发酵罐2015ppt课件

发酵罐的基本特征
（ 1 ）发酵罐应具有适宜的径高比。罐身越高，氧 的利用率较高。 （2）发酵罐能承受一定的压力。 （ 3 ）其搅拌通风装置要保证发酵液必需的溶解氧。 （ 4 ）发酵罐内应尽量减少死角，避免藏污积垢， 能彻底灭菌，避免染菌。 （5）发酵罐应具有足够的冷却面积。 （6）搅拌器的轴封应严密，以减少泄漏。

第四阶段：1960～1979年。机械搅拌通风发酵罐 的容积增大到80～150m33。由于大规模生产单细 胞蛋白的需要，又出现了压力循环和压力喷射型 的发酵罐，它可以克服一些气体交换和热交换问 题。计算机开始在发酵工业上得到广泛应用。 第五阶段：1979年至今。生物工程和技术的迅猛 发展，给发酵工业提出了新的课题。于是，大规 模细胞培养发酵罐应运而生，胰岛素、干扰素等 基因工程的产品走上商品化。

酒精和啤酒都属于嫌气发酵产物，其发酵罐 因不需要通入昂贵的无菌空气，因此在设备 放大、制造和操作时，都比好气发酵设备简 单得多。

二、通气发酵罐的类型
（一） 机械搅拌通气发酵罐 工作原理 几何尺寸 结构 通气与搅拌 热量传递
发酵罐2015
内容概述 1、发酵罐 2、发酵罐的作用 3、发酵罐的分类 4、发酵罐的结构

一、发酵罐
发酵罐：是为一个特定生物化学过程的操作 提供良好而满意的环境的容器。
对于某些工艺来说，发酵罐是个密闭容器，同时 附带精密控制系统； 而对于另一些简单的工艺来说，发酵罐只是个开 口容器，有时甚至简单到只要有一个开口的坑。

第二节 发酵罐的类型与结构 根据反应是否需要氧气微生物反应器可分为: 一、厌氧发酵罐（厌氧微生物反应器） 二、通气发酵罐（需氧微生物反应器）

（一）厌氧发酵罐的基本特征
能封闭；能承受一定压力；有冷却设备；罐内尽 量减少装置，消灭死角，便于清洗灭菌。 它的容积常大于50m3，H:D=1～2，罐的上、下 部都是锥形的。 上部有物料口，冷却水口， CO2 和气体出口、人 孔和压力表开口等。 温度控制采用罐内蛇管和罐外壁直接水喷淋相结 合，排料管在罐的底部。
（二）自吸式发酵罐
• • • 机械搅拌自吸式 喷射自吸式 溢流喷射自吸式
（三）气升式发酵罐
• 工作原理
• • 气升环流式发酵罐 典型的气升式发酵罐
（四）塔式发酵罐
（一）机械搅拌通气发酵罐

三、发酵罐的特点
（1）发酵罐与其他工业设备的突出差别是对纯种 培养的要求之高，几乎达到十分苛刻的程度。因 此，发酵罐的严密性，运行的高度可靠性是发酵 工业的显著特点。 （2）现代发酵工业为了获取更大的经济利益，发 酵罐更加趋向大型化和自动化发展。 在发酵罐的自动化方面，作为参数检测的眼睛如 pH电极、溶解氧电极、溶解CO2电极等的在线检 测在国外巳相当成熟。国内目前尚处于起步阶段， 发酵检测参数还只限于温度、压力、空气流量等 一些最常规的参数。

四、发酵罐的种类
1．按微生物生长代谢需要分类 2. 按照发酵罐设备特点分类 3．按容积分类

1．按微生物生长代谢需要分类
好氧： 抗生素、酶制剂、酵母、氨基酸，维生素等产 品是在好气发酵罐中进行的；需要强烈的通风 搅拌，目的是提高氧在发酵液中的传质系数。 厌氧： 丙酮丁醇、酒精、啤酒、乳酸等采用厌气发酵 罐。不需要通气。

发酵的冷却装置
中小型发酵罐 ：多采用 罐顶喷水淋于罐外壁表面 进行膜状冷却。 大型发酵罐 ： 罐内装有冷却蛇管或罐内蛇管和罐 外壁喷洒联合冷却装置， 为避免发酵车间的潮湿和积水，要求在罐体底部 沿罐体四周装有集水槽。 采用罐外列管式喷淋冷却的方法，具有冷却发酵 液均匀，冷却效率高等优点。

2. 按照发酵罐设备特点分类
机械搅拌通风发酵罐：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式 发酵罐和自吸式发酵罐等。 非机械搅拌通风发酵罐： 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。 这两类发酵罐是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。

3．按容积分类
实验室发酵罐: 50L以下的是实验室发酵罐； 中试发酵罐： 50～5000L是中试发酵罐； 生产规模的发酵罐： 5000L以上是生产规模的发酵罐。

五、典型发酵设备
种子制备设备 主发酵设备 辅助设备(无菌空气和培养基的制备) 发酵液预处理设备（粉碎、除尘等） 粗产品的提取设备 产品精制与干燥设备 流出物回收、利用和处理设备

二、发酵罐的发展历史
共分为五段： 第一阶段 :1900 年以前，是现代发酵罐的雏形，它带有简单 的温度和热交换仪器。 第二阶段:1900～1940年，出现了200m33的钢制发酵罐，在面 包酵母发酵罐中开始使用空气分布器，机械搅拌开始用在小 型的发酵罐中。 第三阶段：19开始完善，发酵工艺过程的参数检测和 控制方面已出现，耐蒸汽灭菌的在线连续测定的pH电极和溶 氧电极，计算机开始进行发酵过程的控制。发酵产品的分离 和纯化设备逐步实现商品化。