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微生物發酵罐的七種攪拌形式

作者:發酵罐 時間:2018-03-29 09:15
微生物發酵罐中的機械攪拌器大緻可分為軸向和徑向推進兩種型式。前者如螺旋槳式,不鏽鋼發酵罐,後者如渦輪式。微生物發酵罐在發酵過程中選用攪拌器對發酵溶氧,及氧氣的吸收有着至 信息摘要:
微生物 發酵罐 中的機械攪拌器大緻可分為軸向和徑向推進兩種型式。前者如螺旋槳式, 不鏽鋼發酵罐 ,後者如渦輪式。微生物 發酵 罐在發酵過程中選用攪拌器對發酵溶氧,及氧氣的吸收有着至關重要的作用,微生物發酵罐攪拌

微生物發酵罐的七種攪拌形式

美國NBS40L全自動發酵罐是一種很不錯的設備,在行内有也着不錯的口碑,但世上沒有十全十美的産品,也就是說美國NBS40L全自動發酵罐也還有一些地方做的不是那麼盡善盡美。

美國新布朗什維克科學公司(簡稱美國 NBS 公司)建立于 1946 年,是具有近六十年曆史的專業生産和銷售各類高品質科學儀器和裝備的美國納斯達克上市公司(交易所代碼: NBSC )。

NBS 公司的産品主要有全自動控制微生物發酵罐和用于細胞培養的細胞罐、INNOVA 系列搖床、 C 系列搖床及超低溫冰箱、二氧化碳培養箱、潔淨空氣取樣器等。

在發酵罐和細胞罐的設計上, NBS 公司一直走在世界的前沿。 1970 年中期,從 NBS 公司領先設計出帶計算機控制的發酵罐開始,我們的産品在工藝設計和計算機全自動控制上一直占據着世界領先地位。 1997 年我們開發了全新的發酵罐和生物反應器的控制系統,為 BIOFLO6000 型等發酵配備了 ML-6100 全自動控制觸幕式控制系統,從而大大方便了操作過程,使沒有任何操作經驗的人也可使用。 21 世紀初期, NBS 公司成功地将 PLC 控制方式引入發酵罐和細胞罐的控制,成為新一代 GaMP 發酵和細胞培養設備的典範。

  美國 NBS 公司又是世界上唯一擁有籃式細胞攪拌槳和細胞提升式攪拌槳專利技術及掌握相關細胞培養技術的公司,此項設備和技術已廣泛應用于人類基因工程藥物生産并取得包括中國衛生部和多國醫藥衛生主管部門的批準。

BioFlo 110台式多功能組合式生物發酵罐 産品特點:

裝備了多達32個參數回路監控的PCU全新數字式微程序處理機,可在線同時控制4台運行中不同參數的發酵罐(微生物發酵罐/細胞培養罐),最大程度節約客戶購置費用,同時滿足用戶發酵工藝中多罐條件對比的需求。

BioFlo 110系列有4種不同總容積的罐體任由客戶選擇,分别為1.3升、3.0升、7.5升、14.0升。

NBS40L發酵罐的兩個不足之處:

一、控制闆故障的解決

在首次試機時就出現溫度控制故障,溫度顯示與實際溫度不符,更嚴重的是沒有辦法滅菌。經請電器工程師查驗後認為控制闆集成塊壞了。修好後,使用不長時間叉出現故障,溫控不準。轉速無法控制,查驗後又是控制闆集成塊壞了。我們發現故障發生的時間多為晚上清洗消毒,高壓滅菌操作時。我們經過對幾次故障的分析認為,談設備對電壓範圍及波動要求嚴格(表1),目前廠内的電壓變化較大(表2),尤其是晚上用電單位減少後,電壓增高或不穩定極易擊穿成塊,造成故障。針對電壓問題,我們為發酵罐加上一台電子管穩壓器.型号SH1742(5Kv)電子交流穩壓器。以後二十餘批的發酵罐沒再出現相同的問題。進口設備由于電壓問題出現故障,常見是110V電壓錯接220v,燒壞保險絲或設備其他部分。由于電壓的渡動較大而擊穿電路塊,造成設備故障的事情很少發生。NBs40L發酵罐的說明書中對此未有特殊的要求,移動式發酵罐,原有NBSsL罐使用時也未出現同樣故障。NBS40L全自動發酵罐很有必要安裝一穩壓器來供應中國市場.以減少由于電壓的變化而造成故障。

二、發酵罐進水,引起染菌的原因之一

(1)升溫速度太慢或達不到121.5℃。分析其原因,脒了蒸汽壓太低遠達不到要求(低于16PSI)外.個非常重要的原因是氣動閩空氣壓力(儀器空氣壓力)不夠。設備要求60PSI,約0.4MPa,實際上在0.4MPa時就不能正常自動滅菌了,要求壓力範圍0.4—0 7MPa。缺一個衡壓裝置是該設備的不足。

雖說美國NBS40L全自動發酵罐有以上兩點不足之處,但整體來說美國NBS40L全自動發酵罐還是一款很不錯的産品。

 

微生物發酵罐的七種攪拌形式

微生物發酵罐中的機械攪拌器大緻可分為軸向和徑向推進兩種型式。前者如螺旋槳式,不鏽鋼發酵罐,後者如渦輪式。微生物發酵罐在發酵過程中選用攪拌器對發酵溶氧,及氧氣的吸收有着至關重要的作用,微生物發酵罐攪拌器的選擇如下:

(1)螺旋槳式攪拌器

螺旋槳式攪拌器在罐内将液體向下或向上推進,形成軸向的螺旋流動,混合效果較好,但造成的剪率較低,對氣泡的分散效果不好。一般用在藉壓差循環的微生物發酵罐中,以提高其循環速度。常用的螺旋槳葉數Z=3,螺距等于攪拌器直徑,最大葉端線速度不超過25米/秒。

(2)圓盤平直葉渦輪攪拌器

圓盤平直葉渦輪與沒有圓盤的平直葉渦輪,其攪拌特性差别甚微。但在發酵罐中無菌空氣由單開口管通至攪拌器下方,大的氣泡受到圓盤的阻擋,避免從軸部的葉片空隙上升,保證了氣泡的更好的分散。圓盤平直葉渦輪攪拌器具有很大的循環輸送量和功率輸出,适用于各種流體,包括粘性流體、非牛頓流體的攪拌混合。

(3)圓盤彎葉渦輪攪拌器

圓盤彎葉渦輪攪拌器的攪拌流型與平直葉渦輪的相似,但前者造成的液體徑向流動較為強烈,因此在相同的攪拌轉速時,前者的混合效果較好。但由于前者的流線葉型,在相同的攪拌轉速時,輸出的功率較後者的為小。因此,在混合要求特别高,而溶氧速率相對要求略低時,可選用圓盤彎葉渦輪。

(4)圓盤箭葉渦輪攪拌器

其攪拌流型與上述兩種渦輪相近,但它的軸向流動較強烈,但在同樣轉速下,它造成的剪率低,輸出功率也較低。

攪拌器在發酵罐中造成的流型,對氣固液相的混合效果及氧氣的溶解、熱量的傳遞具有密切關系。攪拌器造成的流體流動型式不僅決定于攪拌器本身,還受罐内的附件及其安裝位置的影響。

(5)罐中心裝垂直螺旋槳攪拌器的攪拌流型

罐中心垂直安裝的螺旋槳,在無擋闆的情況下,在軸中心形成凹陷的旋渦。如在同一罐内安裝4~6塊擋闆,液體的螺旋狀流受擋闆折流,被迫向軸心方向流動,使旋渦消失。

(6)渦輪式攪拌器的流型

上述三種渦輪攪拌器的攪拌流型基本上相同,各在渦輪平面的上下兩側形成向上和向下的兩個翻騰。如不滿足全擋闆條件,軸中心位置也有凹陷的旋渦。适當的安排冷卻排管,也可基本消除軸中心凹陷的旋渦。

(7)裝有套筒時的攪拌器攪拌流型

在罐内與垂直的攪拌器同中心安裝套簡,一可以大大加強循環輸送效果,并能将液面的泡沫從套簡的上部入口,抽吸到液體之中,具有自消泡能力。伍氏發酵罐就是具有這種中心套筒的機械攪拌罐。

 

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