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技術文章

實驗室發(fā)酵罐的具體結構的詳細說明

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  實驗室發(fā)酵罐指實驗室上用來進行微生物發(fā)酵的裝置。其主體一般為用不銹鋼板制成的主式圓筒,其容積較小。在設計和加工中應注意結構嚴密,合理。實驗室發(fā)酵罐能耐受蒸汽滅菌、有一定操作彈性、內(nèi)部附件盡量減少、物料與能量傳遞性能強,并可進行一定調(diào)節(jié)以便于清洗、減少污染,適合于多種產(chǎn)品的生產(chǎn)以及減少能量消耗。實驗室發(fā)酵罐廣泛應用于乳制品、飲料、生物工程、制藥、精細化工等實驗。
  
  實驗室發(fā)酵罐的具體結構:
  
  1、外筒
  
  發(fā)酵罐外筒是作為水的容器,對它的主要要求是有一定的強度和剛度,能夠承受加熱時產(chǎn)生的飽和蒸汽的壓力而不破壞、能承受住容器和水的重力而不產(chǎn)生過大的變形。其中,強度是主要的問題。
  
  2、內(nèi)筒
  
  發(fā)酵罐內(nèi)筒只有下端采用了封頭,上端與外筒的上封頭焊接在一起。對于壓力容器而言,這種焊接方式會產(chǎn)生巨大的附加應力,受力情況較差相當于舊式的無折邊錐形封頭和球面形封頭。但是由于內(nèi)外筒工作中溫度相關不大,物料相近。所以內(nèi)筒幾乎不受力,無需考慮強度闖題。
  
  發(fā)酵罐內(nèi)筒的材料應選擇不銹鋼。因為內(nèi)筒工作時接觸菌種,如果有銹的話,會污染菌種。
  
  3、液位計
  
  發(fā)酵罐液位計的作用是觀察外筒的水位高低,一般用玻璃管式液位計。
  
  4、加料口
  
  發(fā)酵罐加料口與內(nèi)筒相連。為了加入菌種的滅菌效果,直徑一般不大,且要求有良好的密封,一般使用焊接短接管并加工外螺紋,上配以旋蓋。
  
  5、放氣閥
  
  發(fā)酵罐在加熱過程中會有大量的水蒸汽產(chǎn)生從而使筒內(nèi)壓力持續(xù)升高,物料的沸點也會隨之上升造成過熱,所以需要開啟放氣閥放氣。放氣閥采用銅制或不銹鋼制球閥,因為這樣開、閉都比較迅速,而且不會生銹造成污染。
  
  6、安全閥
  
  發(fā)酵罐內(nèi)筒的物料含有大量固體顆粒且在加熱時易起泡,有可能會造成放氣閥的堵塞,所以需要設置安全閥。安全閥的開啟壓力設置在設計壓力的1.05~1.1倍。
  
  7、進氣管
  
  酵母菌屬于兼性厭氧性性生物,菌絲在進行物質(zhì)代謝的同時伴隨著能量代謝的進行。所以在菌絲的整個生長過程中都應有一定的氧通氣量。有些物料的粘度不大,如果進行機械攪拌,效果不是很理想,而且攪拌器的會增加成本。因此,發(fā)酵罐下設進氣管,與小型空氣壓縮機相連,這樣既起到攪拌的作用,又能輸送新鮮空氣。但是,如果在菌絲生長過程中出現(xiàn)停電而使壓縮機停轉,則物料會從進氣管回流,從而造成菌種與外界接觸被污染。因此,在進氣管外,外接止回閥。
  
  8、出料管
  
  由于發(fā)酵罐封閉,內(nèi)部不易清洗,所以出料管接于內(nèi)筒的下方,這樣可以避免培養(yǎng)基殘余在罐內(nèi)滋生雜菌。
  
  出料管排料時,由于發(fā)酵罐內(nèi)部壓力要大于外部壓力,所以有很大的推動力。但是,當罐內(nèi)壓力降低到一定程度時,推動力會幾乎消失。此時,生成的菌絲球很容易堵塞出料管上的閥門,所以,在出料管上適合采用球閥一類孔徑較大的閥門。
  
  9、攪拌系統(tǒng)
  
  發(fā)酵罐的攪拌系統(tǒng)多種多樣,首要作用是發(fā)酵液通過攪拌流動,增加氣液交換的機會以提高溶氧值,其次使發(fā)酵液充分混和,并使液體中的固形物料保持均勻的懸浮狀態(tài),有利于營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和代謝物的分散。
  
  各類發(fā)酵罐的攪拌側重不同,攪拌器可以使被攪拌的液體產(chǎn)生軸向流動和徑向流動,不同的葉槳所產(chǎn)生的液體流向差別很大。為了使發(fā)酵液充分地被攪動,根據(jù)發(fā)酵罐的容積,在同一攪拌軸上常配置多個攪拌葉槳。
  
  

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