29微生物生物反应器 从菌体是否须要氧的角度,可将微生 物反应器分为需氧型和厌氧型两类。除了 某些溶剂(如乙醇、丙酮、丁醇等)以及 乳酸等少数产品是厌氧发酵外,多数发酵 品都是通过微生物好氧培养得到的。氧 在培养基中的溶解度很小,因此,微生物 反应器必须不断的进行通气和搅拌,使培 养液中保持一定的溶解氧浓度,来满足微 生物的需要
29 微生物生物反应器 从菌体是否须要氧的角度,可将微生 物反应器分为需氧型和厌氧型两类。除了 某些溶剂(如乙醇、丙酮、丁醇等)以及 乳酸等少数产品是厌氧发酵外,多数发酵 产品都是通过微生物好氧培养得到的。氧 在培养基中的溶解度很小,因此,微生物 反应器必须不断的进行通气和搅拌,使培 养液中保持一定的溶解氧浓度,来满足微 生物的需要
进行微生物深层培养的反应器统称 发酵罐。这类反应器搅拌方式大致有 三种 机械搅拌 压缩空气鼓泡 利用泵使液体循环
进行微生物深层培养的反应器统称 发酵罐。这类反应器搅拌方式大致有 三种: 机械搅拌 压缩空气鼓泡 利用泵使液体循环
机械搅拌通气式发酵罐 机械搅拌通气式发酵罐又称通用式发 酵罐,是工业上最常用的一种微生物反 应器,这类发酵罐既具有机械搅拌又有 压缩空气分布装置,搅拌器的主要作用 是打碎空气气泡,增加气液接触界面, 以提高气液间的传质速率,同时也是为 了使发酵液充分混合,液体中的固形物 料保持悬浮状态
一、机械搅拌通气式发酵罐 机械搅拌通气式发酵罐又称通用式发 酵罐,是工业上最常用的一种微生物反 应器,这类发酵罐既具有机械搅拌又有 压缩空气分布装置,搅拌器的主要作用 是打碎空气气泡,增加气液接触界面, 以提高气液间的传质速率,同时也是为 了使发酵液充分混合,液体中的固形物 料保持悬浮状态
(a) Kb) a)六平叶:(b)六弯叶;()六箭时 通用式发酵罐大多采用涡轮式搅拌器,为了 避免气泡在阻力较小的搅拌器中心部位沿着轴周 边上升逸出,在搅拌器中央带有圆盘。常用的涡 轮搅拌器有平叶式、弯叶式和箭叶式三种。 在相同的搅拌功率下粉碎气泡的能力的大小是 平叶搅拌器大于弯叶搅拌器,弯叶搅拌器大于箭 叶式搅拌器;但其翻动流体的能力则与上述情况 相反
通用式发酵罐大多采用涡轮式搅拌器,为了 避免气泡在阻力较小的搅拌器中心部位沿着轴周 边上升逸出,在搅拌器中央带有圆盘。常用的涡 轮搅拌器有平叶式、弯叶式和箭叶式三种。 在相同的搅拌功率下粉碎气泡的能力的大小是, 平叶搅拌器大于弯叶搅拌器,弯叶搅拌器大于箭 叶式搅拌器;但其翻动流体的能力则与上述情况 相反
通用式发酵罐的几何尺寸比例 H/D=17~3 d/D=1/2~1/3 w/D=1/8~1/12 D B/D=0.8~1.0 s:两搅拌器间距, 日 w:挡板宽度 d:搅拌器直径, H:发酵罐筒身高 H1:液位高度, B:下搅拌器距底间距 D:发酵罐内径 日日
通用式发酵罐的几何尺寸比例 H/D=1.7~3 d/D=1/2~1/3 W/D=1/8~1/12 B/D=0.8~1.0 s:两搅拌器间距, W:挡板宽度 d:搅拌器直径, H:发酵罐筒身高 HL:液位高度, B:下搅拌器距底间距, D:发酵罐内径
发酵用的传热装置有夹套和排管两 种.一般小型发酵罐多采用外夹套作为传 热装置,而大中型发酵罐多采用排管换 热器,这是因为罐的容积愈大,其单位 体积培养液具有的周壁表面愈小,排管同 时还可起挡板的作用。 消泡装置为耙式消泡桨,装于搅拌轴 上,齿面略高于液面,当少量泡沫上升 时,转动的耙齿就可以把泡沫打碎
发酵用的传热装置有夹套和排管两 种.一般小型发酵罐多采用外夹套作为传 热装置,而大中型发酵罐多采用排管换 热器,这是因为罐的容积愈大,其单位 体积培养液具有的周壁表面愈小,排管同 时还可起挡板的作用。 消泡装置为耙式消泡桨,装于搅拌轴 上,齿面略高于液面,当少量泡沫上升 时,转动的耙齿就可以把泡沫打碎
机械搅拌反应器的优点 操作弹性大,pH值和温度易于控制 有较规范的工业放大方法;适合连续培 养 缺点驱动功率大;内部结构复杂, 难于彻底洗净,易造成污染;在丝状菌的 培养中由于搅拌器的剪切作用,细胞易 损伤
机械搅拌反应器的优点: 操作弹性大,pH值和温度易于控制; 有较规范的工业放大方法;适合连续培 养. 缺点:驱动功率大;内部结构复杂, 难于彻底洗净,易造成污染;在丝状菌的 培养中由于搅拌器的剪切作用,细胞易 损伤