發(fā)酵罐,指工業(yè)上用來(lái)進(jìn)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,其容積在1m3至數(shù)百m3。在設(shè)計(jì)和加工中應(yīng)注意結(jié)構(gòu)嚴(yán)密,合理。能耐受蒸汽、有一定操作彈性、內(nèi)部附件盡量減少(避免死角)、物料與能量傳遞性能強(qiáng),并可進(jìn)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。
用于厭氣發(fā)酵(如生產(chǎn)酒精、溶劑)的發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)可以較簡(jiǎn)單。用于好氣發(fā)酵(如生產(chǎn)、有機(jī)酸、維生素等)的發(fā)酵罐因需向罐中連續(xù)通入大量無(wú)菌空氣,并為考慮通入空氣的利用率,故在發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)上較為復(fù)雜,常用的有機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐、鼓泡式發(fā)酵罐和氣升式發(fā)酵罐。
乳制品、酒類(lèi)發(fā)酵過(guò)程是一個(gè)無(wú)菌、無(wú)污染的過(guò)程,發(fā)酵罐采用了無(wú)菌系統(tǒng),避免和防止了空氣中微生物的污染,大大延長(zhǎng)了產(chǎn)品的保質(zhì)期和產(chǎn)品的,罐體上特別設(shè)計(jì)安裝了無(wú)菌呼吸氣孔或無(wú)菌正壓發(fā)酵系統(tǒng)。罐體上設(shè)有米洛板或迷宮式夾套,可通入加熱或冷卻介質(zhì)來(lái)進(jìn)行循環(huán)加熱或冷卻。發(fā)酵罐的容量由300-15000L多種不同規(guī)格。發(fā)酵罐按使用范圍可分為實(shí)驗(yàn)室小型發(fā)酵罐、中試生產(chǎn)發(fā)酵罐、大型發(fā)酵罐等。
微生物在繁殖和耗氧發(fā)酵過(guò)程中都需要氧氣,通常以空氣作為氧源??諝庵泻懈魇礁鳂拥奈⑸铮@些微生物隨著空氣進(jìn)入培養(yǎng)液,在適宜的條件下,它們會(huì)大量繁殖,消耗大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),以及產(chǎn)生各種代謝產(chǎn)物,干擾甚至破壞預(yù)定發(fā)酵的正常進(jìn)行,使發(fā)酵產(chǎn)品的效價(jià)降低,產(chǎn)量下降,甚至造成發(fā)酵失敗等嚴(yán)重事故。因此,空氣的就成為耗氧發(fā)酵工程上的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。的方法很多,如過(guò)濾、熱、靜電,輻射等,但各種方法的效果、設(shè)備條件、經(jīng)濟(jì)條件各不相同。所需的程度根據(jù)發(fā)酵工藝要求而定,既要達(dá)到效果,又要盡量簡(jiǎn)化流程,以減少設(shè)備投資和正常運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力消耗。是目前發(fā)酵工業(yè)中經(jīng)濟(jì)實(shí)用的空氣方法,它是采用定期的介質(zhì)來(lái)阻截流過(guò)的空氣所含的微生物,而**無(wú)菌空氣,常用的過(guò)濾介質(zhì)有棉花、活性炭或玻璃纖維、有機(jī)合成纖維、有機(jī)和無(wú)機(jī)燒結(jié)材料等等。由于被過(guò)濾的氣溶膠中微生物的粒子很小,一般只有0.5~2μm,而過(guò)濾介質(zhì)的材料一般孔徑都大于微粒直徑的幾倍到幾十倍,因此,過(guò)濾機(jī)理比較復(fù)雜。同時(shí),由于空氣在壓縮過(guò)程中帶入的油霧和水蒸汽冷凝的水霧影響,使過(guò)濾的因素變化更多。當(dāng)過(guò)濾介質(zhì)孔隙小于或被過(guò)濾的微粒直徑時(shí),通常稱(chēng)為**過(guò)濾。隨著工業(yè)的發(fā)展,過(guò)濾介質(zhì)逐漸由*材料棉花過(guò)濾到玻璃纖維、細(xì)玻璃纖維和其他澆結(jié)材料的過(guò)濾介質(zhì)及微孔超濾膜的**過(guò)濾。目前,在許多發(fā)酵工廠運(yùn)用膜材質(zhì)進(jìn)行空氣,獲得了較好的效果。
發(fā)酵罐廣泛應(yīng)用于乳制品、飲料、生物工程、制藥、精細(xì)化工等行業(yè),罐體設(shè)有夾層、保溫層、可加熱、冷卻、保溫。罐體與上下填充頭(或錐形)均采用旋壓R角加工,罐內(nèi)壁經(jīng)鏡面拋光處理,無(wú)衛(wèi)生死角,而全封閉設(shè)計(jì)確保物料始終處一無(wú)污染的狀態(tài)下混合、發(fā)酵,設(shè)備配備空氣呼吸孔,CIP清洗噴頭,人孔等裝置。
發(fā)酵罐的分類(lèi):按照發(fā)酵罐的設(shè)備,分為機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐和非機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐;
按照微生物的生長(zhǎng)代謝需要,分為好氣型發(fā)酵罐和厭氣型發(fā)酵灌。
發(fā)酵罐是一種對(duì)物料進(jìn)行機(jī)械攪拌與發(fā)酵的設(shè)備。該設(shè)備采用內(nèi)循環(huán)方式,用攪拌槳分散和打碎氣泡,它溶氧速率高,混合效果好。罐體采用SUS304或316L進(jìn)口不銹鋼,罐內(nèi)配有自動(dòng)噴淋清洗機(jī)頭,確保生產(chǎn)過(guò)程符合GMP要求。
常見(jiàn)的發(fā)酵罐分為固體發(fā)酵罐和液體發(fā)酵罐。發(fā)酵罐根據(jù)容積和用途不同,分為種子罐(菌種發(fā)酵罐)和發(fā)酵罐。發(fā)酵罐根據(jù)需氧類(lèi)型的不同又分為通風(fēng)式發(fā)酵罐和厭氧發(fā)酵罐。
發(fā)酵罐的罐體尺寸從50L—5000L全系列。目前發(fā)酵工業(yè)中經(jīng)濟(jì)實(shí)用的空氣方法,它是采用定期的介質(zhì)來(lái)阻截流過(guò)的空氣所含的微生物,而取得無(wú)菌空氣,常用的過(guò)濾介質(zhì)有棉花、活性炭或玻璃纖維、有機(jī)合成纖維、有機(jī)和無(wú)機(jī)燒結(jié)材料等等。由于被過(guò)濾的氣溶膠中微生物的粒子很小,一般只有0.5~2μm,而過(guò)濾介質(zhì)的材料一般孔徑都大于微粒直徑的幾倍到幾十倍,因此,過(guò)濾機(jī)理比較復(fù)雜。同時(shí),由于空氣在壓縮過(guò)程中帶入的油霧和水蒸汽冷凝的水霧影響,使過(guò)濾的因素變化更多。當(dāng)過(guò)濾介質(zhì)孔隙小于或被過(guò)濾的微粒直徑時(shí),通常稱(chēng)為過(guò)濾。隨著工業(yè)的發(fā)展,過(guò)濾介質(zhì)逐漸由天然材料棉花過(guò)濾到玻璃纖維、細(xì)玻璃纖維和其他澆結(jié)材料的過(guò)濾介質(zhì)及微孔超濾膜的過(guò)濾。目前,在許多發(fā)酵工廠運(yùn)用膜材質(zhì)進(jìn)行空氣,獲得了較好的效果。