第七章-发酵设备和放大.pptVIP

* 立式蛇管：在罐内设4组或8组蛇管。其优点为：管内水的流速大，传热系数高，在1200～4000kJ／(m2·h·℃)之间。 可兼起档板的作用。 缺点：罐内立式蛇管体积约占发酵罐的1.5 %容积，蛇管一旦发生泄漏，将造成整个罐批的发酵液染菌，且罐内蛇管也给罐体清洗带来了不便。 * 10 测量仪表 发酵罐检测参数有:搅拌速度、罐内压力、温度、空气流量、泡沫度,此外还有pH 值、溶氧值、氧化还原电位等 这些检测元件必须能满足蒸汽灭菌和不能对发酵液产生污染 仪表的测量点的位置应根据罐内发酵液的流型进行合理的布点 * 11.　发酵罐的管路、接口 罐体上的通道口一般有： 　进料口　放料口　接种口　取样口　 消泡剂口　补料口　进气口　排气口　 发酵罐的工作周期 空消—实消—降温、通气—接种、补料、取样—放料—清洗 进料管路有时配在罐体上封头,有时位于罐体下部与放料管路共用一个管口 有时取样、放料、接种使用一个口 有没有蒸汽进口？ 第三节 发酵过程的精确检测 工业发酵研究和开发的目标是利用微生物以较为经济的方式获得高附加值产品。 物理参数 检测参数 检测方法 单位 影响 温度 铂电阻 热敏电阻 ℃ μ qP c* 罐压(0.20.5×105Pa) 隔膜传感器 压敏电阻 Pa 保持正压，防止染菌 O2 及 CO2 的溶解度 搅拌转数 频率计数器 r/min Kla 发酵液的均匀性 搅拌功率(2 -4KW/m3) 功率计 Kw Kla 空气流量 浮子流量计 孔板差压计 m3?h-1 vvm Kla 粘度 旋转粘度计 Pa?s Kla 浊度 浊度计 % 反映单细胞的生长 料液的流量 蠕动泵 荷重传感器 量筒 L?h-1 S 《发酵工程》 第六章 发酵条件及过程控制 化学参数 检测参数 检测方法 单位 影响及作用 pH 复合玻璃电极 菌体和产物合成速度 酶促反应的方向 基质浓度 产物浓度 HPLC 离子选择电极 生物传感器 取样 g?L-1 μ qP 发酵周期的长短 氧化还原电位 氧化还原电位电极 mV 生长和生化活性 溶氧浓度 覆膜氧电极 % qo2 气相O2含量 顺磁氧分析仪 Pa 反映OUR 和 Kla 气相CO2含量 红外气体分析仪 % 反映OUR 和 Kla 《发酵工程》 第六章 发酵条件及过程控制 生物参数 检测参数 检测方法 单位 影响 菌丝形态 摄像显微镜 取样镜检 反映菌体发育阶段 和正常与否 菌体浓度 取样 ：干重、浊度、活菌计数、离心沉降 g?L-1 影响菌体的生化反应 Kla 《发酵工程》 第六章 发酵条件及过程控制 μ（比生长速率）、 qP（产物合成速率） 、 qS（基质消耗速率） 、 qo2 (OUR)（摄氧率）、 CER(Co2释放速率) 、RQ(呼吸商: CER/ OUR) 、体积溶氧系数(KLa)等 间接状态参数 《发酵工程》 第六章 发酵条件及过程控制 第六章 发酵设备 国内、外发酵设备公司 德国贝朗 占中国80%以上的市场 瑞士比欧 美国NBS 韩国 日本 华东理工大学 江苏理工大学 (二)发酵罐的发展历史 共分为五段： 第一阶段:1900年以前，它带有简单的温度和热交换仪器，木质容器造酒。 第二阶段:1900～1940年，出现了200m33的钢制发酵罐，在面包酵母发酵罐中开始使用空气分布器，机械搅拌开始用在小型的发酵罐中。 第三阶段：1940～1960年，青霉素，通风、机械搅拌、无菌操作和纯种培养等一系列技术开始完善，计算机开始进行发酵过程的控制。发酵产品的分离和纯化设备逐步实现商品化。 第四阶段：1960～1979年。机械搅拌通风发酵罐的容积增大到80～150m33。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，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。 * 发酵罐应该满足什么功能？ 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 * 1 罐体 罐为一个受压容器，通常灭菌的压力为2.5公斤/厘米2（绝对压力）。 由 圆柱体 + 椭圆形或碟形封头 焊接而成