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发酵罐,指工业上用来进行微生物发酵的装置。其主体一般为用不锈钢板制成的主式圆筒,其容积在1m3至数百m3。在设计和加工中应注意结构严密,合理。
能耐受蒸汽灭菌、有一定操作弹性、内部附件尽量减少(避免死角)、物料与能量传递性能强,并可进行一定调节以便于清洗、减少污染,适合于多种产品的生产以及减少能量消耗。
结构特性:
1.可在线CIP清洗、SIP灭菌(121°C/0.1MPa)。
2.按照卫生级要求设计,结构设计具人性化,操作方便。传动平稳,噪音低。
3.适宜的径高比设计,按需定制搅拌装置,节能,搅拌、发酵效果好。
4.内罐体表面镜面抛光处理(粗糙度Ra≤0.4µm);各进出管口、视镜、人孔等工艺开孔与内罐体焊接处均采用拉伸翻边工艺圆弧过渡,光滑易清洗无死角,保证生产过程的可靠性、稳定性,符合“cGMP”等规范要求。
发酵罐用途:
用于厌气发酵(如生产酒精、溶剂)的发酵罐结构可以较简单。用于好气发酵(如生产抗生素、氨基酸、**酸、维生素等)的发酵罐因需向罐中连续通入大量无菌空气,并为考虑通入空气的利用率,故在发酵罐结构上较为复杂,常用的**械搅拌式发酵罐、鼓泡式发酵罐和气升式发酵罐。
乳制品、酒类发酵过程是一个无菌、无污染的过程,发酵罐采用了无菌系统,避免和防止了空气中微生物的污染,大大延长了产品的保质期和产品的,罐体上特别设计安装了无菌呼吸气孔或无菌正压发酵系统。罐体上设有米洛板或迷宫式夹套,可通入加热或冷却介质来进行循环加热或冷却。发酵罐的容量由300-15000L多种不同规格。发酵罐按使用范围可分为实验室小型发酵罐、中试生产发酵罐、大型发酵罐等。
发酵罐广泛应用于乳制品、饮料、生物工程、制药、精细化工等行业,罐体设有夹层、保温层、可加热、冷却、保温。罐体与上下填充头(或锥形)均采用旋压R角加工,罐内壁经镜面抛光处理,无卫生死角,而全封闭设计确保物料始终处一无污染的状态下混合、发酵,设备配备空气呼吸孔,CIP清洗喷头,人孔等装置。
发酵罐的分类:按照发酵罐的设备,分为机械搅拌通风发酵罐和非机械搅拌通风发酵罐;
按照微生物的生长代谢需要,分为好气型发酵罐和厌气型发酵灌。
发酵罐是一种对物料进行机械搅拌与发酵的设备。该设备采用内循环方式,用搅拌桨分散和打碎气泡,它溶氧速率高,混合效果好。罐体采用SUS304或316L进口不锈钢,罐内配有自动喷淋清洗机头,确保生产过程符合GMP要求。
参数与配置 :
1.罐体:采用进口不锈钢材料SUS316L,罐内无死角;采用大视角罐内侧视镜,罐盖上配有灯镜,12V安全视灯、补料接口、泡位液位接口、火焰接种口、尾气冷凝器、搅拌接口。罐体内外抛光镜面处理,抛光精度Ra0.4;容易清洗;装液量70%,设备美观,操作方便。
2.搅拌系统:采用罐式机械密封系统,采用进口机封、不锈钢316L材质搅拌桨、消泡桨、直流电机或伺服电机,无调速,确保电机能同时在高低速时运行平稳。控制范围:50-1000rpm/min; 控制精度:±5rpm;显示范围:0-1000rpm/min;
3.通气控制:手动控制,转子流量计显示、进口滤芯空气除菌过滤,过滤精度高达0.02μm
4.温度控制:夹套水浴电加热,采用进口PT100电对罐内与夹套两处进行检测,PID自动控制电加热与冷却水冷却。使发酵罐内的温度控制精度:±0.1℃ 冷却水温度+5℃ -60℃ ;控制精度:±0.1℃ ;显示范围:0-160℃ ;分辨率:0.01℃。
5.泡沫:自动PID设定蠕动泵开关控制,自动添加消泡剂。
6.补料:自动PID设定蠕动泵开关控制,自动补料与计量。
7.补酸:自动PID设定蠕动泵开关控制,自动添加酸。
8.补碱:自动PID设定蠕动泵开关控制,自动添加碱。
9.pH控制:采用瑞士进口梅特勒或哈美顿电(或国产电),蠕动泵自动添加酸、碱,控制pH,显示范围:0.00~14.00±0.01,全自动控制范围:2.00~12.00±0.05
10.DO控制:采用瑞士进口梅特勒或哈美顿电(或国产电),电与转速(空气流量、补料等可选)联动控制,0-150±3%,显示精度0.1%
11.压力控制:手动控制(自动控制可选),隔膜表显示或仪表显示
12.控制系统:采用德国西门子S7-200系列PLC控制系统+10.5”彩色触摸屏+GS8000型控制软件控制、信号采集、变送器、功率驱动各类执行元件,也可以对发酵过程实施远程监控,如采用多联或多级发酵罐也可采用GS8100型/GS9000型发酵过程控制器实行对多联或多级发酵罐的测控功能。
不锈钢发酵罐装置:
一、传动
1.搅拌转速
为适应发酵工艺节能需要,电机采用变频器调速。发酵罐转速由传统的固定变为可调,可节约用电20%—25%。
2.轴承
为消除轴磨损,采用不乱器代替中间轴承和底轴承,可以减少制造和维修用度。
二、尾气回收装置
大种量,大风量,风量在1:0.3左右时,在混合器及搅拌的作用下,发酵液乳化,气含率液位升高,产生泡沫多,使发酵液产生雾沫夹带随排气带出,造成尾气逃料,污染环境影响发酵。尾气采用旋击分离器代替传统的旋风分离器回收料液回流至发酵罐,使发酵放罐体积进步6%—15%,发酵消泡剂用量减少1/3左右,有利于提率进步。
三、进出管道
发酵罐进出管道口径大小,影响物料的活动阻力和进出料的速度时间。进料管、出料管、接种管及流加糖管口径应比原配置适当,以减少进出料时间,缩短发酵全程周期,进步发酵批次强度。进气管、排气管口径设置也应,以适应风量变化,减少阻力,降低空压机负荷节约能源。
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