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發(fā)酵罐染菌因素及預(yù)防
在發(fā)酵罐及其附屬設(shè)備(空氣凈化系統(tǒng)，溫度、壓力流量等控制系統(tǒng)及相應(yīng)的管道閥門)中，哪一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能造成發(fā)酵失敗。因此，應(yīng)樹立“預(yù)防為主”的觀念，從設(shè)...[查看全部]
發(fā)酵罐是發(fā)酵的核心設(shè)備，為發(fā)酵過程提供良好的反應(yīng)環(huán)境。廣泛應(yīng)用于抗生素、氨基酸、酶制劑、維生素、等好氧性發(fā)酵的過程。在化工方面可用于氣-液、氣-液-固的反應(yīng)過程。此外，在環(huán)保方面發(fā)酵罐可用于污水處理。
發(fā)酵罐的工作原理發(fā)酵罐是利用機械攪拌攪拌物料產(chǎn)生軸向和徑向流動，從而使罐內(nèi)物料混合良好，液體中的固形物保持懸浮狀態(tài)，有利于固體和營養(yǎng)物質(zhì)充分接觸，便于營養(yǎng)吸收。
另一方面，發(fā)酵罐利用浸在發(fā)酵液中的轉(zhuǎn)子迅速旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致液體和空氣在離心力的作用下向外邊緣運動，慢慢會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子附近的壓力越來越大，所以通用式發(fā)酵罐轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子變的更快了。由于轉(zhuǎn)子的空膛與大氣相通，發(fā)酵罐外的空氣通過過濾器不斷地被吸入，隨即甩向葉輪外緣，再通過異向葉輪使氣液均勻分布甩出。
轉(zhuǎn)子的攪拌，又使氣液在葉輪周圍形成強烈的混合流，空氣泡被粉碎，氣液充分混合。增加氣液接觸面積，提高氣液間的傳質(zhì)速率，加強氧的傳遞效果及消除泡沫。同時通入無菌空氣維持菌體氧氣需要，滿足好氧菌的生長發(fā)酵發(fā)酵罐的工作原理。
發(fā)酵罐持續(xù)的科技進步和技術(shù)創(chuàng)新使得發(fā)酵產(chǎn)業(yè)在世界上的地位不斷得到鞏固和提升，作為國家戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，發(fā)酵產(chǎn)業(yè)不僅為食品、醫(yī)藥工業(yè)做出了重要貢獻，還為飼料、能源等行業(yè)提供了有力支撐。發(fā)酵罐產(chǎn)業(yè)前景看好的同時也帶動了相關(guān)企業(yè)的發(fā)展。
發(fā)酵罐產(chǎn)業(yè)在迅速發(fā)展，以發(fā)酵罐作為高新技術(shù)的產(chǎn)品逐漸改變了傳統(tǒng)工業(yè)高污染、高耗能的生產(chǎn)模式，并將發(fā)酵技術(shù)和現(xiàn)代生物技術(shù)相結(jié)合。發(fā)酵罐是用來進行微生物發(fā)酵的裝置，它可通過優(yōu)化微生物的發(fā)酵條件來提高發(fā)酵效率。根據(jù)所培養(yǎng)微生物的好氧和厭氧性，發(fā)酵罐可分為好氧型與厭氧型。
發(fā)酵罐的主要作用是使氣體在液相中很好發(fā)地分散開來，使物料混合更均勻，讓不均勻的另一液均勻懸浮或充分乳化;使固體顆粒能夠在液相中均勻懸浮，此外，還有強化傳熱，強化相間的傳質(zhì)作用。
目前，發(fā)酵罐廣泛應(yīng)
... 查看全文發(fā)酵罐通過采用優(yōu)化設(shè)計，運用新材料及相應(yīng)的先進設(shè)備制造而成，具有外形美觀、重量輕、移動方便、操作簡單及轉(zhuǎn)速穩(wěn)定、準確、可靠等優(yōu)點;是科研單位、實驗室、企業(yè)、等單位用于生物制品的及研究的理想設(shè)備。
發(fā)酵罐的主體結(jié)構(gòu)發(fā)酵罐主要由內(nèi)外兩層罐體構(gòu)成。其中，外筒工作時加入水，下接有加熱管和熱電偶，可以把水加熱并保持到預(yù)期的溫度;內(nèi)筒工作時從上加入培養(yǎng)基和菌種。利用內(nèi)層筒體進行傳熱雖然會降低熱效率，但這樣既可以防止培養(yǎng)基因達到沸點而沸騰起來，又可防止加熱管直接加熱到菌絲而造成菌體死亡。
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，強度是最主要的問題。
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(yīng)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(guān)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(yīng)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(shè)置安全閥。安全閥的開啟
... 查看全文發(fā)酵罐作為培養(yǎng)微生物或細胞的封閉容器或生物反應(yīng)裝置，是進行物料發(fā)酵的特殊設(shè)備，可用于研究、分析或生產(chǎn)。但發(fā)酵罐在使用的過程中，必須正確操作，否則對發(fā)酵罐以及培養(yǎng)的微生物等均會造成不良的影響。
發(fā)酵罐的使用方法1、發(fā)酵罐使用前，發(fā)酵罐內(nèi)須用淡熱水清洗干凈，然后用蒸汽消毒，物料漿液由固定在缸蓋上的物料管進入缸內(nèi)，或開啟缸蓋倒入，物料不宜裝得太滿，以免物料被攪拌時外濺，造成環(huán)境不衛(wèi)生或損失。
2、加熱方法：加熱時必須關(guān)閉冷媒進管閥門，放進夾套內(nèi)的剩余冷媒，再輸入物料，開啟攪拌器，然后開啟蒸汽閥門。
3、到達所需溫度后，應(yīng)先關(guān)閉蒸汽閥門，過2-3分鐘后，再關(guān)閉攪拌器。
4、冷卻方法：關(guān)閉發(fā)酵罐蒸汽閥門，放盡夾套剩余蒸汽冷凝水，再開發(fā)酵罐罐底冷媒閥門。使冷媒從夾套通過，降低罐內(nèi)物料的溫度。
5、保溫：根據(jù)所需溫度，開動攪拌器，調(diào)整閥門，保持溫度，(注意溫度表)，以便達到保溫之目的。
1、發(fā)酵罐的精密過濾器，一般使用期限為半年。如果過濾阻力太大或失去過濾能力致影響正常工作，則需清洗或更換。
2、清洗發(fā)酵罐時，應(yīng)用軟毛刷進行刷洗，不要用硬器刮擦，以免損傷發(fā)酵罐的表面。
3、發(fā)酵罐配套儀表應(yīng)每年應(yīng)當校驗一次，以確保能正常使用。
4、發(fā)酵罐的電器、儀表、傳感器等電氣設(shè)備嚴禁直接與水、汽接觸，防止受潮。
5、發(fā)酵罐停止使用時，應(yīng)及時清洗干凈，排盡發(fā)酵罐及各管道中的余水;松開發(fā)酵罐罐蓋及手孔螺絲，防止密封圈產(chǎn)生永久變形。
6、發(fā)酵罐的操作平臺、恒溫水箱等碳鋼設(shè)備應(yīng)定期(一般一年一次)刷油漆，防止銹蝕。
7、經(jīng)常檢查減速器油位，如果潤滑油不夠，需及時增加。
8、定期更換減速器潤滑油，延長其使用壽命。
9、如果發(fā)酵罐暫時不用，則需對發(fā)酵罐進行空消，并排盡罐內(nèi)及各管道內(nèi)的余水。
發(fā)酵罐使用注意事項1、必須確保發(fā)酵罐的所有單件設(shè)備能正常運行時，使用發(fā)酵系
... 查看全文發(fā)酵罐是發(fā)酵的核心設(shè)備，為發(fā)酵過程提供良好的反應(yīng)環(huán)境。發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)主要包括反應(yīng)容器和控制系統(tǒng)兩大部分，反應(yīng)容器提供發(fā)酵過程的反應(yīng)環(huán)境，控制系統(tǒng)將反應(yīng)環(huán)境控制在設(shè)定目標值。
發(fā)酵罐的常見品牌德國貝朗發(fā)酵罐
德國貝朗(BiostatB)發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)緊湊、罐體可高壓滅菌、有數(shù)字檢測和控制單元的臺式，基本設(shè)置有一般發(fā)酵過程所必需的所有探頭和附件，其罐體工作體積分別為2升、5升或10升。
BiostatB發(fā)酵罐適用于科研和生產(chǎn)。它的主機部分和數(shù)字控制單元集于一箱體，以縮小占用的試驗臺操作面。標準化數(shù)字控制單元的控制參數(shù)包括溫度、攪拌轉(zhuǎn)速、pH、溶氧、泡沫和液面水平。
美國NBS發(fā)酵罐
作為國際上著名的生物反應(yīng)器生產(chǎn)廠家，是唯一能夠向客戶提供全面的微生物培養(yǎng)、植物細胞培養(yǎng)和動物細胞培養(yǎng)技術(shù)支持的公司，可向廣大用戶提供從實驗室到中試和生產(chǎn)用的微生物、動物細胞、植物細胞培養(yǎng)的個系列發(fā)酵罐系統(tǒng)。NBS公司本部擁有自己獨立的細胞培養(yǎng)實驗室和微生物發(fā)酵實驗室，同時可向客戶提供設(shè)備使用技術(shù)和培養(yǎng)技術(shù)的服務(wù)。
BioFlo110型發(fā)酵罐：是一種模塊化的、組合式的高效微生物/細胞反應(yīng)器，一臺主控制器可以控制最多4套反應(yīng)罐體同時工作，并可按實際需要提供微生物、動物細胞、植物細胞培養(yǎng)。發(fā)酵罐總體積范圍有：1.3L、3L、7.5L、14L。
BioFlo310型發(fā)酵罐：配置完善的標準型微生物/細胞反應(yīng)器，具有微生物反應(yīng)罐體或細胞反應(yīng)罐體，其控制系統(tǒng)相應(yīng)的內(nèi)置微生物培養(yǎng)和細胞培養(yǎng)二套不同的控制軟件，合理的攪拌槳和罐體形狀設(shè)計使得系統(tǒng)的傳氧速率很高。對植物細胞培養(yǎng)，可配備相應(yīng)的光照系統(tǒng)。發(fā)酵罐總體積范圍有：2.2L、5L、7.5L、14L。
BioFlo410型發(fā)酵罐：可在位滅菌微生物/細胞反應(yīng)器，具有蒸汽發(fā)生裝置，磁力驅(qū)動攪拌，不易染菌，升溫/降溫快速，適用于溫度誘導(dǎo)型培養(yǎng)，具有大型彩色觸摸
... 查看全文在發(fā)酵罐及其附屬設(shè)備(空氣凈化系統(tǒng)，溫度、壓力流量等控制系統(tǒng)及相應(yīng)的管道閥門)中，哪一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能造成發(fā)酵失敗。因此，應(yīng)樹立“預(yù)防為主”的觀念，從設(shè)備入手杜絕可能引起發(fā)酵染菌的各種隱患。
保證發(fā)酵罐密封性發(fā)酵罐是發(fā)酵生產(chǎn)的主要設(shè)備。在使用之前，需要對發(fā)酵罐進行認真檢查，如檢查其攪拌系統(tǒng)轉(zhuǎn)動有無異常，機械密封是否嚴密，罐內(nèi)的螺絲是否松動，罐內(nèi)的管道有無堵塞，夾層或罐內(nèi)盤管是否泄漏，以及罐體連接閥門是否嚴密等。
目前，機械密封在發(fā)酵罐上得到廣泛應(yīng)用，其取代了以前攪拌軸的填料密封形式，但是如果安裝精度不高或選用的機械密封系統(tǒng)不合適，仍然會發(fā)生軸封泄露，造成染菌。因此，在安裝攪拌軸時要注意對中。
為了便于觀察發(fā)酵罐內(nèi)的發(fā)酵情況，在大型發(fā)酵罐內(nèi)一般都設(shè)置了沖洗視鏡的蒸汽管道。但是，蒸汽一旦冷凝在管道中，就無法完全保證冷凝水的無菌，因此應(yīng)該去除沖洗視鏡的蒸汽管道，減少染菌隱患。如果因罐內(nèi)霧氣大看不清楚，可以采用更高亮度的視鏡燈。
發(fā)酵罐使用PVDF膜傳統(tǒng)的空氣凈化系統(tǒng)使用活性炭、棉花、超細玻璃纖維紙作為過濾芯，其過濾效果差，且操作復(fù)雜。目前，國內(nèi)的膜過濾技術(shù)已比較成熟，如用偏二氟乙烯(PVDF)制成的折疊微孔濾膜濾芯不僅過濾精度高，且流量大。
發(fā)酵罐使用時技術(shù)人員只要注意對過濾器前壓縮空氣進行除濕脫油，并按規(guī)范對過濾器進行滅菌，即可保證空氣無菌。另外，由于PVDF膜對壓縮空氣中的水分不敏感，膜本身的疏水性強，因此可解決以往當空氣濕度過大時棉花過濾器等不能使用的問題。
定期檢測發(fā)酵罐的監(jiān)控系統(tǒng)對發(fā)酵培養(yǎng)基進行徹底的滅菌處理是利用高溫過飽和蒸汽使各種細菌、真菌蛋白質(zhì)凝固而死亡。在醫(yī)藥工業(yè)滅菌中，對預(yù)熱時間、蒸汽閥門的開度、滅菌溫度、滅菌壓力和泡沫控制等都有嚴格要求，其中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都很容易導(dǎo)致染菌。
一般工業(yè)上滅菌溫度在110℃，滅
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