生物制药工程原理与设备 生物制药工程原理与设备 6.2机械搅拌通风发酵罐.ppt

项目二 发酵罐操作技术 机械搅拌通风发酵罐 任务一 发酵罐是微生物大量生长繁殖的场所，是一类重要的生物反应器。 发酵罐 厌氧式发酵罐 不需要通入氧气 好氧式发酵罐 通氧气 好氧发酵罐 机械搅拌通风发酵罐 气升式发酵罐 自吸式发酵罐 鼓泡塔式发酵罐 机械搅拌通风发酵罐 机械搅拌 通风发酵罐 的主要部件有罐体、 搅拌器、挡板、空气 分布器、换热器、消 泡器、人孔、视镜等. 1.罐体 罐体是空心圆柱体上下两底焊接封头后所构成的容器。圆柱体高径之比为1.7～3。 罐体一般采用卫级不锈钢，要求能耐受130℃的高温和的绝对压力。 封头上设置有进料管、无菌呼吸口、接种管、人孔、视镜、压力表和取样管等。罐侧壁上设计有各种检测仪器接口以及换热器的进出口。无菌压缩空气从罐底部通入，经空气分布管进入发酵液。 2.搅拌器 搅拌器安装在搅拌轴上，起着将空气分散成气泡并与发酵液充分混合，提高溶氧速率的作用。 搅拌器的叶轮有多种形式，有涡轮式和螺旋桨式两种。 （1）涡轮式搅拌器 中央圆盘上设置六个叶片，可分为平叶式和弯叶式两种。 （2）螺旋桨式搅拌器 采用类似螺旋推进器的结构，在发酵罐内形成由下向上的轴向螺旋运动。 （3）两类搅拌器的搅拌效果 可产生较强的涡流扩散效果，气泡分散性好，但主体对流混合较差，容易产生层流。 涡轮式搅拌器 可在轴向产生较好的主体对流混合，但涡流扩散效果较差，即气泡分散性较弱。 螺旋桨式搅拌器 两类搅拌器组合使用，既强化气泡 的分散，又增强了发酵液的整体混合效果。 3.轴封 连接搅拌器的搅拌轴在电动机的驱动下转动，搅拌轴与罐体间的缝隙通过轴封实现密闭。发酵罐上常采用端面机械轴封。 端面机械轴封由动环和静环构成 静环由聚四氟乙烯制成 动环由碳化钨钢制成， 动环和静环具有导热性能好，摩擦系数小等特性。 4.空气分布器 通常有单管式和环管式两种结构，管上密布了直径约2～3㎜的喷气孔，其作用是使空气分布均匀。 单管式是大型发酵罐中经常采用的形式，管口正对发酵罐的底部，与罐底距离约40㎜。 环管式结构简单，由一根环形管道制成，其上也分布有喷气孔，常固定在罐体底部，其喷气孔应向下，以减少发酵液在分布管上滞留。 5.消泡器 通气搅拌条件下的发酵经常会产生大量的泡沫，严重时会导致发酵液外溢，增加染菌机会。 消泡法 化学消泡法 机械消泡法 耙式消泡器 涡轮消泡器 离心式消泡器 耙式和涡轮式消泡器安装在罐内上部，离心式消泡器则安装于发酵罐的排气口处。 耙式消泡器 涡轮消泡器 6.换热器 换热器有夹套式和竖管式两种。小型罐采用夹套式，以减少罐内的结构，但传热效果差。大型罐中，常采用竖管式，分组对称安装在罐内壁上。依据竖管的排列结构，可分为蛇管和列管等形式。 项目二 发酵罐操作技术