发酵罐的结构-发酵罐夹套内部结构61页PPT
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发酵罐的总体结构与结构特性
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发酵罐总体结构：
A、固定式主要由罐体与支架组成。
B、罐体内胆及封头由优质不锈钢抛光制成。
C、夹套与加强筋由不锈钢板，保温层采用 聚胺脂发泡（24 小时回升 20C）。
D、夹套中间采用螺旋式加热，夹套冷却。
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E、外 2mm 厚不锈钢板磨砂。
F、搅拌器与锅盖密封采用机械密封件组成。
G、罐盖上下连接采用不锈钢螺柱，密封垫
片采用 XB250 无毒橡胶。
发酵罐的结构特性：
1. 可 在 线 CIP 清 洗 、 SIP 灭 菌 (121 °
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C/0.1MPa)。
2.按照卫生级要求设计，结构设计极具人性 化，操作方便。传动平稳，噪音低。
发酵罐主要部件：罐体：主要用来培养发酵
各种菌体，密封性要好（防止菌体食醋自吸式发
酵罐被污染）罐体当中有搅拌浆，用于发酵过程 当中不停的搅拌底部通气的 Sparger，用来通入
菌体生长所需要的空气或氧气罐体的顶盘上有
控制传感器，最常用的有 pH 电极和 DO 电极，用
来监测发酵过程中发酵液 pH 和 DO 的变化控制 宜的径高比设计，按需定制搅拌装置， 节能，搅拌、发酵效果好。
4.发酵罐内罐体表面镜面抛光处理(粗糙度
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Ra≤0.4µm)；各进出管口、视镜、人孔等
工艺开孔与内罐体焊接处均采用拉伸翻边工艺
圆弧过渡，光滑易清洗无死角，保证生产过程的 可靠性、稳定性，符合“cGMP”等规范要求。
工程设备课件-发酵罐
5-成品收集器
盘顶 旋风方向
图 13-11 空气分配盘
5
6
4 3
2
1
图 13-12 气流喷舞干燥喷咀 空气管 2-压紧螺帽 3-喷咀座 4-压紧螺帽
5-喷咀 6-进液管 7-喷咀口
➢喷雾干燥特点
1.干燥速率快、时间短； 2.干燥温度低； 3.制品具有良好的分散性和溶解性，成品纯度高。
➢应用
特别适用于不能借结晶方法得到固体产品的生物制 品生产中，如酵母、核苷酸和某些抗生素药物的 干燥。
一，粗馏塔板类型及结构
1 泡罩塔板
该类塔板适宜处理易起泡的液 体。是国内不少酒精厂家的粗 馏塔主要采用的装置。主要由 塔体，塔板和升气管等部件组 成。
泡罩塔的操作：
泡罩底部浸没在塔板上的液体，形成 液封，气体自升气管上升，流经升气 管和泡罩之间的环形通道，再从泡罩 齿缝（主要是分散气体，增大气液接 触面积）中吹出，进入塔板上的液层 中鼓泡传质。常见的泡罩为倒扣的自 行车铃盖形，周边有齿缝。齿缝一般 为矩形，三角形和梯形。
湿物料的干燥操作有2个基本过程同时进行：
1.传热过程，热量由气体传递给湿物料，使其温度 升高；
2.传质过程，物料内部的水分向表面扩散，并在表 面汽化被气流带走。
三、干燥设备的选型原则
➢生物工业制品的干燥设备类型
瞬时快速干燥设备：滚筒干燥设备、喷雾干燥 设备、气流干燥设备、沸腾干燥设备
低温干燥设备：真空干燥设备、冷冻干燥设备
机械搅拌自吸式发酵罐
▪
之
自 吸 式
自 吸
发
式
酵
发
罐
酵
罐
的结Βιβλιοθήκη 构气升式发酵罐类型： 气升环流式
鼓泡式 空气喷射式
盘顶 旋风方向
图 13-11 空气分配盘
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4 3
2
1
图 13-12 气流喷舞干燥喷咀 空气管 2-压紧螺帽 3-喷咀座 4-压紧螺帽
5-喷咀 6-进液管 7-喷咀口
➢喷雾干燥特点
1.干燥速率快、时间短； 2.干燥温度低； 3.制品具有良好的分散性和溶解性，成品纯度高。
➢应用
特别适用于不能借结晶方法得到固体产品的生物制 品生产中，如酵母、核苷酸和某些抗生素药物的 干燥。
一，粗馏塔板类型及结构
1 泡罩塔板
该类塔板适宜处理易起泡的液 体。是国内不少酒精厂家的粗 馏塔主要采用的装置。主要由 塔体，塔板和升气管等部件组 成。
泡罩塔的操作：
泡罩底部浸没在塔板上的液体，形成 液封，气体自升气管上升，流经升气 管和泡罩之间的环形通道，再从泡罩 齿缝（主要是分散气体，增大气液接 触面积）中吹出，进入塔板上的液层 中鼓泡传质。常见的泡罩为倒扣的自 行车铃盖形，周边有齿缝。齿缝一般 为矩形，三角形和梯形。
湿物料的干燥操作有2个基本过程同时进行：
1.传热过程，热量由气体传递给湿物料，使其温度 升高；
2.传质过程，物料内部的水分向表面扩散，并在表 面汽化被气流带走。
三、干燥设备的选型原则
➢生物工业制品的干燥设备类型
瞬时快速干燥设备：滚筒干燥设备、喷雾干燥 设备、气流干燥设备、沸腾干燥设备
低温干燥设备：真空干燥设备、冷冻干燥设备
机械搅拌自吸式发酵罐
▪
之
自 吸 式
自 吸
发
式
酵
发
罐
酵
罐
的结Βιβλιοθήκη 构气升式发酵罐类型： 气升环流式
鼓泡式 空气喷射式
发酵罐操作培训ppt课件
3
无菌意识
由于微生物个体小、分布广泛等特性，发酵染菌 的途径有很多，而且如果染菌的话，我们无法及时 做出判断，必须培养一段时间才能看出来，发现以 后的结果只能是倒罐，造成不小的损失，所以操作 之前必须具备无菌意识，每一步操作都按照操作规 程进行，抓住每一个细节，才能确保不会染菌。
4
安全意识
① 空气压力能达到0.25~0.3MPa； ② 蒸汽压力能达到0.25MPa，温度能达到139℃； ③ 设备用电； ④ 机械搅拌； ⑤ 酸碱腐蚀。
溶氧电极
• 利用饱和NaSO3溶液进行电极零点标定，电 压值在1300左右；
• 百分百标定。
16
电极标定操作流程：
• 用去离子水冲洗电极头和接地电极 清洗 • 用吸水纸吸干水以后放到对应的标准液中
• 将测量切换成标定，自动补偿切换成手动补偿 标定 • 点击相应的标定项目开始标定
• 电压值稳定以后结束标定项目，清洗电极头 数据保存 • 将自动切换成手动，标定切换成测量，点击保存
溶料 • 原料全部溶解，无杂质，无硬块
• 确保电极已经插上，出料一阀已经关闭
投料 • 考虑增容和种子液量，定容到发酵所需体积
19
第五步：实消 发酵罐实消是对发酵培养基进行彻底的灭菌处
理, 利用高温过饱和蒸汽的强穿透能力使各种细菌、 真菌蛋白质凝固而死亡。实消结束以后罐内是无菌 的环境，需通入无菌空气进行保压直到培养结束。
11
第二步：空消 空消主要目的是在进罐生产前对设备清洁和杀
灭其他微生物，防止因设备清洁不彻底或设备停用 时间过久，微生物滋生，从而对生产造成影响。
12
• 空消操作流程
• 从空气路、取样路和出料路进蒸汽
升温 • 排净罐内的冷空气后关小排气阀，节省蒸汽
无菌意识
由于微生物个体小、分布广泛等特性，发酵染菌 的途径有很多，而且如果染菌的话，我们无法及时 做出判断，必须培养一段时间才能看出来，发现以 后的结果只能是倒罐，造成不小的损失，所以操作 之前必须具备无菌意识，每一步操作都按照操作规 程进行，抓住每一个细节，才能确保不会染菌。
4
安全意识
① 空气压力能达到0.25~0.3MPa； ② 蒸汽压力能达到0.25MPa，温度能达到139℃； ③ 设备用电； ④ 机械搅拌； ⑤ 酸碱腐蚀。
溶氧电极
• 利用饱和NaSO3溶液进行电极零点标定，电 压值在1300左右；
• 百分百标定。
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电极标定操作流程：
• 用去离子水冲洗电极头和接地电极 清洗 • 用吸水纸吸干水以后放到对应的标准液中
• 将测量切换成标定，自动补偿切换成手动补偿 标定 • 点击相应的标定项目开始标定
• 电压值稳定以后结束标定项目，清洗电极头 数据保存 • 将自动切换成手动，标定切换成测量，点击保存
溶料 • 原料全部溶解，无杂质，无硬块
• 确保电极已经插上，出料一阀已经关闭
投料 • 考虑增容和种子液量，定容到发酵所需体积
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第五步：实消 发酵罐实消是对发酵培养基进行彻底的灭菌处
理, 利用高温过饱和蒸汽的强穿透能力使各种细菌、 真菌蛋白质凝固而死亡。实消结束以后罐内是无菌 的环境，需通入无菌空气进行保压直到培养结束。
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第二步：空消 空消主要目的是在进罐生产前对设备清洁和杀
灭其他微生物，防止因设备清洁不彻底或设备停用 时间过久，微生物滋生，从而对生产造成影响。
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• 空消操作流程
• 从空气路、取样路和出料路进蒸汽
升温 • 排净罐内的冷空气后关小排气阀，节省蒸汽
发酵罐的结构-发酵罐夹套内部结构
H]
MV ■
= 1
-搅拌桨的层Biblioteka ：根据H/D及（s/d） n的要求进 行计算。一般3—4层， 底
层搅拌最重要， 1=) 占轴 功率
的40% ,所具叶片 数最多
（6〜8片）。
2.搅拌装置（续）一联轴器
■大型发酵罐搅拌轴较长，常分为二至三 段，用联轴器使上下搅拌轴成牢固的刚 性联接。常用的联轴器有鼓形及夹壳形 两种。小型的发酵罐可采用法兰将搅拌 轴连接，轴的连接应垂直，中心线对正。
■((ss/d/d))32==ll.5—-22.5
可以取相同il值，L5《s/d《2
S-搅拌器间距
.图29-6..通用式发酵罐的几何尺寸比例 H一筒身高度；6一破松矛一挡板宽度；H— 液位高度；4—搅拌器直径；s-两搅拌器间距；
气’ 3 一下搅拌器距底间距 s
2-搅拌装置MV ■ =1
■搅拌的目的 ■打碎气泡, 增加气液接触面积，即at -产生涡流， 延长气泡在液体中的停留时间 减 ■造成湍流， 小气泡外滞流液膜的厚度，KL t -动量传递（N、Ws）,有利于混合及固体物料保持悬浮状态
(4) 固定化发酵罐
物催化反应的装置。其优点是生物利用率比较高。
(5) 自吸式发酵罐
自吸式发酵罐是一种无需其他气源供应压缩空气的发酵罐，其关键部位是带 有中央吸气口的搅拌器。在搅拌过程中可以自吸入过滤空气，适合于耗 氧 很低的发酵类型。
(6) 伍式发酵罐
伍式发酵罐的主要部件是套筒、搅拌器。搅拌时液体沿着套简外向上升至液
-搅拌的效果： -原生流一圆周运动（径向运动）:层流及漩涡，原生流速V原xn 挡板
作用：次生流一轴向运动、翻动，决定混合好坏，V次8疽 -搅拌效果评价：传质，传热及混合效果
发酵罐的设计PPT演示课件
23
4 空气分布管
作用：使通入的空气均匀分布
型式： 单管式 正对罐底，距罐底 40mm，罐底衬不锈 钢圆板，防空气冲击
环 式 不常用，易堵。
24
5 传动装置 （1）变速装置：无级变速与皮带轮变速。10级
(500)，八级(750)，六级(1000)，从主动轮直径比 要小于7，以增加吃带面积。另外拉大主、从动 轮间距也可增加吃带面积。
时自动吸入空气。
41
42
2.2.2 定子与转子的结构与类型
将液转 气体子 体甩的 吸出作 入，用 。形：
成将 内转 部子 真内 空的 ，
打体定 碎混子 ，匀的 促，作 进甩用 溶出： 氧，将 。将气
大体 气与 泡液
43
44
45
46
2.2.3 自吸式发酵罐的优缺点
优点: 不需另设空气制备系统,投资少,能耗低,吸 入的气泡小,溶氧效果好,是通用罐的3倍.
5
2.1 通风机械搅拌发酵罐
2.1.1罐体尺寸 2.1.2罐的结构 2.1.3罐容积的计算 2.1.4罐的优缺点
6
2.1.2 罐的结构
图6-1 小型发酵罐结构图 1.三角皮带转轴；2.轴承支柱；3.联轴节； 4.轴封；5.窥镜；6.取样口；7.冷却水出口； 8.夹套；9.螺旋片；10.温度计；11.轴；12. 搅拌器；13.底轴承；14.放料口；15.冷水进 口；16.通风管；17.热电偶接口；18.挡板； 19.接压力表；20.手孔；21.电动机；22.排 气孔；23.取样口；24.进料口；25.压力表接 口；26.窥镜；27.手孔；28.补料口
26
6 轴封
型式：端面轴封和填料函式轴封 作用：密封搅拌轴与罐顶（底）间的
缝隙，防止泄漏和染菌 组成：
4 空气分布管
作用：使通入的空气均匀分布
型式： 单管式 正对罐底，距罐底 40mm，罐底衬不锈 钢圆板，防空气冲击
环 式 不常用，易堵。
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5 传动装置 （1）变速装置：无级变速与皮带轮变速。10级
(500)，八级(750)，六级(1000)，从主动轮直径比 要小于7，以增加吃带面积。另外拉大主、从动 轮间距也可增加吃带面积。
时自动吸入空气。
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2.2.2 定子与转子的结构与类型
将液转 气体子 体甩的 吸出作 入，用 。形：
成将 内转 部子 真内 空的 ，
打体定 碎混子 ，匀的 促，作 进甩用 溶出： 氧，将 。将气
大体 气与 泡液
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2.2.3 自吸式发酵罐的优缺点
优点: 不需另设空气制备系统,投资少,能耗低,吸 入的气泡小,溶氧效果好,是通用罐的3倍.
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2.1 通风机械搅拌发酵罐
2.1.1罐体尺寸 2.1.2罐的结构 2.1.3罐容积的计算 2.1.4罐的优缺点
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2.1.2 罐的结构
图6-1 小型发酵罐结构图 1.三角皮带转轴；2.轴承支柱；3.联轴节； 4.轴封；5.窥镜；6.取样口；7.冷却水出口； 8.夹套；9.螺旋片；10.温度计；11.轴；12. 搅拌器；13.底轴承；14.放料口；15.冷水进 口；16.通风管；17.热电偶接口；18.挡板； 19.接压力表；20.手孔；21.电动机；22.排 气孔；23.取样口；24.进料口；25.压力表接 口；26.窥镜；27.手孔；28.补料口
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6 轴封
型式：端面轴封和填料函式轴封 作用：密封搅拌轴与罐顶（底）间的
缝隙，防止泄漏和染菌 组成：
发酵罐2015ppt课件
发酵罐的基本特征
（ 1 ）发酵罐应具有适宜的径高比。罐身越高，氧 的利用率较高。 （2）发酵罐能承受一定的压力。 （ 3 ）其搅拌通风装置要保证发酵液必需的溶解氧。 （ 4 ）发酵罐内应尽量减少死角，避免藏污积垢， 能彻底灭菌，避免染菌。 （5）发酵罐应具有足够的冷却面积。 （6）搅拌器的轴封应严密，以减少泄漏。
第四阶段：1960～1979年。机械搅拌通风发酵罐 的容积增大到80～150m33。由于大规模生产单细 胞蛋白的需要，又出现了压力循环和压力喷射型 的发酵罐，它可以克服一些气体交换和热交换问 题。计算机开始在发酵工业上得到广泛应用。 第五阶段：1979年至今。生物工程和技术的迅猛 发展，给发酵工业提出了新的课题。于是，大规 模细胞培养发酵罐应运而生，胰岛素、干扰素等 基因工程的产品走上商品化。
酒精和啤酒都属于嫌气发酵产物，其发酵罐 因不需要通入昂贵的无菌空气，因此在设备 放大、制造和操作时，都比好气发酵设备简 单得多。
二、通气发酵罐的类型
（一） 机械搅拌通气发酵罐 工作原理 几何尺寸 结构 通气与搅拌 热量传递
发酵罐2015
内容概述 1、发酵罐 2、发酵罐的作用 3、发酵罐的分类 4、发酵罐的结构
一、发酵罐
发酵罐：是为一个特定生物化学过程的操作 提供良好而满意的环境的容器。
对于某些工艺来说，发酵罐是个密闭容器，同时 附带精密控制系统； 而对于另一些简单的工艺来说，发酵罐只是个开 口容器，有时甚至简单到只要有一个开口的坑。
第二节 发酵罐的类型与结构 根据反应是否需要氧气微生物反应器可分为: 一、厌氧发酵罐（厌氧微生物反应器） 二、通气发酵罐（需氧微生物反应器）
发酵罐基本知识-PPT课件
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发酵罐的几种工作状态
空消 装料 实消 接种 发酵 放罐 清洗
空气 蒸汽 冷却水 物料、补料管 接种管 取样、放料管
压力 温度 pH 溶氧 搅拌速度
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与不同工作状态 相应的，是各种 管道和阀门的开、 关 不仅注意罐的结 构，更要注意管 道与罐的连接
72 . 63 3 48 . 42 m 2 75 %
50 ＝ ＝ 3.09 m 取为50立方米，若取高径比为2，则有 D 1.7
3
取3.1m，则 H=2D=6.2m。其它参数计算代入公式。。。
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2. 搅拌器
搅拌器的作用是： 产生强大的总体流动：宏观均匀 产生强烈的湍动： 微观均匀
可反复灭菌 （耐压性能 ，材料要求） 不易染菌 （设备简单，少死角 ） 供氧 混合 （通气、搅拌设备） 加热和冷却功能 （传热设备 ） 加料、补料、放料 （附属管道、阀门 ） 参数检测 （温度、pH、溶氧电极 ）
也有些要求相对简单的液体培养设备
10
多种设计结构均可完成上述功能
按供氧方式 分：
7
表 小型发酵罐技术参数
公称容积 50L 200L 500L 800L 筒体高度 H(mm) 813 1110 1400 1600 筒体直径 D1(mm) φ 300 φ 500 φ 700 φ 800 夹套直径 D2(mm) φ 400 φ 600 φ 800 φ 900 转速 r/min 340 340 321 200 电机功率 KW 0.55 0.75 1.5 2.2
1000L
1200L 2000L
1600
发酵罐的构造认识和空消
（6）保温结束时，应先把空气管路中的隔膜阀关闭。 把空气过滤器排水阀关闭，以及关闭取样阀。然后再 关闭各路蒸汽阀门。 （7）接着打开冷却水阀门及排水阀门。同时打开空 气流量计和空气放空阀门，把空气过滤器吹干。此时 必须注意罐压的变化，绝对不能让罐压低于0.02MPa， 当罐压达到0.05MPa时，立即将空气管路打开，保证 发酵罐的罐压在0.05MPa左右。
蒸汽管道
进水、出水管道
空气管道
机械搅拌式通风 发酵罐
罐体正面
控制系 统
罐 体
视 窗
罐体上盖
电机 泡沫 探头
尾气冷凝 系统
补料口
加料接 种口
罐体侧面－1
夹套
温度、 pH、 溶氧电 极 放料阀
罐体侧面－2
空气分过 滤器
空气流量 计 空气进 口
连接罐体的管道
空气 蒸汽
罐体背面
电磁阀和 水泵
（3）当温度升至121℃（罐压在0.1~0.12MPa）时即 可计时开始，一般为30分钟。在此时间内应保证温度 不低于120℃。 （4）当计时开始后，可进行空气过滤器及空气管道 的灭菌。其过程是稍开过滤器的排水阀门及空气管道 的隔膜阀，保证空气管道的蒸汽灭菌。注意不能开得 太大，以免蒸汽大量进入罐内，而稀释培养基。 （5）与此同时，还可将出料阀的蒸汽阀门及出口阀 稍开，保证该管路灭菌。
水 泵 电磁 阀
电加热器
电加热器
空气流量 计
空气过滤器和压 力表
搅拌器
控制系统
操作界 面 电源开 关
蠕动 泵
空气过滤 器
蒸汽发生器
实验任务
1、实验室（4－120）实地认 识发酵罐和配套设备 2、以小组为单位，完成一份 发酵罐结构示意图