玻璃發(fā)酵罐主要是由以下這幾個部件組成的
點擊次數(shù):888 更新時間:2022-08-24
玻璃發(fā)酵罐適用于大多數(shù)的生物工程,它具有以下優(yōu)點:pH值及溫度易于控制;工業(yè)放大方法研究比較多;適合連續(xù)培養(yǎng)。不足之處是:攪拌消耗的功率較大;結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,難以*拆卸清洗,易染菌;剪切力稍大,特別是培養(yǎng)絲狀菌體時,對細胞有較大損傷,等等。
作為通氣攪拌罐的主要特征之一,玻璃發(fā)酵罐提供的動力是機械攪拌罐質(zhì)量傳遞、熱量傳遞、混合和懸浮物均勻分布的基本保證,攪拌裝置的設(shè)計和選擇必須綜合考慮以滿足上述要求并降低造價和動力消耗。
玻璃發(fā)酵罐由電機、變速箱、攪拌軸、攪拌槳、軸封和擋板組成。
1.電機和變速箱:置于罐體之外。對玻璃發(fā)酵罐,可以采用單相電驅(qū)動的電機,而大型反應(yīng)器所用的一般均為三相電機。對大型反應(yīng)器,由于電機的轉(zhuǎn)速一般遠高于攪拌轉(zhuǎn)速,必須通過變速箱降低轉(zhuǎn)速。玻璃發(fā)酵罐可以采用無級變速,不需要變速箱。在間歇培養(yǎng)時,細胞生長各個階段對剪切力和氧傳遞有不同的要求,為了降低功耗,最好采用可調(diào)速電機。
2.攪拌軸:可以從頂部伸入罐體,也可以從底部伸入罐體,前者稱為上攪拌,后者稱為下攪拌。一般而言,上攪拌的制造和安裝成本要略高于下攪拌。但是,采用下攪拌時,培養(yǎng)基中的固體顆?;蛘呖扇苄猿煞衷谒謸]發(fā)后形成的結(jié)晶會損壞軸封,使其維護成本增加。不同尺寸的通氣攪拌罐,其攪拌槳層數(shù)也不同,小型通氣攪拌罐一般只有一層攪拌槳,而大型通氣攪拌罐一般具有2~4層攪拌槳以改善混合和傳質(zhì)。
3.攪拌槳:玻璃發(fā)酵罐根據(jù)攪拌所產(chǎn)生的流體運動的初始方向,可以將攪拌槳分為徑向流攪拌槳和軸向流攪拌槳,徑向流攪拌槳將流體向外推進,遇反應(yīng)器內(nèi)壁和檔板后再向上下兩側(cè)折返,產(chǎn)生次生流,軸向流攪拌槳則使流體一開始就沿軸向運動。一般而言,帶軸向流攪拌槳的反應(yīng)器,其功率準(zhǔn)數(shù)較低,達到同樣混合效果所需消耗的能量要遠低于徑向流攪拌槳。徑向流攪拌槳所造成的剪切力大于軸向流攪拌槳,這有利于打碎氣泡,從而增大總括氧傳遞速率常數(shù),但會對有些細胞產(chǎn)生傷害。因此,玻璃發(fā)酵罐用于對剪切力不敏感的好氧細菌和酵母的培養(yǎng),而軸向流攪拌槳多用于對剪切力敏感的生物反應(yīng)體系。對于玻璃發(fā)酵罐,可采用這兩類攪拌槳混合配置的設(shè)計,以充分發(fā)揮各自的優(yōu)點?!?/span>
4.軸封:主要作用是防止環(huán)境中的微生物侵入反應(yīng)器以及培養(yǎng)液等發(fā)生泄漏。機械傳動部件往往是造成染菌的主要原因之一,因此軸封設(shè)計的關(guān)鍵是避免染菌和泄漏,應(yīng)盡可能采用無菌密封材料。
5.擋板:為防止攪拌時液面上產(chǎn)生大的旋渦,并促進罐內(nèi)流體在各個方向的混合,與攪拌槳相對應(yīng),在罐體上還安裝有擋板。擋板的設(shè)計要滿足“全擋板條件”。所謂全擋板條件,是指在攪拌罐中再增加擋板或其它附件時,攪拌功率不再增加,全擋板條件是達到消除液面漩渦的最小條件。