发酵工程技术第六章发酵罐

第一节 需氧发酵罐
一、通用式发酵罐（机械搅拌发 酵罐） 具有机械搅拌又有压缩空气通入
利用丝状菌进行的抗生素发酵 生产，几乎全部都是使用这类生化 反应器。
缺点：机械搅拌器的驱动功率较高，一般
每立方米液体为2—4kw。这对一只大型的反 应器是个巨大的负担，因而其容积受到限制， 很少有单只容积超过400m3的机械搅拌式反应
电机
机械搅拌自吸式发酵罐
优点：
① 不用空气压缩机或鼓风机，节省投资；
② 在所有机械搅拌通气发酵罐形式中，自吸式充
气发酵罐的充气质量是最好的．通入发酵液中的
每立方米空气可形成2315m2的气液接触界面面积；
③ 动力消耗低。（如，以糖蜜为基质培养酵母时， 自吸式充气发酵罐生产lkg干酵母的电耗为 o.5kw· h左右)
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End
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缺点：
① 由于空气靠负压吸入罐内，所以要求使用低阻力、
高除菌效率的空气净化系统；
② 由于结构上的特点，大型自吸式充气发酵罐的搅
拌充气叶轮的线速度在30m/s左右，在叶轮周围形 成强烈的剪切区域。而各种微生物中以酵母和杆菌 耐受剪切应力的能力最强，因此该反应器只适用于 这类微生物的发酵生产。 ③ 充气搅拌叶轮的通气量随发酵液的深度增大而减 少，因此比拟放大有一最适范围，目前最大容积为 250m3。
文氏管发酵罐
喷射自吸式发酵罐
第二节嫌气发酵设备
酒精发酵罐
啤酒锥形 发酵罐
CIP自动清 洗系统
第三节表面培养设备（自学）
• 重点了解： • 1.固态发酵设备的类型 • 2.微藻培养反应器类型
第四节 发酵设备的清洗和检修
• 1.罐外检修 • 2.罐内清洗、检修
四、基因工程菌的培养设备
单
二、气升式发酵罐
• 无菌空气喷入发酵液，气液混合 • 无机械搅拌装置，无机械轴封、无传动装置 • 剪切力小、结构简单、不易染菌
内循环带升式发Байду номын сангаас罐
外循环带升式发酵罐
循环管高度是影响循环效率的主要因素，实践证明不应少于4m。
三、自吸式发酵罐
• 不需要空气压缩机提供加压空气，依靠机 械搅拌吸气装置或液体喷射吸气装置吸入 无菌空气 • 减少空气压缩机、冷却器、油水分离器、 空气贮罐以及总过滤器 • 负压吸入空气、易染菌
自吸式发酵罐最初应用于醋酸发酵，如今已应用 于抗生素、维生素、有机酸、酶制剂、酵母等生产。
机械搅拌自吸式发酵罐
喷射自吸式发酵罐：文氏管自吸式、 溢流喷射自吸式
自吸式发酵罐使用的是 带中央吸气口的搅拌器。搅 拌器由从罐底向上伸入的主 轴带动，叶轮旋转时叶片不 断排开周围的液体使其背侧 形成真空，于是将罐外空气 通过搅拌器中心的吸气管而 吸人罐内，吸入的空气与发 酵液充分混合后在叶轮末端 排出，并立即通过导轮向罐 壁分散，经挡板折流涌向液 面，均匀分布。
第六章 发酵罐
张丽君
发酵的一般流程
培养基配制 种子扩大培养 培养基灭菌 空气除菌 发酵设备
发酵生产
下游处理
需氧发酵罐：需氧发酵，需通气。 用于 抗 生素、酶制剂、氨基酸发酵
嫌气发酵罐：厌氧发酵，无需通气 。用于 酒精发酵
发酵罐必须满足以下基本要求： （1）具备严密的结构，气密性好。 （2）具有良好的液体混合性能。 （3）应具有足够的冷却面积。 （4）能承受一定的高温高压。 （5）发酵罐内部应抛光，尽量减少死角， 避免藏垢积 污，使灭菌彻底，避免染菌。 （6）有可靠的检测仪表。
消除泡沫，避免染菌
离心式消泡器
（a）旋风离心机（b）叶轮离心机
6.变速装置
调整搅拌速度 7.换热装置
热交换，调节温度
(a)—夹套传热 (b)—列管传热
蛇 管
8.轴封
防止泄漏和染菌
• 端面轴封具有清洁、密封 性能好、无死角、摩擦损失小 以及轴无磨损现象等优点，是 一种适用于密封要求高的发酵 罐搅拌轴的密封方法。
（1）用冷却列罐组代替挡板的涡轮搅拌器的流型
（2）设置中心套筒的涡轮浆搅拌流型
挡板的作用:加强搅拌强度，促使液体上下翻动 和控制流型、消除涡流。冷却列管也可起挡板 的作用 。
3.空气分布器（通风管） 把无菌空气引入发酵罐中并分布 均匀的装置。
• ① 单管
• ② 环形管
4.空气过滤器 空气除菌 5.消泡器
器。
(a)—夹套传热 (b)—列管传热
1．罐体
材质：不锈钢
要求：耐高温、高压。工作压力为0.25MPa
装置：人孔、视镜、进料管、补料管、接种管、排气管、 压力表；冷却水进出管、空气进管、取样管、监测仪器接 口；放料管
2.搅拌器与挡板
搅拌器的主要作用：增加溶氧、混匀发酵液
搅拌流型
（1）
（2）