常見的發(fā)酵罐冷卻裝置的結構及特點

發(fā)酵過程中產(chǎn)生的發(fā)酵熱會造成發(fā)酵液溫度升高，影響發(fā)酵的正常進行，因此發(fā)酵過程中必須有冷卻裝置來控制溫度。發(fā)酵罐的冷卻裝置多種多樣，常見的有以下幾種：

a．夾套式冷卻裝置：結構簡單，易于制造，罐內無冷卻設備，死角少，易進行清潔滅菌，有利于發(fā)酵。但因傳熱壁較厚，冷卻介質流速低，傳熱系數(shù)較低，降溫效果差。這種冷卻裝置應用于容積較小的發(fā)酵罐、種子罐，夾套的高度比靜止液面高度稍高。

b．豎式蛇管冷卻裝置：豎式的蛇管分組安裝于發(fā)酵罐內，有四組、六組、八組不等。傳熱系數(shù)高，管內冷卻水流速高，傳熱系數(shù)為1200~4100kj/(m2.h.℃)，用水量較少，但清洗不方便。多用于容積在5m3以上的罐，適用于冷卻水溫度較低的地區(qū)。對于水溫高的地區(qū)則發(fā)酵時降溫困難，必須采用冷凍鹽水或冷凍水冷卻，增加了設備投資及生產(chǎn)成本。(3)攪拌轉速高，對于長菌絲的微生物的菌絲，攪拌的剪切力會產(chǎn)生不利影響。

c．豎式列管冷卻裝置：這種裝置在罐內分組裝有多根列管，適用于氣溫較高、水源充足的南方地區(qū)。其管內水流速快，加工方便，對于機械攪拌罐列管式可充當擋板。但用水量大，傳熱系數(shù)較蛇管低，一般為1260～1880kl/m2.h.℃）。

     d．罐外冷卻設備：在發(fā)酵過程中把發(fā)酵液引出，進入外部冷卻設備冷卻再回發(fā)酵罐發(fā)酵，即為罐外冷卻。這種形式死角少，清洗、維修方便，冷卻較均勻，但必須添加泵來完成。

　　發(fā)酵設備是廣泛用于微生物生長的一種反應設備。在發(fā)酵罐中各種微生物在適當?shù)沫h(huán)境中生長、新陳代謝和形成發(fā)酵產(chǎn)物。發(fā)酵設備目前已經(jīng)廣泛地應用于制藥、味精、酶制劑、食品等行業(yè)。

　　發(fā)酵設備罐型可分為兩大類：一類是嫌氣發(fā)酵的錐型（如酒精發(fā)酵），另一類是為氣發(fā)酵的罐型（如標準式、伍式、自吸式等）。這類設備尤以標準式罐型使用為普遍。我廠設計的發(fā)酵罐系列圖紙資料屬于標準式罐型。在設計各種規(guī)格的發(fā)酵設備時，做到設計結構嚴密，有足夠的強度和使用壽命，力求設備內部附件少，表面光滑，注意到要有良好的氣棗汽接觸和汽刺固混和性能，使物質傳遞，氣體交換有效地進行。有足夠的熱交換面積，以保證發(fā)酵能在適宜的溫度下進行。重視設備的密封性能以保證滅菌操作。在滅菌前檢查各接口，各個管線外觀是否是正常的，出蒸汽管是否是牢固的。

　　我廠設計的發(fā)酵罐為標準式罐型，這種罐型當公稱容積在6M3以下時罐采用夾套式。于是，大規(guī)模細胞培養(yǎng)發(fā)酵罐應運而生，胰島素，干擾素等基因工程的產(chǎn)品走上商品化。發(fā)酵氣的冷卻或加熱，均由夾套來完成。公稱容積為6M3以上時，發(fā)酵氣的冷卻由立式排管來擔負，在罐內排管的連接方面我們作了改進。這主要避免在罐體上多開孔，開成死角。這種連續(xù)方式在實際使用中得到滿意的效果。

　　罐內設置的擋板，用于提高攪拌效率，罐內有無擋板直接影響發(fā)酵汽翻動的狀況，所以罐內按裝擋板顯得十分重要，根據(jù)有關資料對設置的擋板數(shù)量的增減及葉寬尺寸的變化測得的數(shù)據(jù)來看，罐內采用4塊或6塊擋板，板寬度在1/12~1/10塊，對提高攪拌效率為理想。d．罐外冷卻設備：在發(fā)酵過程中把發(fā)酵液引出，進入外部冷卻設備冷卻再回發(fā)酵罐發(fā)酵，即為罐外冷卻。

發(fā)酵罐的兩種作業(yè)形式

發(fā)酵罐有兩種作業(yè)形式:正常培育形式和滅菌形式。溶解氧對微生物自身生長的影響體現(xiàn)在多個方面，其中對微生物酶的影響是不可忽略的重要因素。正常培育時，壓力操控在200 kPa,攪拌為120 r/min。溫度操控由夾層內的水經(jīng)過循環(huán)泵股動，經(jīng)過冷、熱交換板，操控體系溫度。滅菌形式時，夾層循環(huán)泵股動內套DI水循環(huán)，經(jīng)過熱交換板給夾層內的水加熱，使得罐內培育基升溫，抵達121℃后保溫30 min，然后體系經(jīng)過冷交換板為發(fā)酵罐降溫，經(jīng)過除1菌過濾器給罐內彌補空氣，避免降溫時發(fā)作真空，當溫度<80℃時，體系康復培育狀況運轉。

   修理作業(yè)需要仔細認真，不但要在設備損壞后敏捷修正，更要在設備運轉時仔細檢查設備運轉時的各種參數(shù)是否正常。遇到任何參數(shù)不正常，要及時的向修理人員反映，及時查找參數(shù)不正常緣由，做到提前預防毛病的發(fā)作。