全自動(dòng)發(fā)酵罐是一種對(duì)物料進(jìn)行機(jī)械攪拌與發(fā)酵的設(shè)備

 

　　全自動(dòng)發(fā)酵罐有各種各樣不同的種類，那么究竟它有哪些類型呢？不同類型的罐體又是用來干什么的呢？在工業(yè)化的發(fā)酵過程中，一般以純種的培養(yǎng)為主。以這種方式發(fā)酵的發(fā)酵設(shè)備有多種，一一來介紹。

 

　　全自動(dòng)發(fā)酵罐的類型及作用

 

　　自吸式發(fā)酵罐：這是一種通過罐體內(nèi)部葉輪的高速旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的發(fā)酵方式。通過葉輪的旋轉(zhuǎn)，將空氣吸入罐體中，由于高速的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)形成真空狀態(tài)，因此只適用于對(duì)氧氣含量要求不高的菌種。

 

　　塔式發(fā)酵罐：這是一種通過多層塔式結(jié)構(gòu)，通過氣體的分散作用，將氧氣傳入罐體中，使發(fā)酵液進(jìn)行發(fā)酵，同樣的，對(duì)菌種有所要求。機(jī)械攪拌式：發(fā)酵罐有著*的密封性，這讓它的罐體里面都形成一個(gè)無菌的系統(tǒng)，可以讓很多特定的細(xì)菌在里面繁殖，發(fā)酵；另外，它能夠耐受蒸汽滅菌，操作也比較簡(jiǎn)單。因此，發(fā)酵罐也比較適合多種產(chǎn)品的生產(chǎn)，并且能夠減少能耗，提高生產(chǎn)的效率。發(fā)酵設(shè)備，顧名思義，就是用機(jī)械攪拌的方式來進(jìn)行發(fā)酵過程。通過對(duì)氣體和液體的攪拌混合來進(jìn)行發(fā)酵過程。應(yīng)用為廣泛，被運(yùn)用在多種領(lǐng)域。

 

　　全自動(dòng)發(fā)酵罐械攪拌式發(fā)酵設(shè)備和技術(shù)在整個(gè)制藥、生物產(chǎn)品的開發(fā)過程中起著特別重要的作用。在眾多類型的發(fā)酵設(shè)備中，兼具通氣又帶機(jī)械攪拌的標(biāo)準(zhǔn)式發(fā)酵罐用途為普遍，廣泛使用于抗生素、氨基酸、檸檬酸等各個(gè)領(lǐng)域。標(biāo)準(zhǔn)式發(fā)酵罐設(shè)計(jì)的技術(shù)關(guān)鍵在于攪拌技術(shù)復(fù)雜的氣液兩相流動(dòng)問題上。機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐不僅能為制藥企業(yè)節(jié)省可觀的投資，還可大大節(jié)省能耗等運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)提高產(chǎn)品產(chǎn)量與收率。

 

　　在許多過程中，氣液接觸是十分重要的，氣體需要與液體進(jìn)行充分且有效的接觸以提供足夠的質(zhì)量傳遞或熱量傳遞能力。比如有的氯化和磺化反應(yīng)是快反應(yīng)，這需要攪拌器能提供很高的傳質(zhì)強(qiáng)度；有的反應(yīng)需要吸收難以溶解的氧氣，這又需要攪拌器能提供很高的分散能力。

 

　　早期研究認(rèn)為，氣液分散是氣體直接被攪拌器剪切成細(xì)小的氣泡而形成的。但近年的研究表明，氣液分散是受氣穴控制的。當(dāng)氣速過大或攪拌轉(zhuǎn)速過低時(shí)，整個(gè)攪拌器被氣穴包裹，氣體穿過攪拌器直接上升到液面，發(fā)生氣泛。

 

　　氣液接觸過程的主要有有以下幾種：氣相和液相需要的停留時(shí)間分布、允許壓力降、相對(duì)質(zhì)量流率、是否逆流接觸、局部混合能力、是否需要補(bǔ)充或移出熱量、腐蝕條件、泡沫行為與相分離、反應(yīng)時(shí)需要的流型、反應(yīng)與傳質(zhì)的關(guān)系、層流和過渡區(qū)的流變行為等。這些因素又大都與攪拌器關(guān)系密切。

 

　　攪拌槽內(nèi)的氣體分散大致有以下幾個(gè)狀態(tài)：氣泛狀態(tài)（大部分氣體未分散，氣泡沿?cái)嚢栎S直接上升到液面），載氣狀態(tài)（氣體基本得到分散，分布器以下分布不良），*分散狀態(tài)。

 

　　全自動(dòng)發(fā)酵罐設(shè)備結(jié)構(gòu)：

 

　　全自動(dòng)發(fā)酵罐械攪拌式發(fā)酵罐其基本結(jié)構(gòu)是在高徑比為2～4的罐體的頂或底部安上向罐內(nèi)延伸的攪拌軸，軸上裝上2～4個(gè)攪拌槳（常用的攪拌槳是帶有圓盤和6個(gè)矩形與扭成法向分布葉片的稱為Rushton渦輪的槳，槳葉外徑約為罐徑的1/3）。罐底裝有無菌空氣的分布器（也有用單孔管的）。由于機(jī)械攪拌的作用可使進(jìn)入罐內(nèi)的空氣很好地獲得破碎和分布，以增加罐內(nèi)氣液接觸面積而有利于氧的傳遞和發(fā)酵液的混合。這種全自動(dòng)發(fā)酵罐因使用較為廣泛，故也被稱為標(biāo)準(zhǔn)式發(fā)酵罐。

 

　　全自動(dòng)發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)設(shè)備主要部件包括罐身、攪拌器、軸封、消泡器中間軸承，空氣噴射器、擋板、冷卻裝置、人孔。

 

　　1、罐體由圓柱體及橢圓形或碟形封頭焊接成，材料為碳鋼或不銹鋼。為滿足工藝要求，罐需承受一定壓力，通常滅菌壓力0.25MPa（大氣壓）

 

　　2、攪拌器和擋板渦輪式攪拌器的葉片有平葉式、彎葉式、箭葉式三種，其主要是打碎氣泡，加速和提高溶氧。平葉式功率消耗較大，彎葉式較小，箭葉式又次之。擋板的作用是防止液面中央產(chǎn)生旋渦，促使液體激烈翻動(dòng)，提高溶氧。擋板寬度約為（0.1-0.12）D。裝設(shè)6-4塊擋板，可滿足全擋板條件。全擋板條件是指在一定轉(zhuǎn)速下，再增加罐內(nèi)附件，軸功率仍保持不變。