簡要描述:衛(wèi)生級發(fā)酵罐一般是指通過對各類微生物(或動植物細胞)的生長培養(yǎng)和化學變化,大量產(chǎn)生和積累專門的代謝產(chǎn)物的反應過程,發(fā)酵罐具有加熱、冷卻、滅菌、恒溫等功能,能為微生物生長提供一個適宜的發(fā)酵環(huán)境,即適宜的溫度和壓力、營養(yǎng)。
詳細介紹
品牌 | 華強 | 產(chǎn)地 | 國產(chǎn) |
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產(chǎn)品新舊 | 全新 | 產(chǎn)品大小 | 中型 |
適用介質(zhì) | 液體 | 材質(zhì) | 不銹鋼 |
溫度范圍 | 中溫 | 執(zhí)行質(zhì)量標準 | 國標 |
材質(zhì) | 304/316L |
一、發(fā)酵罐概述
發(fā)酵一般是指通過對各類微生物(或動植物細胞)的生長培養(yǎng)和化學變化,大量產(chǎn)生和積累專門的代謝產(chǎn)物的反應過程。因此發(fā)酵罐就是為微生物的發(fā)酵過程完成提供場合和條件的罐。發(fā)酵罐根據(jù)發(fā)酵的產(chǎn)品或發(fā)酵的菌種或發(fā)酵形式等的不同,常見的有機械通風發(fā)酵罐、厭氧發(fā)酵罐、固體發(fā)酵罐、液體發(fā)酵罐、全自動發(fā)酵罐發(fā)酵罐、不銹鋼發(fā)酵罐、菌種發(fā)酵罐、小型發(fā)酵罐、啤酒發(fā)酵罐、葡萄酒發(fā)酵罐、食用菌發(fā)酵罐、二聯(lián)發(fā)酵罐、三聯(lián)發(fā)酵罐等。發(fā)酵罐具有加熱、冷卻、滅菌、恒溫等功能,能為微生物生長提供一個適宜的發(fā)酵環(huán)境,即適宜的溫度和壓力、營養(yǎng)。
發(fā)酵罐內(nèi)的培養(yǎng)基則為微生物生長提供了所需的碳、氮、氧、生長因子、水等。發(fā)酵罐罐體主要用來培養(yǎng)發(fā)酵各種菌體和發(fā)酵各種發(fā)酵制品的。發(fā)酵罐具有自動控溫、自動調(diào)節(jié)pH、自動記錄數(shù)據(jù)、自動補料等功能,大大簡化了操作,減少了染菌的機會,是現(xiàn)代發(fā)酵設備的主要生物反應器。
二、發(fā)酵罐產(chǎn)品主要用途
用于厭氣發(fā)酵(如生產(chǎn)酒精、溶劑)的發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)可以較簡單。用于好氧發(fā)酵(如生產(chǎn)抗生素、氨基酸、有機酸、維生素等)的發(fā)酵罐因需向罐中連續(xù)通入大量無菌空氣,并為考慮通入空氣的利用率,故在發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)上較為復雜,常用的有機械攪拌式發(fā)酵罐、鼓泡式發(fā)酵罐和氣升式發(fā)酵罐。
乳制品、酒類發(fā)酵過程是一個無菌、無污染的過程,發(fā)酵罐采用了無菌系統(tǒng),避免和防止了空氣中微生物的污染,大大延長了產(chǎn)品的保質(zhì)期和產(chǎn)品的純正,罐體上特別設計安裝了無菌呼吸氣孔或無菌正壓發(fā)酵系統(tǒng)。罐體上設有米洛板或迷宮式夾套,可通入加熱或冷卻介質(zhì)來進行循環(huán)加熱或冷卻。
發(fā)酵罐的容量由300-15000L多種不同規(guī)格。發(fā)酵罐按使用范圍可分為實驗室小型發(fā)酵罐、中試生產(chǎn)發(fā)酵罐、大型發(fā)酵罐等。發(fā)酵罐廣泛應用于乳制品、飲料、生物工程、制藥、精細化工等行業(yè),罐體設有夾層、保溫層、可加熱、冷卻、保溫。罐體與上下填充頭(或錐形)均采用旋壓R角加工,罐內(nèi)壁經(jīng)鏡面拋光處理,無衛(wèi)生死角,而全封閉設計確保物料始終處一無污染的狀態(tài)下混合、發(fā)酵,設備配備空氣呼吸孔,CIP清洗噴頭,人孔等裝置。
三、發(fā)酵罐的分類
發(fā)酵罐的分類:按照發(fā)酵罐的設備,分為機械攪拌通風發(fā)酵罐和非機械攪拌通風發(fā)酵罐;按照微生物的生長代謝需要,分為好氧型發(fā)酵罐和厭氣氧型發(fā)酵灌。發(fā)酵罐是一種對物料進行機械攪拌與發(fā)酵的設備。該設備采用內(nèi)循環(huán)方式,用攪拌槳分散和打碎氣泡,它溶氧速率高,混合效果好。罐體采用SUS304或316L進口不銹鋼,罐內(nèi)配有自動噴淋清洗機頭,確保生產(chǎn)過程符合GMP要求。
四、發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)特征
1、發(fā)酵罐罐體材質(zhì)均采用高級不銹鋼材質(zhì),內(nèi)外表面均采用拋光處理,拋光精度Ra0.4,可防止物料粘壁,且易清洗;
2、攪拌系統(tǒng)采用三層六平葉發(fā)酵專用標準槳,無級調(diào)速,可實現(xiàn)發(fā)酵攪拌過程全自動控制;
3、發(fā)酵罐采用在位高溫蒸汽滅菌,滅菌過程可實現(xiàn)自動控制,滅菌溫度精確;
4、瑞士梅特勒PH電極及屏蔽導線,范圍在2~12PH,控制精度為±0.02PH;
5、自動檢測泡沫,可添加消泡劑,靈敏度為100~10000;空氣流量控制可采用轉(zhuǎn)子流量計手動調(diào)節(jié),范圍為0~5000L/min;
6、補料系統(tǒng)可通過蠕動泵自動流加,范圍為0~5L/min,控制精度±2%。
五、發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)產(chǎn)品組成
(1)罐體
發(fā)酵罐的罐體由筒體及橢圓形或碟形封頭焊接而成,小型發(fā)酵罐封頭和筒體采用法蘭連接。罐頂裝有視鏡及燈鏡,方便觀察罐內(nèi)發(fā)酵狀態(tài)。在發(fā)酵罐的罐頂上的接管有:進料管、補料管、排氣管、接種管和壓力表接管。在罐身上的接管有冷卻水進出管、進空氣管、取樣管、溫度計管和測控儀表接口。
(2)罐體的尺寸比例
罐體各部分的尺寸有一定的比例,發(fā)酵罐一般由于發(fā)酵的特殊需要一般為細長型,高度與直徑之比一般為1.7~2.5左右。
(3)攪拌器
發(fā)酵罐通常裝有兩組攪拌器,兩組攪拌器的間距S約為攪拌器直徑的三倍。對于大型發(fā)酵罐以及液體深度HL較高的,可安裝三組或三組以上的攪拌器。最下面一組攪拌器通常與風管出口較接近為好,與罐底的距離C一般等于攪拌器直徑Di,但也不宜小于0.8Di,否則會影響液體的循環(huán)。
軸向式攪拌器:槳葉式、螺旋槳式
徑向式(渦輪式)攪拌器(Disc turbine):平直葉、彎葉、箭葉
(4)擋板
擋板的作用是改變液流的方向,由徑向流改為軸向流,促使液體劇烈翻動,增加溶解氧。
全擋板條件:是指在一定轉(zhuǎn)數(shù)下再增加罐內(nèi)附件而軸功率仍保持不變。要達到全擋板條件必須滿足下式要求:
(5)消泡器
消泡器的作用是將泡沫打破。消泡器常用的形式有鋸齒式、梳狀式及孔板式。孔板式的孔徑約10~20毫米。消泡器的長度約為罐徑的0.65倍。
(6)聯(lián)軸器
大型發(fā)酵罐攪拌軸較長,常分為二至三段,用聯(lián)軸器使上下攪拌軸成牢固的剛性聯(lián)接。常用的聯(lián)軸器有鼓形及夾殼形兩種。小型的發(fā)酵罐可采用法蘭將攪拌軸連接,軸的連接應垂直,中心線對正。
(7)軸承
為了減少震動,中型發(fā)酵罐—般在罐內(nèi)裝有底軸承,而大型發(fā)酵罐裝有中間軸承,底軸承和中間軸承的水平位置應能適當調(diào)節(jié)。罐內(nèi)軸承不能加潤滑油,應采用液體潤滑的塑料軸瓦(如聚四氟乙烯等),軸瓦與軸之間的間隙常取軸徑的0.4~0.7%。為了防止軸頸磨損,可以在與軸承接觸處的軸上增加一個軸套。
(8)變速裝置
試驗罐采用無級變速裝置。發(fā)酵罐常用的變速裝置有三角皮帶傳動,圓柱或螺旋圓錐齒輪減速裝置,其中以三角皮帶變速傳動較為簡便。
(9)軸封
軸封的作用是使罐頂或罐底與軸之間的縫隙加以密封,防止泄漏和污染雜菌。常用的軸封有填料函和端面軸封兩種,一般用機械式密封。
①填料函式軸封是由填料箱體,填料底襯套,填料壓蓋和壓緊螺栓等零件構(gòu)成,使旋轉(zhuǎn)軸達到密封的效果。
填料函式軸封的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單。主要缺點是:死角多,很難滅菌,容易滲漏及染菌;軸的磨損情況較嚴重;填料壓緊后摩擦功率消耗大;壽命短,經(jīng)常維修,耗工時多。
②端面式軸封又稱機械軸封。密封作用是靠彈性元件(彈簧、波紋管等)的壓力使垂直于軸線的動環(huán)和靜環(huán)光滑表面緊密地相互貼合,并作相對轉(zhuǎn)動而達到密封。
(10)發(fā)酵罐的換熱裝置
①夾套式換熱裝置
這種裝置多應用于容積較小的發(fā)酵罐;夾套的高度比靜止液面高度稍高即可。這種裝置的優(yōu)點是:結(jié)構(gòu)簡單;加工容易,罐內(nèi)無冷卻設備,死角少,容易進行清潔滅菌工作,有利于發(fā)酵。其缺點 是:傳熱壁較厚,冷卻水流速低,發(fā)酵時降溫效果差。
②豎式蛇管換熱裝置
這種裝置是豎式的蛇管分組安裝于發(fā)酵罐內(nèi),有四組、六組或八組不等,根據(jù)管的直徑大小而定,容積5 立方米 以上的發(fā)酵罐多用這種換熱裝置。這種裝置的優(yōu)點是:冷卻水在管內(nèi)的流速大;傳熱系數(shù)高。這種冷卻裝置適用于冷卻用水溫度較低的地區(qū),水的用量較少。但是氣溫高的地區(qū),冷卻用水溫度較高,則發(fā)酵時降溫困難,發(fā)酵溫度經(jīng)常超過40℃, 影響發(fā)酵產(chǎn)率,因此應采用冷凍鹽水或冷凍水冷卻,這樣就增加了設備投資及生產(chǎn)成本。此外,彎曲位置比較容易蝕穿。
③豎式列管(排管)換熱裝置
這種裝置是以列管形式分組對稱裝于發(fā)酵罐內(nèi)。其優(yōu)點是:加工方便,適用于氣溫較高,水源充足的地區(qū)。這種裝置的缺點是:傳熱系數(shù)較蛇管低,用水量較大。
六、發(fā)酵罐技術參數(shù)
規(guī)格型號 | 外形尺寸 | 總功率(常規(guī)配置) | 備注 | |
電機功率(KW) | 攪拌轉(zhuǎn)速(R/min) | |||
FJG--100 | 500×800×1700MM | 0.75KW | 0-280 | |
FJG--200 | 600×1000×1800MM | 1.1KW | 0-280 | |
FJG--300 | 800×1200×2000MM | 1.5KW | 0-280 | |
FJG--500 | 900×1300×2000MM | 2.2KW | 0-280 | |
FJG--1000 | 1000×1500×3300MM | 2.2KW | 0-280 | |
FJG--2000 | 1200×1600×3200MM | 4KW | 0-280 | |
FJG--3000 | 1400×2000×3600MM | 5.5KW | 0-280 | |
FJG--4000 | 1500×2000×3800MM | 7.5KW | 0-280 | |
FJG--5000 | 1600×2200×4000MM | 11KW | 0-280 |
七、發(fā)酵罐質(zhì)量標準
設計、制造、檢驗、驗收執(zhí)行:
1、《中華人民共和國特種設備安全法》
2、SFDA 《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》
3、TSG21—2016《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》
4、GB150—2011《壓力容器》
5、NB/T47015—2011《壓力容器焊接規(guī)程》
6、NB/T47013—2015《承壓設備無損檢測》
7、HG/T20584—2011《鋼制化工容器制造技術要求》
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