药品生产装备 药品生产中通气发酵设备 药品生产中通气发酵设备电子教案.docx

国家职业教育药品生产技术业教学资源库-《药品生产装备技术》电子教案 PAGE 7 教案—详案：（药品生产中通气发酵设备） 药品生产中通气发酵设备 【学习目标】 专业知识要求 1.了解发酵的类型 2.掌握通用式通气发酵设备的结构、功能与使用 3.熟悉自吸式通气发酵设备 4.了解其他通气发酵设备 职业能力要求 1．了解常用通气发酵设备的种类 2．能清楚通气发酵设备的结构功能 3．能掌握通气发酵设备的使用和维护保养方法 任务：药品生产中通气发酵设备 一、发酵类型和通气发酵设备特点 通气发酵设备是药品生产中主要设备之一，它提供了一个适合微生物生命活动和生物代谢的场所，从而为相关药品生产奠定设备基础。 发酵的类型按培养基的种类来分，有固体发酵和液体发酵两种。固体发酵已经有悠久的历史，具有简单易行、投资省、设备要求不高、无菌要求不高，适宜于小型生产等特点，所以至今仍有很大价值，在我国农村中制造菌肥、发酵饲料，以及一些传统的酿造食品如饮料酒、酱油、醋、豆酱、面酱、腐乳等，还有部分酶制剂的生产中，仍广泛采用固体发酵生产。特别是一些大中型酿造企业有一部分正在逐步实现固体培养法的机械化、大型化和连续化。但固体发酵的机械化、大型化和连续化是比[较困难的，用于现代工业有不少缺点。因而当今发酵工业的主要生产方式还是液体深层培养法，可有效地进行大量的生产。 发酵类型也可按厌气和好气两类来分，厌气发酵设备和好气发酵设备有很大区别。工业上采用厌气发酵生产的品种不多，只有酒精、丙酮丁醇等．其发酵设备不需供氧，因而设备结构较简单；而大部分产品如谷氨酸、柠檬酸、酶制剂、抗生素、单细胞蛋白等均自好气发酵制取。 二、通气发酵设备 现代发酵工业的主角是液体深层通气发酵，通气发酵罐是其主要设备。其容积范围，实验室是1升至50升，中试工厂是50升至5000升，生产工厂是5000升以上，现在容积规模已越来越大，如英国ICI公司(帝国化学工业公司)生产单细胞蛋白的发酵罐体积竞达3000米3。1.2升至10升的小型罐，都由玻璃制成，试验条件自动控制。而发酵生产用的大罐，可以安装在室内或室外，如日本用480吨罐生产谷氨酸，就安装在室外，在控制室遥控管理。 1. 通用式发酵罐 （1）发酵罐的基本条件 为了使发酵顺利进行，发酵罐必须满足下面几个基本要求： 酵罐应具有适宜的径高比，罐高与直径之比一般为2．5—4倍左右，罐身较长，氧的利用率较高。但压缩空气的压力要求较高，顶料与底料不易混合均匀，厂房高，操作不便。新型的高位发酵罐高度与直径之比可在l0倍以上。 酵罐能承受一定压力。由于发酵罐在消毒及正常工作时，罐内有一定压力(液压与气压)和温度，因此罐体各部件要有一定强度，能承受一定的压力。 酵罐的搅拌通气装置能使气液充分混合，保证发酵液必须的溶解氧。 发酵罐应具有足够的冷却面积。微生物生长代谢过程放出大量热量，为了控制发酵过程不同阶段所需的温度，应装有足够的冷却面积。 发酵罐内应尽量减少死角，避免藏垢积污，灭菌能彻底，避免染菌。 搅拌器的轴封应严密，尽量减少泄漏。 （2）发酵罐的结构： 1）罐体由圆住体及椭圆形或碟形封头焊接而成，材料要根据发酵液对钢材的腐蚀程度采用碳钢或不锈钢。生产上用的发酵罐容积多在5，000升以上，大至200，000升。为了便于清洗，小型罐顶设有清洗用的手孔。中大型发酵罐则装设有快开人孔及清洗用的快开手孔，方便操作，人孔的大小，除考虑操作出入方便外，还应考虑罐内部件的装卸和进出。罐顶还装有视镜及灯镜，在其内面装有压缩空气或蒸汽吹管用以冲洗玻璃。在罐顶上的接管有：进料管、补料管、排气管、接种管和压力表接口，在罐身上的接管有冷却水进出管，进空气管，温度计管和测控仪表接口。排气管应尽量靠近封头的中心轴封位置，在其顶盖的内面顺搅拌器转动方向装有弧形挡板，可以减少跑料，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，在不影响操作的情况下，能合并在一起的应归并，如进料口、补料口和接种口可合为一个接管口，放料可利用通气管压出，也可在罐底另设放料口，如属后者，则放料口位置不应对准风口，以避免空气吹入放料管内，罐底的排料管容易形成死角，应能通蒸汽灭菌排除死角。 2）搅拌器 作用是打碎气泡，供空气与醪液均匀接触。搅拌叶有平叶式、弯叶式、箭叶式三种，叶片一般为6个，少至3个。平叶式搅拌最为激烈，弯叶式次之，箭叶式最小。搅拌器和转盘宜用不锈钢板制成。 为防止气泡沿着轴逸出，在搅拌轴的中央应装有圆盘，原盘上再装搅拌叶。 相同功率下，打碎气泡的能力：平叶式弯叶式剑叶式 相同功率下，翻动液体的能力：剑叶式弯叶式平叶式 3）挡板 作用是改变液流的方向，由径向流改为轴向流，促使液体激烈翻动，增加溶解氧。 竖立的蛇管、列管也可以起挡板的作用，故一般具有冷却蛇管或列管的发