發(fā)酵罐,指工業(yè)上用來進行微生物發(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。在設計和加工中應注意結構嚴密,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,并可進行一定調節(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)酵罐結構可以較簡單。用于好氣發(fā)酵(如生產(chǎn)、有機酸、維生素等)的發(fā)酵罐因需向罐中連續(xù)通入大量無菌空氣,并為考慮通入空氣的利用率,故在發(fā)酵罐結構上較為復雜,常用的有機械攪拌式發(fā)酵罐、鼓泡式發(fā)酵罐和氣升式發(fā)酵罐。
乳制品、酒類發(fā)酵過程是一個無菌、無污染的過程,發(fā)酵罐采用了無菌系統(tǒng),避免和防止了空氣中微生物的污染,大大延長了產(chǎn)品的保質期和產(chǎn)品的,罐體上特別設計安裝了無菌呼吸氣孔或無菌正壓發(fā)酵系統(tǒng)。罐體上設有米洛板或迷宮式夾套,可通入加熱或冷卻介質來進行循環(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驗室小型發(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?,這些微生物隨著空氣進入培養(yǎng)液,在適宜的條件下,它們會大量繁殖,消耗大量的營養(yǎng)物質,以及產(chǎn)生各種代謝產(chǎn)物,干擾甚至破壞預定發(fā)酵的正常進行,使發(fā)酵產(chǎn)品的效價降低,產(chǎn)量下降,甚至造成發(fā)酵失敗等嚴重事故。因此,空氣的就成為耗氧發(fā)酵工程上的一個重要環(huán)節(jié)。的方法很多,如過濾、熱、靜電,輻射等,但各種方法的效果、設備條件、經(jīng)濟條件各不相同。所需的程度根據(jù)發(fā)酵工藝要求而定,既要達到效果,又要盡量簡化流程,以減少設備投資和正常運轉的動力消耗。是目前發(fā)酵工業(yè)中經(jīng)濟實用的空氣方法,它是采用定期的介質來阻截流過的空氣所含的微生物,而**無菌空氣,常用的過濾介質有棉花、活性炭或玻璃纖維、有機合成纖維、有機和無機燒結材料等等。由于被過濾的氣溶膠中微生物的粒子很小,一般只有0.5~2μm,而過濾介質的材料一般孔徑都大于微粒直徑的幾倍到幾十倍,因此,過濾機理比較復雜。同時,由于空氣在壓縮過程中帶入的油霧和水蒸汽冷凝的水霧影響,使過濾的因素變化更多。當過濾介質孔隙小于或被過濾的微粒直徑時,通常稱為**過濾。隨著工業(yè)的發(fā)展,過濾介質逐漸由*材料棉花過濾到玻璃纖維、細玻璃纖維和其他澆結材料的過濾介質及微孔超濾膜的**過濾。目前,在許多發(fā)酵工廠運用膜材質進行空氣,獲得了較好的效果。
發(fā)酵罐廣泛應用于乳制品、飲料、生物工程、制藥、精細化工等行業(yè),罐體設有夾層、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,無衛(wèi)生死角,而全封閉設計確保物料始終處一無污染的狀態(tài)下混合、發(fā)酵,設備配備空氣呼吸孔,CIP清洗噴頭,人孔等裝置。
發(fā)酵罐的分類:按照發(fā)酵罐的設備,分為機械攪拌通風發(fā)酵罐和非機械攪拌通風發(fā)酵罐;
按照微生物的生長代謝需要,分為好氣型發(fā)酵罐和厭氣型發(fā)酵灌。
發(fā)酵罐是一種對物料進行機械攪拌與發(fā)酵的設備。該設備采用內(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進口不銹鋼,罐內(nèi)配有自動噴淋清洗機頭,確保生產(chǎn)過程符合GMP要求。
常見的發(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)需氧類型的不同又分為通風式發(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)濟實用的空氣方法,它是采用定期的介質來阻截流過的空氣所含的微生物,而取得無菌空氣,常用的過濾介質有棉花、活性炭或玻璃纖維、有機合成纖維、有機和無機燒結材料等等。由于被過濾的氣溶膠中微生物的粒子很小,一般只有0.5~2μm,而過濾介質的材料一般孔徑都大于微粒直徑的幾倍到幾十倍,因此,過濾機理比較復雜。同時,由于空氣在壓縮過程中帶入的油霧和水蒸汽冷凝的水霧影響,使過濾的因素變化更多。當過濾介質孔隙小于或被過濾的微粒直徑時,通常稱為過濾。隨著工業(yè)的發(fā)展,過濾介質逐漸由天然材料棉花過濾到玻璃纖維、細玻璃纖維和其他澆結材料的過濾介質及微孔超濾膜的過濾。目前,在許多發(fā)酵工廠運用膜材質進行空氣,獲得了較好的效果。