发酵罐,指工业上用来进行微生物发酵的装置。其主体一般为用不锈钢板制成的主式圆筒,其容积在1m3至数百m3。在设计和加工中应注意结构严密,合理。能耐受蒸汽、有一定操作弹性、内部附件尽量减少(避免死角)、物料与能量传递性能强,并可进行一定调节以便于清洗、减少污染,适合于多种产品的生产以及减少能量消耗。
用于厌气发酵(如生产酒精、溶剂)的发酵罐结构可以较简单。用于好气发酵(如生产、有机酸、维生素等)的发酵罐因需向罐中连续通入大量无菌空气,并为考虑通入空气的利用率,故在发酵罐结构上较为复杂,常用的有机械搅拌式发酵罐、鼓泡式发酵罐和气升式发酵罐。
乳制品、酒类发酵过程是一个无菌、无污染的过程,发酵罐采用了无菌系统,避免和防止了空气中微生物的污染,大大延长了产品的保质期和产品的,罐体上特别设计安装了无菌呼吸气孔或无菌正压发酵系统。罐体上设有米洛板或迷宫式夹套,可通入加热或冷却介质来进行循环加热或冷却。发酵罐的容量由300-15000L多种不同规格。发酵罐按使用范围可分为实验室小型发酵罐、中试生产发酵罐、大型发酵罐等。
发酵罐的基本条件机械搅拌发酵罐是利用机械搅拌器的作用,使空气和发酵液充分混合,促使氧在发酵液中溶解,以保证供给微生物生长繁殖、发酵所需的氧气。又称通用式发酵罐。发酵罐的基本要求1)结构严密,经得起蒸汽的反复,内壁光滑,耐腐蚀性能好,以利于彻底和减小金属离子对生物反应的影响;
2)有良好的气一液一固接触和混合性能与的热量、质量、动量传递性能;
3)在保持生物反应要求的前提下,降低发酵罐能耗;4)有良好的热量交换性能以维持生物反应适温度;
5)有可行的管路比例和仪表控制,发酵罐适用于操作和自动化控制。
常见的发酵罐分为固体发酵罐和液体发酵罐。发酵罐根据容积和用途不同,分为种子罐(菌种发酵罐)和发酵罐。发酵罐根据需氧类型的不同又分为通风式发酵罐和厌氧发酵罐。
发酵罐的罐体尺寸从50L—5000L全系列。目前发酵工业中经济实用的空气方法,它是采用定期的介质来阻截流过的空气所含的微生物,而取得无菌空气,常用的过滤介质有棉花、活性炭或玻璃纤维、有机合成纤维、有机和无机烧结材料等等。由于被过滤的气溶胶中微生物的粒子很小,一般只有0.5~2μm,而过滤介质的材料一般孔径都大于微粒直径的几倍到几十倍,因此,过滤机理比较复杂。同时,由于空气在压缩过程中带入的油雾和水蒸汽冷凝的水雾影响,使过滤的因素变化更多。当过滤介质孔隙小于或被过滤的微粒直径时,通常称为过滤。随着工业的发展,过滤介质逐渐由天然材料棉花过滤到玻璃纤维、细玻璃纤维和其他浇结材料的过滤介质及微孔超滤膜的过滤。目前,在许多发酵工厂运用膜材质进行空气,获得了较好的效果。
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