全自動發酵罐是一種對物料進行機械攪拌與發酵的設備

 

　　全自動發酵罐有各種各樣不同的種類，那么究竟它有哪些類型呢？不同類型的罐體又是用來干什么的呢？在工業化的發酵過程中，一般以純種的培養為主。以這種方式發酵的發酵設備有多種，一一來介紹。

 

　　全自動發酵罐的類型及作用

 

　　自吸式發酵罐：這是一種通過罐體內部葉輪的高速旋轉來實現的發酵方式。通過葉輪的旋轉，將空氣吸入罐體中，由于高速的轉動會形成真空狀態，因此只適用于對氧氣含量要求不高的菌種。

 

　　塔式發酵罐：這是一種通過多層塔式結構，通過氣體的分散作用，將氧氣傳入罐體中，使發酵液進行發酵，同樣的，對菌種有所要求。機械攪拌式：發酵罐有著*的密封性，這讓它的罐體里面都形成一個無菌的系統，可以讓很多特定的細菌在里面繁殖，發酵；另外，它能夠耐受蒸汽滅菌，操作也比較簡單。因此，發酵罐也比較適合多種產品的生產，并且能夠減少能耗，提高生產的效率。發酵設備，顧名思義，就是用機械攪拌的方式來進行發酵過程。通過對氣體和液體的攪拌混合來進行發酵過程。應用為廣泛，被運用在多種領域。

 

　　全自動發酵罐械攪拌式發酵設備和技術在整個制藥、生物產品的開發過程中起著特別重要的作用。在眾多類型的發酵設備中，兼具通氣又帶機械攪拌的標準式發酵罐用途為普遍，廣泛使用于抗生素、氨基酸、檸檬酸等各個領域。標準式發酵罐設計的技術關鍵在于攪拌技術復雜的氣液兩相流動問題上。機械攪拌式發酵罐不僅能為制藥企業節省可觀的投資，還可大大節省能耗等運行費用，同時提高產品產量與收率。

 

　　在許多過程中，氣液接觸是十分重要的，氣體需要與液體進行充分且有效的接觸以提供足夠的質量傳遞或熱量傳遞能力。比如有的氯化和磺化反應是快反應，這需要攪拌器能提供很高的傳質強度；有的反應需要吸收難以溶解的氧氣，這又需要攪拌器能提供很高的分散能力。

 

　　早期研究認為，氣液分散是氣體直接被攪拌器剪切成細小的氣泡而形成的。但近年的研究表明，氣液分散是受氣穴控制的。當氣速過大或攪拌轉速過低時，整個攪拌器被氣穴包裹，氣體穿過攪拌器直接上升到液面，發生氣泛。

 

　　氣液接觸過程的主要有有以下幾種：氣相和液相需要的停留時間分布、允許壓力降、相對質量流率、是否逆流接觸、局部混合能力、是否需要補充或移出熱量、腐蝕條件、泡沫行為與相分離、反應時需要的流型、反應與傳質的關系、層流和過渡區的流變行為等。這些因素又大都與攪拌器關系密切。

 

　　攪拌槽內的氣體分散大致有以下幾個狀態：氣泛狀態（大部分氣體未分散，氣泡沿攪拌軸直接上升到液面），載氣狀態（氣體基本得到分散，分布器以下分布不良），*分散狀態。

 

　　全自動發酵罐設備結構：

 

　　全自動發酵罐械攪拌式發酵罐其基本結構是在高徑比為2～4的罐體的頂或底部安上向罐內延伸的攪拌軸，軸上裝上2～4個攪拌槳（常用的攪拌槳是帶有圓盤和6個矩形與扭成法向分布葉片的稱為Rushton渦輪的槳，槳葉外徑約為罐徑的1/3）。罐底裝有無菌空氣的分布器（也有用單孔管的）。由于機械攪拌的作用可使進入罐內的空氣很好地獲得破碎和分布，以增加罐內氣液接觸面積而有利于氧的傳遞和發酵液的混合。這種全自動發酵罐因使用較為廣泛，故也被稱為標準式發酵罐。

 

　　全自動發酵罐結構設備主要部件包括罐身、攪拌器、軸封、消泡器中間軸承，空氣噴射器、擋板、冷卻裝置、人孔。

 

　　1、罐體由圓柱體及橢圓形或碟形封頭焊接成，材料為碳鋼或不銹鋼。為滿足工藝要求，罐需承受一定壓力，通常滅菌壓力0.25MPa（大氣壓）

 

　　2、攪拌器和擋板渦輪式攪拌器的葉片有平葉式、彎葉式、箭葉式三種，其主要是打碎氣泡，加速和提高溶氧。平葉式功率消耗較大，彎葉式較小，箭葉式又次之。擋板的作用是防止液面中央產生旋渦，促使液體激烈翻動，提高溶氧。擋板寬度約為（0.1-0.12）D。裝設6-4塊擋板，可滿足全擋板條件。全擋板條件是指在一定轉速下，再增加罐內附件，軸功率仍保持不變。