材質(zhì) |
不銹鋼 |
尺寸 |
130mm |
發(fā)酵罐設(shè)備 |
非機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐 |
高度 |
200mm |
功率 |
100kw |
類型 |
生物發(fā)酵罐 |
容量 |
20ml |
微生物生長代謝 |
好氣型發(fā)酵罐 |
重量 |
300kg |
青島二手氣動(dòng)發(fā)酵罐
發(fā)酵罐,指工業(yè)上用來進(jìn)行微生物發(fā)酵的裝置。其主體一般為用不銹鋼板制成的主式圓筒,其容積在1m3至數(shù)百m3。在設(shè)計(jì)和加工中應(yīng)注意結(jié)構(gòu)嚴(yán)密,合理。能耐受蒸汽滅菌、有一定操作彈性、內(nèi)部附件盡量減少(避免死角)、物料與能量傳遞性能強(qiáng),并可進(jìn)行一定調(diào)節(jié)以便于清洗、減少污染,適合于多種產(chǎn)品的生產(chǎn)以及減少能量消耗。
青島二手氣動(dòng)發(fā)酵罐
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青島二手氣動(dòng)發(fā)酵罐
在生物發(fā)酵領(lǐng)域,氣動(dòng)發(fā)酵罐作為一種先進(jìn)的發(fā)酵設(shè)備,正逐漸展現(xiàn)出其的優(yōu)勢和廣泛的應(yīng)用前景。它以氣體驅(qū)動(dòng)為核心機(jī)制,為微生物的生長和代謝提供了優(yōu)化的環(huán)境,極大地推動(dòng)了發(fā)酵工藝的發(fā)展。
一、氣動(dòng)發(fā)酵罐的工作原理
氣動(dòng)發(fā)酵罐的工作原理主要基于氣體的作用來實(shí)現(xiàn)攪拌、混合和氧傳遞。通過在罐內(nèi)引入壓縮空氣或其他氣體,利用氣體的噴射、擴(kuò)散和對(duì)流,帶動(dòng)發(fā)酵液的流動(dòng)和混合。
氣體通常從罐底的分布器進(jìn)入,形成細(xì)小的氣泡。這些氣泡在上升過程中,與發(fā)酵液充分接觸,不僅提供了氧氣,促進(jìn)微生物的呼吸作用,還實(shí)現(xiàn)了對(duì)物料的攪拌,使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)均勻分布,溫度和 pH 值等環(huán)境條件保持一致。
與傳統(tǒng)的機(jī)械攪拌發(fā)酵罐相比,氣動(dòng)發(fā)酵罐的攪拌方式更加柔和,對(duì)微生物細(xì)胞的損傷較小,特別適用于對(duì)剪切力敏感的微生物發(fā)酵過程。
二、氣動(dòng)發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
罐體
由不銹鋼等優(yōu)質(zhì)材料制成,具有良好的耐腐蝕性和強(qiáng)度,能夠承受發(fā)酵過程中的壓力和溫度變化。罐體的形狀和尺寸根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和工藝要求進(jìn)行設(shè)計(jì),常見的有圓柱形和圓錐形。
氣體分布系統(tǒng)
這是氣動(dòng)發(fā)酵罐的關(guān)鍵部件之一,包括氣體進(jìn)口、分布器和噴嘴等。分布器的設(shè)計(jì)直接影響氣泡的大小、分布和氣體的分散效果,從而影響氧傳遞效率和攪拌混合效果。
冷卻和加熱裝置
為了控制發(fā)酵過程中的溫度,罐體外通常配備夾套或盤管式的冷卻和加熱裝置。通過循環(huán)水或蒸汽等介質(zhì),可以精確地調(diào)節(jié)罐內(nèi)溫度,滿足微生物生長和代謝的需求。
監(jiān)測和控制系統(tǒng)
為了實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制發(fā)酵過程中的各種參數(shù),如溫度、pH 值、溶氧、壓力等,氣動(dòng)發(fā)酵罐配備了相應(yīng)的傳感器和控制系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可以自動(dòng)調(diào)節(jié)氣體流量、溫度、酸堿度等參數(shù),確保發(fā)酵過程的穩(wěn)定和優(yōu)化。
密封和排空裝置
良好的密封性能是保證發(fā)酵過程不受外界污染的重要因素。同時(shí),排空裝置用于發(fā)酵結(jié)束后排出物料和清洗罐體。
三、氣動(dòng)發(fā)酵罐的特點(diǎn)與優(yōu)勢
低剪切力
氣體攪拌產(chǎn)生的剪切力相對(duì)較小,對(duì)細(xì)胞的損傷程度低,有利于保持微生物的活性和完整性,特別適合于細(xì)胞培養(yǎng)和生物制藥等領(lǐng)域。
高效氧傳遞
精心設(shè)計(jì)的氣體分布系統(tǒng)能夠產(chǎn)生細(xì)小且均勻的氣泡,增加氣液接觸面積,提高氧傳遞效率,滿足好氧微生物對(duì)氧氣的大量需求。
易于清潔和消毒
結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單,內(nèi)部沒有復(fù)雜的機(jī)械部件,便于清潔和消毒,降低了染菌的風(fēng)險(xiǎn),符合嚴(yán)格的生物安全標(biāo)準(zhǔn)。
節(jié)能降耗
氣體攪拌所需的能量通常低于機(jī)械攪拌,能夠降低能耗,節(jié)約生產(chǎn)成本。
操作靈活
可以通過調(diào)節(jié)氣體流量、壓力和分布方式等參數(shù),靈活地適應(yīng)不同的發(fā)酵工藝和微生物生長階段的需求。
四、氣動(dòng)發(fā)酵罐的應(yīng)用領(lǐng)域
生物醫(yī)藥
用于生產(chǎn)抗生素、疫苗、蛋白質(zhì)藥物等生物制品。例如,在細(xì)胞培養(yǎng)過程中,氣動(dòng)發(fā)酵罐能夠?yàn)榧?xì)胞提供適宜的生長環(huán)境,提高產(chǎn)物的產(chǎn)量和質(zhì)量。
食品工業(yè)
在釀造啤酒、葡萄酒、生產(chǎn)酸奶和發(fā)酵食品添加劑等方面發(fā)揮重要作用。它能夠保證發(fā)酵過程的穩(wěn)定性和一致性,改善產(chǎn)品的風(fēng)味和品質(zhì)。
化工行業(yè)
用于生產(chǎn)有機(jī)酸、氨基酸、酶制劑等化工產(chǎn)品。通過優(yōu)化發(fā)酵條件,可以提高產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率和生產(chǎn)效率。
環(huán)境保護(hù)
在廢水處理和生物修復(fù)等領(lǐng)域,氣動(dòng)發(fā)酵罐可以培養(yǎng)特定的微生物菌群,用于降解有機(jī)污染物和凈化環(huán)境。
五、氣動(dòng)發(fā)酵罐的操作與維護(hù)
操作要點(diǎn)
(1)發(fā)酵前準(zhǔn)備
對(duì)罐體進(jìn)行嚴(yán)格的清洗和消毒,檢查氣體分布系統(tǒng)、監(jiān)測儀器和控制系統(tǒng)的工作狀態(tài),確保設(shè)備正常運(yùn)行。根據(jù)發(fā)酵工藝要求,配制合適的培養(yǎng)基并進(jìn)行滅菌處理。
(2)接種與培養(yǎng)
在無菌條件下將微生物菌種接入發(fā)酵罐,設(shè)置初始的發(fā)酵參數(shù),如溫度、pH 值、氣體流量等。在培養(yǎng)過程中,密切關(guān)注各項(xiàng)參數(shù)的變化,及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。
(3)發(fā)酵過程監(jiān)控
通過在線監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測溶氧、pH 值、溫度、壓力等關(guān)鍵參數(shù),同時(shí)定期取樣進(jìn)行離線分析,如測定細(xì)胞濃度、代謝產(chǎn)物含量等。根據(jù)監(jiān)測結(jié)果,調(diào)整氣體流量、攪拌速度、營養(yǎng)物質(zhì)添加等操作,以優(yōu)化發(fā)酵過程。
(4)收獲與后處理
當(dāng)發(fā)酵達(dá)到預(yù)定的終點(diǎn)指標(biāo)時(shí),停止發(fā)酵,將發(fā)酵產(chǎn)物進(jìn)行分離、提取和純化等后處理操作。
維護(hù)注意事項(xiàng)
(1)定期檢查
定期對(duì)罐體、氣體分布系統(tǒng)、冷卻加熱裝置、監(jiān)測儀器和控制系統(tǒng)等進(jìn)行全面檢查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理潛在的問題,如罐體腐蝕、管道堵塞、儀器故障等。
(2)部件更換
根據(jù)設(shè)備的使用情況和部件的壽命,定期更換易損件,如密封件、傳感器、閥門等,以確保設(shè)備的性能和安全性。
(3)清潔與保養(yǎng)
發(fā)酵結(jié)束后,及時(shí)對(duì)罐體和管道進(jìn)行的清潔,去除殘留的培養(yǎng)基和代謝產(chǎn)物。定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行潤滑和保養(yǎng),延長設(shè)備的使用壽命。
(4)安全管理
加強(qiáng)對(duì)操作人員的培訓(xùn),確保其熟悉設(shè)備的操作和維護(hù)規(guī)程,嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)范。同時(shí),建立完善的設(shè)備檔案和維護(hù)記錄,便于追溯和管理。
六、氣動(dòng)發(fā)酵罐的發(fā)展趨勢
智能化控制
隨著自動(dòng)化技術(shù)和人工智能的發(fā)展,氣動(dòng)發(fā)酵罐將配備更加智能化的控制系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)優(yōu)化發(fā)酵參數(shù)、預(yù)測故障和遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能,提高生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性。
多尺度模擬與優(yōu)化
結(jié)合計(jì)算機(jī)模擬技術(shù),對(duì)發(fā)酵罐內(nèi)的氣液流動(dòng)、傳質(zhì)傳熱和微生物生長代謝等過程進(jìn)行多尺度模擬,從而進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和操作參數(shù)。
與其他技術(shù)集成
將氣動(dòng)發(fā)酵罐與膜分離技術(shù)、萃取技術(shù)、基因工程等先進(jìn)技術(shù)集成,構(gòu)建更加高效和復(fù)雜的生物反應(yīng)系統(tǒng),拓展其應(yīng)用領(lǐng)域和功能。
綠色環(huán)保
在設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程中,更加注重節(jié)能減排和資源回收利用,減少對(duì)環(huán)境的影響,符合可持續(xù)發(fā)展的要求。
七、結(jié)論
氣動(dòng)發(fā)酵罐作為生物發(fā)酵領(lǐng)域的一項(xiàng)重要技術(shù)創(chuàng)新,為微生物發(fā)酵提供了一種高效、溫和、節(jié)能且易于控制的解決方案。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,它將在生物醫(yī)藥、食品化工、環(huán)境保護(hù)等眾多領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用,為推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和改善人類生活做出更大的貢獻(xiàn)。