生物發(fā)酵罐作為一種重要的生物工程設備,在制藥、食品、環(huán)保等行業(yè)中得到了廣泛應用。設計與構(gòu)造原理對于保證發(fā)酵過程的穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率具有重要意義。 一、設計原理
1.罐體設計
罐體設計應考慮以下因素:發(fā)酵液體積、罐體材質(zhì)、罐體形狀、罐體的冷卻和加熱方式等。罐體的容積應根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和發(fā)酵工藝要求來確定;罐體材質(zhì)通常選用不銹鋼或玻璃,具有良好的耐腐蝕性和易清潔性;罐體形狀多為圓柱形,有利于攪拌和傳質(zhì);罐體的冷卻和加熱方式有夾套式、蛇管式等多種方式,可根據(jù)實際需求選擇。
2.攪拌系統(tǒng)設計
攪拌系統(tǒng)設計應考慮攪拌器的形狀、尺寸、轉(zhuǎn)速等因素。攪拌器的形狀有推進式、渦輪式、槳式等多種,可根據(jù)發(fā)酵液體的粘度和傳質(zhì)要求來選擇;攪拌器的尺寸和轉(zhuǎn)速應根據(jù)罐體的容積和發(fā)酵工藝要求來確定,以保證發(fā)酵液體的混合和傳質(zhì)效果。
3.通氣系統(tǒng)設計
通氣系統(tǒng)設計應考慮通氣量、氣孔面積、氣體分布器等因素。通氣量應根據(jù)發(fā)酵過程中的氧氣需求和氣體排放要求來確定;氣孔面積和氣體分布器的設計應保證氣體在發(fā)酵液體中的均勻分布,提高氣體與液體的接觸面積,提高傳質(zhì)效率。
4.控制系統(tǒng)設計
控制系統(tǒng)設計應考慮溫度、ph值、溶解氧濃度等關鍵參數(shù)的控制。通常采用自動控制系統(tǒng),如pid控制系統(tǒng),對這些關鍵參數(shù)進行實時監(jiān)測和控制,確保發(fā)酵過程的穩(wěn)定進行。
二、生物發(fā)酵罐的構(gòu)造原理
1.罐體構(gòu)造
罐體通常由不銹鋼或玻璃制成,具有良好的耐腐蝕性和易清潔性。罐體內(nèi)部設有攪拌器、通氣系統(tǒng)、溫度傳感器、ph值傳感器等部件,用于實現(xiàn)發(fā)酵過程的自動化控制。
2.攪拌系統(tǒng)構(gòu)造
攪拌系統(tǒng)主要由攪拌器、攪拌軸、減速器等部件組成。攪拌器通常采用推進式、渦輪式或槳式,通過攪拌軸與減速器連接,由電機驅(qū)動旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)發(fā)酵液體的混合和傳質(zhì)。
3.通氣系統(tǒng)構(gòu)造
通氣系統(tǒng)主要由空氣過濾器、氣體分布器、排氣閥等部件組成。空氣通過過濾器進入發(fā)酵罐,經(jīng)氣體分布器均勻分布到發(fā)酵液體中,通過排氣閥排出發(fā)酵過程中產(chǎn)生的氣體。
4.控制系統(tǒng)構(gòu)造
控制系統(tǒng)主要由溫度傳感器、ph值傳感器、溶解氧濃度傳感器等部件組成。這些傳感器將實時監(jiān)測到的關鍵參數(shù)傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng),通過pid等控制算法,實現(xiàn)對發(fā)酵過程的自動控制。
生物發(fā)酵罐的設計與構(gòu)造原理對于企業(yè)的生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。企業(yè)應重視它的設計與構(gòu)造原理,提高設備的性能和穩(wěn)定性,確保生產(chǎn)過程的高效進行。