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液體發酵罐的應用結構及特點

作者:發酵罐 時間:2018-03-14 09:47
液體發酵罐用于生物菌種發酵等行業,液體發酵是一個技術性很強的行業,是靠不斷的生産實踐和經驗總結摸索出來的,因此液體發酵罐的設計與加工制造是一項長期科研、開發的項目。 信息摘要:
液體 發酵罐 的應用: 液體 發酵 罐用于生物菌種發酵等行業,液體發酵是一個技術性很強的行業,是靠不斷的生産實踐和經驗總結摸索出來的,因此液體發酵罐的設計與加工制造是一項長期科研、開發的項目。 液體發酵罐的結構

液體發酵罐的應用結構及特點

發酵罐行業也得到了飛速的發展。固态發酵罐是發酵罐的一種常見類型,它在發酵罐市場上占有很重要的地位,廣泛用于食品、制藥、生物工程、農業及環保等領域。

固态發酵罐采用内循環方式,用攪拌槳分散和打碎氣泡,它溶氧速率高,混合效果好。儀表控制液體發酵罐罐體采用SUS304或316L進口不鏽鋼,罐内配有自動噴淋清洗機頭,确保生産過程符合GMP要求。

固态發酵罐的罐體主體設有夾層、保溫層、可加熱、冷卻、保溫功能。罐體與上下橢圓頭均采用旋壓R角加工,罐内壁經鏡面抛光處理,衛生無死角,而全封閉設計确保物料始終處于無污染的狀态下混合、發酵。設備配備空氣呼吸孔,CIP清洗噴頭,人孔、進出料口等裝置。

今天,我們一起來了解下哪些因素會影響固态發酵罐的發酵過程,以及固态發酵罐在工業中的具體應用。

固态發酵(Solidstatefermentation)指體系在沒有或幾乎沒有自由水存在下,微生物在固态物質上生長的過程,過程中維持微生物活性需要的水主要為結合水或與固體基質結合的狀态。大部分研究者認為固态發酵和固體基質發酵(Solidsubstratesfermentation)是同一概念,可是Pandey等卻認為固體基質發酵是在無自由水條件下固體基質作為碳源或氮源的發酵過程,而固态發酵是在無自由水條件下利用天然或惰性底物(如合成泡沫)作為支持物的發酵過程。本文中将其統稱為固态發酵。

近幾年來,随着世界性的能源危機和環境保護意識的增強,固态發酵重新受到重視,主要歸因于農業、工業廢棄物在固态發酵方面得到較大應用,比如土壤修複、生物轉化及生物燃料等,是工業應用的理想技術。

一、影響固态發酵罐的因素

影響固态發酵罐過程的因素很多,主要取決于基質類型、微生物選取和生産規模,可大緻分為生物化學、物理化學和環境因素。所有的因素都是密切相關的,不能獨立地看待。在特定的固态發酵過程中,單個因素作為生化還是物化因素需要區别開來。某個因素在生化反應中可看做獨立的,但在物化反應中是相互影響的,反之亦然。所以,需要分析各個因素在固态發酵進程中的影響。

(1)固态發酵微生物

真菌和細菌是固态發酵使用較多的微生物,真菌是比較理想的(如圖所示,真菌菌絲穿過基質的皮殼到達澱粉顆粒)。接種真菌孢子較營養細胞有一定優勢:接種方便、靈活且易于保存較長時間和較高活性,但也有一定的缺點,如較長的滞後期、孢子接種量較大;在孢子萌發之前需誘導孢子進入代謝活動和酶系合成以防孢子休眠。某些發酵過程需要菌絲接種,如将毛殼菌菌絲接入小麥稭稈中進行固态發酵。接種密度(個/克物料)也是固态發酵的一個重要影響因子。

(2)基質和粒度

固态發酵基質常為農業副産物、天然纖維素、固體廢料等。具有大分子結構的原料其惰性組織将氮源和碳源物質緊緊包裹,不利于發酵,因此原料的預處理是很重要的,主要通過物理、化學或者酶水解等方法降低被包裹或顆粒粒度,提高基質可利用率。采用天然基質進行固态發酵,随着微生物的生長,作為基質結構的部分碳源物質被消耗,影響了傳質和傳熱,通常在發酵過程中加入适量的具有穩定結構的支持物來改善。

基質粒度關系到微生物生長及傳質傳熱效果,将直接影響到單位體積顆粒所能提供的反應表面積的大小,也會影響到菌體是否容易進入基質顆粒内部及氧的供給速率和代謝産物的移出速率等[9]。小的顆粒可以提供較大微生物攻擊表面積,提高固态發酵反應速率,是理想的選擇,但是在許多情況下太小的顆粒容易造成底物積團,顆粒間空隙率也減小,導緻阻力增大,對傳熱、傳質産生不利的影響,導緻微生物不良生長;大顆粒由于存在較大間隙有利于提高傳質和傳熱效率,還可提供更好的呼吸及通氣條件,但微生物攻擊表面積較小。

不鏽鋼儲罐,将延長微生物的滞後期,導緻生物量減少。可以通過加無菌水、加濕空氣和安裝噴濕器等方法來提高Aw,以保證菌體正常生長。

(5)通風和攪拌

好氧發酵過程中對氧的需求及系統中傳質、傳熱的需要,通風和攪拌操作有重要的影響。空氣速率增加可提供微生物生長所需氧氣,又可以移除CO2、揮發性代謝物和反應熱,但很多因素影響O2的傳輸,如空氣壓力、通氣率、基質空隙、料層厚度、培養基水分、反應器幾何特征及機械攪拌裝置的轉速等。

綜上所述,固态發酵罐的應用非常廣泛,固态發酵技術也越來越受到重視。相信在不久的将來,發酵罐将在更多領域有所應用,為我們的美好生活做出更多貢獻。

 

液體發酵罐的應用結構及特點

液體發酵罐的應用:

液體發酵罐用于生物菌種發酵等行業,液體發酵是一個技術性很強的行業,是靠不斷的生産實踐和經驗總結摸索出來的,因此液體發酵罐的設計與加工制造是一項長期科研、開發的項目。

液體發酵罐的結構:

1.罐體大體結構有單層和雙層。單層是直接用加熱管加熱菌種,雖然液體是流動的,但不排除燙死一部分菌種的可能性。并且在滅菌時候很容易使培養基的料胡掉。雙層的是間接加熱,就很安全。目前還有一些是内層加熱,外層材料太薄隻能冷卻用,應該是加熱管放到外層,這樣對罐體材料要求較高。

2.過濾器結構,微孔膜折疊空氣濾芯,目前所有的發酵罐廠家都是從濾芯公司買的,這種濾芯,幹淨衛生,可以用濕熱滅菌,烘幹,換拆,清洗很方便。

3.滅菌方式,一類是将過濾器取下放入高壓鍋内滅菌,然後在火焰保護下對接上,操作麻煩,增加污染幾率。另一類就比較好,在罐體上用罐體蒸汽,将過濾器和罐體一次行滅菌,操作簡單安全。

4.冷卻方式,單層罐體結構的是用内盤管冷卻,冷卻面積小速度較慢。雙層罐體結構是用夾層冷卻,冷卻面積大速度較快。還有三層罐體的,比較少,一般是嚴寒地區使用。

5.接種方式,目前就兩類,一類固體接種,通過接種箱加入無菌水稀釋(增加一次污染幾率),然後在火焰下通過大接種口(10-20厘米不等)快速接入(接種口越大,污染幾率也越大)罐中。另一類是液體搖瓶菌種,通過搖瓶上的膠管在火焰下和閥門口(1厘米)快速對接後,撲滅火焰接入罐中。

6.培養滅菌時間控制,是自動定時控溫。溫度控制精準度有所區别,有的是溫度精度正負1度,有的是精度0.5度,還有的是精度0.1度。

液體菌種的生産其實就是,保證滅菌徹底,冷卻快速,接種安全,供氣無菌,恒溫培養。

液體發酵罐的設備特點:

1、采用氣體環流,結構簡單、操作方便、菌絲生長快、活力強;

2、 采用罐内電加熱滅菌,也可用外蒸汽滅菌,加熱管壽命長,拆裝方便;

3、 采用二級高效、高精度過濾器,做到絕對過濾,避免雜菌污染。過濾器采用發酵罐内蒸汽在位滅菌,不需拆裝,使用方便,壽命長。

4、 采用PID溫度控制方式自動控溫,不鏽鋼發酵罐,精度高,可根據不同菌種任意設定滅菌、發酵溫度及滅菌時間。培養基滅菌、冷卻時間不超過2小時。

5、 發酵罐及管道、閥門、過濾器全部采用不鏽鋼制造,内外抛光,無死角。

6、 發酵罐,控制櫃全部安裝在一個可移動平台上,罐體高度适中,方便接種,清洗。

本公司生産的液體發酵罐技術含量高,故障率很小,發酵成功率高,零部件的使用壽命長,用戶的使用成本低,經濟效益好。

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