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发酵罐类型与分类
工业化大规模的发酵过程，以通气纯种培养为主。
通过纯种培养的发酵罐有自吸式发酵罐、标准式发酵罐、气升式发酵罐、喷射式叶轮发酵罐、外循环发酵罐和多孔板塔式发酵罐等。
自吸式发酵罐系通过发酵罐内叶轮的高速转动,形成真空将空气吸入罐内,由于叶轮转动产生的真空,其吸入压头和空气流量有一定限制,因而仅适用对通气量要求不高的发酵品种;
塔式发酵罐是将发酵液置于多层多孔塔板的细长罐体内,在罐底部通入无菌空气,通过气体分散进行氧的传递,但其供氧量也受到一定限度;
气升式发酵罐、喷射式叶轮发酵罐、外循环发酵罐均是通过无菌空气在罐内中央管或通过旋转的喷射管和罐外喷射泵将发酵液进行一定规律的运动,从而达到气液传质。
目前气升式发酵罐在培养基较稀薄,供氧量要求不过分高的条件下(如(V1C 发酵) 得到了较为广泛使用,其它喷射式叶轮发酵罐、外循环发酵罐也有一定的用途.
但在发酵工业中,仍数兼具通气又带搅拌的标准式发酵罐用途最为普遍,标准式发酵罐被广泛使用抗生素、氨基酸、柠檬酸等各个领域。
生物工程设备知识点总结生物工程设备是生物工程领域中所使用的各种工具和设备的总称。
这些设备涵盖了从实验室规模到工业生产规模的所有范围，用于生物制药、生物材料、基因工程等领域的研究和生产。
下面是对生物工程设备的一些常见知识点的总结。
一、发酵设备：1.发酵罐：用于培养微生物或细胞系的设备，以产生目标产品。
发酵罐通常包括搅拌装置、温控系统、pH调节系统、通气装置等。
2.培养皿：用于小规模培养细胞系或微生物的设备，可以是培养瓶、培养皿、微孔板等。
3.生物反应器：一种能够控制温度、氧气分压、pH值等参数的设备，用于工业规模的生物制药或发酵过程。
二、分离与纯化设备：1.超高速离心机：用于将混合物中的固体颗粒或细胞沉降至底部，以分离出清液。
2.过滤设备：包括膜过滤器、离心过滤器等，用于将混合物中的颗粒、细胞或溶质分离出来。
3.色谱仪：用于分离混合物中的不同成分，包括气相色谱仪、液相色谱仪等。
4.蒸馏设备：用于分离混合物中的挥发性成分，包括蒸发器、蒸馏塔等。
三、分析与检测设备：1.光谱仪：包括紫外-可见光谱仪、红外光谱仪等，用于分析样品中的化学成分或物理性质。
2.质谱仪：用于分析样品中的化学成分，并确定其分子结构。
3.核磁共振仪：用于分析样品中的原子核的化学环境和结构。
4.电化学分析仪：用于分析样品中的电化学性质，包括pH计、电位计等。
四、生物成像设备：1.激光共聚焦显微镜：用于观察生物样品的高分辨率图像。
2.荧光显微镜：通过激发生物样品中的荧光染料来观察样品的显微图像。
3.电子显微镜：利用电子束来观察生物样品的超高分辨率图像。
五、生物反应器：1.生物化学反应器：用于进行生物化学反应，如酶反应、酶促反应等。
2.细胞培养反应器：用于细胞的生长、分化和扩增，包括培养皿、生物反应器等。
3.基因工程反应器：用于进行基因工程研究和生产，包括DNA合成反应器、基因转染设备等。
六、其他设备：1.冻干机：用于将液体样品冻结并在低真空下去除溶剂，以得到干燥的样品。
发酵工艺设备
发酵工艺设备是指在发酵过程中使用的各种设备，包括发酵罐、发酵槽、发酵箱、发酵柜、发酵室等。
1. 发酵罐/槽：是一种用于储藏和控制发酵过程的容器，一般
由不锈钢或玻璃钢等材料制成，具有耐高温、易清洗等特性。
2. 发酵箱：是一种用于小规模发酵的设备，常用于实验室中。
发酵箱通常具有温控、湿控、气体控制等功能。
3. 发酵柜：是一种用于大规模发酵的设备，适用于工业生产。
发酵柜通常具有自动控制系统，可以实现温度、PH值、溶氧
量等参数的精确控制。
4. 发酵室：是一种维持稳定发酵环境的设备，常用于微生物的培养和发酵。
发酵室通常具有温度、湿度、光照等参数的控制功能。
5. 其他设备：还包括发酵液搅拌设备、气体供应设备、发酵液采样设备等。
这些发酵工艺设备可以提供适宜的环境和条件，促进微生物的生长与代谢，从而实现发酵过程的控制和优化。
这些设备在食品工业、制药工业、生物工程等领域有着广泛的应用。
发酵设备介绍范文发酵设备是在发酵过程中起到关键作用的设备，它能提供适宜的发酵环境，使微生物能够充分发挥其作用，产生所需的产物。
下面将对常见的发酵设备进行介绍。
一、发酵罐发酵罐是进行大规模发酵时常用的设备之一，它具有一定的容积和搅拌机构。
发酵罐通常由不锈钢制成，具有良好的耐腐蚀性和密封性能。
在发酵过程中，罐内通过搅拌机构对培养基进行循环搅拌，使微生物均匀与培养基接触，提供充分的氧气和营养物质，从而促使微生物生长和代谢产物的生成。
二、发酵槽发酵槽是进行大规模发酵的另一种常见设备。
与发酵罐相比，发酵槽一般容积更大，可以同时进行多个批次的发酵，提高生产效率。
发酵槽通常由玻璃钢制成，具有较好的机械强度和化学稳定性。
槽内通常设置有适当数量的搅拌器和氧气输入装置，以保证微生物充分供氧和混合，达到最佳的发酵效果。
三、发酵棚发酵棚是一种用于控制温度、湿度和通风的设备，用于保持发酵过程中的适宜环境。
发酵棚一般具有良好的保温性能和调节性，可以根据发酵过程的需要进行温度和湿度的控制。
在发酵棚内，可以根据具体发酵过程的需要添加合适的湿度控制装置和通风装置，以达到最佳的发酵条件。
四、发酵箱发酵箱是一种小型的发酵设备，通常由金属或塑料制成，体积较小、结构简单。
发酵箱通常用于实验室或小规模生产中，可以进行小量培养基的发酵实验。
发酵箱通常具有加热装置和温度控制装置，可以通过控制温度来模拟不同的发酵条件。
在发酵箱中，可以进行各种微生物培养和酶制剂的生产。
五、发酵堆发酵堆是一种特殊的发酵设备，主要用于堆肥发酵。
它通常由有机原料、微生物和水按一定比例混合而成，然后通过堆放、翻堆的方式进行发酵。
发酵堆一般具有较大的露天空间，并设置有通风装置和排水装置，以保持适宜的湿度和通气性。
在发酵过程中，微生物分解有机物质，释放出热量，达到杀灭病原体、腐败菌和杂草种子的目的。
总之，不同的发酵设备具有不同的特点和应用范围，可以根据具体的发酵需求选择合适的设备。
发酵罐设备分类简介发酵罐用于抗生素、氨基酸等近代生物技术产品的发酵罐，其主要形式结构未见有突出进展的介绍，而有关性能操作的部件却有日新月异的发展。
主要是：罐型结构在生产规模应用的发酵罐大部分的型式，仍然是机械搅拌式、液体喷射循环式和压缩空气鼓泡式三大类型。
1、机械搅拌式发酵罐主要是从径向液流的涡轮搅拌器向轴向液流的翼型叶轮及其组合结构的研究方向发展，Lightnin公司的A315为首的轴向叶轮在80年代问世以后，许多国家的类似研究报道陆续发表，其几何尺寸大同小异，叶轮与罐径之比一般为0.5，搅拌功率常数为0.75。
同时类似的结构ProchemMaxflo T搅拌器，叶轮与罐径之比稍小，为0.47，而搅拌功率常数为1.0。
随之而起的还有Scaba 6SRGT搅拌器，叶轮与罐径之比为0.44。
搅拌功率常数为1.40；另一种Ekatolnter搅拌器的叶轮与罐径之比则大至0.60，搅拌功率常数小至0.30，特别适用于高粘度的培养液的混合过程，并且对被培养的生物体的剪切力也相当小，在配对使用时，具有良好的效果。
这些搅拌器虽然大都能够在不同程度上节约能量、提高气液接触效率。
但是并不能完全取代涡轮搅拌器，不少生产工厂往往采用这类搅拌器与径向液流的涡轮搅拌组合使用，适当改变搅拌叶距，收到取长补短的效果，也有不少技术革新的介绍。
国内已有不少单位进行研究开发，也有工厂曾经引进现成组件，在青霉素、柠檬酸、黄元胶等产品进行过15～100吨罐规模的试验。
2、液体喷射循环式发酵罐这类罐型有塔式和罐式两种，通过动力输送培养液经过设在顶部或底部的喷嘴在高速液流下与压缩空气或自行吸入的空气进行混合，在反应器内自上而下或自下而上地经过或不经过导流筒或筛板进行分隔，实现发酵过程。
对于大型发酵罐，由于搅拌罐的功率消耗太大，发展这类罐型仍然受到重视。
研究开发的重点是喷嘴型式和结构。
总的趋势是由双喷嘴向单喷嘴方向发展，从改进几何尺寸着手，提高气液比和混合效率。
发酵罐设备分类简介发酵罐用于抗生素、氨基酸等近代生物技术产品的发酵罐，其主要形式结构未见有突出进展的介绍，而有关性能操作的部件却有日新月异的发展。
主要是：罐型结构在生产规模应用的发酵罐大部分的型式，仍然是机械搅拌式、液体喷射循环式和压缩空气鼓泡式三大类型。
1、机械搅拌式发酵罐主要是从径向液流的涡轮搅拌器向轴向液流的翼型叶轮及其组合结构的研究方向发展，Lightnin公司的A315为首的轴向叶轮在80年代问世以后，许多国家的类似研究报道陆续发表，其几何尺寸大同小异，叶轮与罐径之比一般为0.5，搅拌功率常数为0.75。
同时类似的结构ProchemMaxflo T搅拌器，叶轮与罐径之比稍小，为0.47，而搅拌功率常数为1.0。
随之而起的还有Scaba 6SRGT搅拌器，叶轮与罐径之比为0.44。
搅拌功率常数为1.40；另一种Ekatolnter搅拌器的叶轮与罐径之比则大至0.60，搅拌功率常数小至0.30，特别适用于高粘度的培养液的混合过程，并且对被培养的生物体的剪切力也相当小，在配对使用时，具有良好的效果。
这些搅拌器虽然大都能够在不同程度上节约能量、提高气液接触效率。
但是并不能完全取代涡轮搅拌器，不少生产工厂往往采用这类搅拌器与径向液流的涡轮搅拌组合使用，适当改变搅拌叶距，收到取长补短的效果，也有不少技术革新的介绍。
国内已有不少单位进行研究开发，也有工厂曾经引进现成组件，在青霉素、柠檬酸、黄元胶等产品进行过15～100吨罐规模的试验。
2、液体喷射循环式发酵罐这类罐型有塔式和罐式两种，通过动力输送培养液经过设在顶部或底部的喷嘴在高速液流下与压缩空气或自行吸入的空气进行混合，在反应器内自上而下或自下而上地经过或不经过导流筒或筛板进行分隔，实现发酵过程。
对于大型发酵罐，由于搅拌罐的功率消耗太大，发展这类罐型仍然受到重视。
研究开发的重点是喷嘴型式和结构。
总的趋势是由双喷嘴向单喷嘴方向发展，从改进几何尺寸着手，提高气液比和混合效率。
对于大型的罐式生物反应器，一种较新的构型是液体由下方的喷嘴进入发酵罐的底部后，经过倒锥形折流装置沿着径向分散，与来自上方的喷嘴送入的气体同样被倒锥的上底折流，相互混合，均匀分布，由罐底上升，实现发酵过程。
对于非丝状菌的大规模培养很有实用价值。
国内也有工程开发的介绍，部分曾在中试规模进行试验。
3、压缩空气鼓泡式发酵罐这类发酵罐在1984年英国ICI公司以导流筒内多孔板分布结构的超大型内循环罐型用于烃类发酵生产酵母取得成功以后，近一、二十年来开发的结构多种多样。
国内已有100吨罐用于山梨醇发酵试验，400吨罐用于衣康酸的生产和200吨以上多种规模的谷氨酸生产，有环隙气升式、外循环气升式等不同构型，都有比较显著的效果。
有关这类罐型的功耗指标，一般的内循环气升式罐功耗为3.5kw/m3，其KLa仅为350/h；循环气升式反应器的功耗为5kw/m3，其KLa亦仅400/h。
国外对这类反应器的主要开发进展是追求节约功耗、提高溶氧水平，如多层筛板式反应器的功耗水平为3.5kw/m3，而KLa可达1000/h。
国内在这方面还存在较大差距。
关键部件及相关技术1、传动结构国外生产规模的发酵罐大都采用底伸式搅拌轴，已有多年的历史。
部分工厂的165吨罐还有顶伸式搅拌轴的结构，与国内相仿，但其传动方式均为变速电动机通过齿轮箱直接传动，其变速方式最初为二次液体变速器，最大功率可达450kw，投资较低；目前以变阻变频法为多，投资稍高，控制较为方便。
都可根据发酵过程的溶氧需要而随时调整转速，可以稳定产量、降低能耗。
而国内长期以来仍然停留在齿轮减速机与皮带轮的组合结构，罐顶负荷重、车间噪音大，功耗也较高，80年代以来，变频调速己在中小型罐上开始应用，大型罐尚未有进展。
此外，国外的底伸式搅拌轴结构的传动方式，有的还考虑到料液重量参数自动检测的需要，对减速装置进行特殊设计，使安装在三只罐体支座的压力传感器称得的重量，仅为料液与传动系统轴承以上的罐体部分的重量，保证了重量参数检测的需要和精度。
2、罐体加工有关罐体制造材料，国外对于小型罐，历来都是选用316L不锈钢、中型罐为304不锈钢，而大型罐通常均选相应的复合不锈钢板材，内外的光洁度都有一定要求。
有关换热方式，国外早已采用缠绕式半管或角钢焊接组成换热盘管结构，既提高传热系数，又简化罐内亢杂的盘管结构，还可以节约钢材、减少污染机会。
国内生产规模的发酵罐，由于材料供应、节约造价等历史原因，以碳素钢板为主，缠绕式换热结构仅有个别单位开始掌握，有待普及。
3、阀件对于具有多种自动检测、调控和补料系统的发酵罐，一般需要大约10只开口和60只阀门。
针对发酵管道复杂、阀门密集而又要求密闭不漏、易于灭菌、便于维护的特点，对于一般连接的阀门，国外近年来强调采用隔膜阀和球阀，不再使用国内常用的球心阀之类的阀门。
特别是性能优异的隔膜阀，其规格品种很多，阀片材料也可选择订货，特别适用于灭菌操作的三通隔膜阀也有多种牌号，其中的一种可以耐温150℃，耐压达0.6MPa，公称尺寸有DN10，15，25，50。
应用这类阀门可以在很大程度上简化管道布置、节约阀门用量，稍除灭菌“死角”，特别适用于CIP操作的要求。
针对发酵罐配套的接种、取样、出料、进罐空气有关关键部位的阀门，国外发酵设备生产厂商不断开发专用的阀门，以满足无菌操作的需求。
专用的罐底出料阀的设计已有多年历史。
从防止污染和简化操作出发，NBS公司推出的可随时灭菌的密闭取样阀，由特殊设计的球阀、蒸汽灭菌装置以及相应的连接构件组成，可取代以往常用的取样管道和至少需要三只阀门的安装结构，而目料液损失极少，无污染的后顾之忧。
该公司推出的双位式中间补料阀，可以在发酵过程根据工艺要求随时进行灭菌和补料操作，适合于中小型罐的安装使用，在行业内备受推崇。
Chemap公司还开发出一种安全连接阀SACOVA用于活动管通的移种，Bioengineering公司开发的移种用快开接头、适用于针头-隔膜法的接种头与移种管道的连接，还有可以现场进行灭菌补料的注射阀等新型发酵罐专用阀件，近年来都迅速推向市场。
4、管道生产规模发酵罐有关料液、供水、供气、乃至与空气系统连接的蒸汽管道，国外一直是采用不锈钢管。
对于罐与罐之间的补科、移种、倒种等操作，国外早已放弃固定管道连接的接种站方式，通常采用一种可拆卸的快开软管进行现场连接。
最新的产品是聚四氟乙烯衬里结构、套管壁厚lmm，不锈钢丝铠装、接头材料为316不锈钢，采用卡套连接，安装方便，可以弯曲，易于清洗，灭菌彻底、减少污染机会。
这种软管可以耐热至232℃，耐压2.72MPa，内径与长度有多种规格可供选择订货。
发酵罐设备分类简介发酵罐用于抗生素、氨基酸等近代生物技术产品的发酵罐，其主要形式结构未见有突出进展的介绍，而有关性能操作的部件却有日新月异的发展。
主要是：罐型结构在生产规模应用的发酵罐大部分的型式，仍然是机械搅拌式、液体喷射循环式和压缩空气鼓泡式三大类型。
1、机械搅拌式发酵罐主要是从径向液流的涡轮搅拌器向轴向液流的翼型叶轮及其组合结构的研究方向发展，Lightnin公司的A315为首的轴向叶轮在80年代问世以后，许多国家的类似研究报道陆续发表，其几何尺寸大同小异，叶轮与罐径之比一般为0.5，搅拌功率常数为0.75。
同时类似的结构ProchemMaxflo T搅拌器，叶轮与罐径之比稍小，为0.47，而搅拌功率常数为1.0。
随之而起的还有Scaba 6SRGT搅拌器，叶轮与罐径之比为0.44。
搅拌功率常数为1.40；另一种Ekatolnter搅拌器的叶轮与罐径之比则大至0.60，搅拌功率常数小至0.30，特别适用于高粘度的培养液的混合过程，并且对被培养的生物体的剪切力也相当小，在配对使用时，具有良好的效果。
这些搅拌器虽然大都能够在不同程度上节约能量、提高气液接触效率。
但是并不能完全取代涡轮搅拌器，不少生产工厂往往采用这类搅拌器与径向液流的涡轮搅拌组合使用，适当改变搅拌叶距，收到取长补短的效果，也有不少技术革新的介绍。
国内已有不少单位进行研究开发，也有工厂曾经引进现成组件，在青霉素、柠檬酸、黄元胶等产品进行过15～100吨罐规模的试验。
2、液体喷射循环式发酵罐这类罐型有塔式和罐式两种，通过动力输送培养液经过设在顶部或底部的喷嘴在高速液流下与压缩空气或自行吸入的空气进行混合，在反应器内自上而下或自下而上地经过或不经过导流筒或筛板进行分隔，实现发酵过程。
对于大型发酵罐，由于搅拌罐的功率消耗太大，发展这类罐型仍然受到重视。
研究开发的重点是喷嘴型式和结构。
总的趋势是由双喷嘴向单喷嘴方向发展，从改进几何尺寸着手，提高气液比和混合效率。
对于大型的罐式生物反应器，一种较新的构型是液体由下方的喷嘴进入发酵罐的底部后，经过倒锥形折流装置沿着径向分散，与来自上方的喷嘴送入的气体同样被倒锥的上底折流，相互混合，均匀分布，由罐底上升，实现发酵过程。
对于非丝状菌的大规模培养很有实用价值。
国内也有工程开发的介绍，部分曾在中试规模进行试验。
3、压缩空气鼓泡式发酵罐这类发酵罐在1984年英国ICI公司以导流筒内多孔板分布结构的超大型内循环罐型用于烃类发酵生产酵母取得成功以后，近一、二十年来开发的结构多种多样。
国内已有100吨罐用于山梨醇发酵试验，400吨罐用于衣康酸的生产和200吨以上多种规模的谷氨酸生产，有环隙气升式、外循环气升式等不同构型，都有比较显著的效果。
有关这类罐型的功耗指标，一般的内循环气升式罐功耗为3.5kw/m3，其KLa仅为350/h；循环气升式反应器的功耗为5kw/m3，其KLa亦仅400/h。
国外对这类反应器的主要开发进展是追求节约功耗、提高溶氧水平，如多层筛板式反应器的功耗水平为3.5kw/m3，而KLa可达1000/h。
国内在这方面还存在较大差距。
关键部件及相关技术1、传动结构国外生产规模的发酵罐大都采用底伸式搅拌轴，已有多年的历史。
部分工厂的165吨罐还有顶伸式搅拌轴的结构，与国内相仿，但其传动方式均为变速电动机通过齿轮箱直接传动，其变速方式最初为二次液体变速器，最大功率可达450kw，投资较低；目前以变阻变频法为多，投资稍高，控制较为方便。
都可根据发酵过程的溶氧需要而随时调整转速，可以稳定产量、降低能耗。
而国内长期以来仍然停留在齿轮减速机与皮带轮的组合结构，罐顶负荷重、车间噪音大，功耗也较高，80年代以来，变频调速己在中小型罐上开始应用，大型罐尚未有进展。
此外，国外的底伸式搅拌轴结构的传动方式，有的还考虑到料液重量参数自动检测的需要，对减速装置进行特殊设计，使安装在三只罐体支座的压力传感器称得的重量，仅为料液与传动系统轴承以上的罐体部分的重量，保证了重量参数检测的需要和精度。
