭菌时阀门动作
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第三节 注意事项
重要提示：
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面对日益增长的国际竞争环境，为提高的竞 争和生存能力，引进了全新的 ODM
（MinistryofOverseasDevelopment
）生产管理模式。同时，还拥有强大的自行
设计能力和精干的研发，重视产品核心技术的研
发，保证为提供高品质的生物反应设备。
但相比在房间看着她们愉快的聊天，显然我喜欢阳台。在接近两个小时的
为葡萄酒增加口感质料和风味特征。
如今，一些红葡萄酒也会在橡木桶中进行发
酵，不过在发酵时需求去掉桶盖以便手动压帽。
这个进程比照消耗人力，因其本钱适当宝贵，所 以只适用于出产少量的葡萄酒。
但相比在房间看着她们愉快的聊天，显然我喜欢阳台。在接近两个小时的
1ck0f7c7d 发酵罐/
我们大家可以看到，几乎在全世界的葡萄酒 产地都可以找到不锈钢发酵罐
，为了愈加精确地操控发酵进程，不锈钢发
酵罐
有林林总总的形状和大小。迩来，水平旋转 发酵罐
但相比在房间看着她们愉快的聊天，显然我喜欢阳台。在接近两个小时的
也很受期待，它避免在获取葡萄酒的颜色、
单宁和风味时压帽或泵送果汁。除了发酵，不锈
钢罐还可以用在一些葡萄酒的成熟（尤其是白葡 萄酒）、冷稳定以及装瓶前的分配中。
旧世界的产酒国，其白葡萄酒桶中发酵法
（主要是霞多丽）有着十分悠长的历史，这些年
这种方法也被其他地方所选用。在这里，葡萄压 榨的汁液会被当即送到橡木桶中，参与酵母后进
但相比在房间看着她们愉快的聊天，显然我喜欢阳台。在接近两个小时的