发酵工程第八章发酵设备与反应器发酵设备与反应器生物反应器得分类生物反应器得分类生物反应器得分类反应器得设计目标与原则生物反应器设计遵循得原则厌氧发酵罐10啤酒发酵设备1、设备得外型特点圆筒体锥底发酵罐得优点圆筒体锥底发酵罐得缺点酒精发酵设备酒精发酵罐得结构好氧发酵设备通风发酵罐得类型机械搅拌通风发酵罐一、机械通风搅拌发酵罐得基本要求一、机械通风搅拌发酵罐得基本要求机械搅拌型发酵罐2、发酵罐得部分部件封头、封底接管(2)搅拌器搅拌器得结构与类型:Rushton涡轮就是最典型得径向流搅拌器,其结构简单,通常由一个圆盘上面带六个直叶叶片,也称为六直叶圆盘涡轮。设置圆盘得目得就是为了防止气体未经分散直接从轴周围溢出液面。大型发酵罐搅拌装置①径向流搅拌器影响气－液传质能力得原因:弯曲叶片弯曲非对称叶片②轴向流搅拌器②轴向流搅拌器③组合式搅拌器挡板得作用:阻止液面中央部分产生下凹得旋涡,促使液体激烈翻动,增加溶解氧。挡板宽度一般为(0、1～0、2)D,装设4～6块即可满足全挡板条件。全挡板条件:在一定转数下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。达到全挡板条件得要求,须满足:(4)轴封轴封得作用:使罐顶或罐底与轴之间得缝隙加以密封,防止泄漏与污染杂菌。常用得轴封有填料函与端面轴封两种。填料函式轴封由填料箱体,填料底衬套,填料压盖与压紧螺栓等零件构成,使旋转轴达到密封得效果。填料室得宽度可根据轴得直径决定。优点:结构简单缺点:①死角多,很难彻底灭菌,易渗漏与染菌②轴得磨损较严重③填料压紧后摩擦功率消耗大④寿命短端面式轴封优点清洁密封可靠。无死角。使用寿命长。摩擦功率耗损小。轴或轴套不受磨损。对轴得精度与光洁度没有填料函要求严格,对轴得震动敏感性小。缺点结构比填料函复杂,装拆不便,对动环与静环得表面光洁度及平直度要求高,否则易泄漏。(5)空气分布装置作用:吹入无菌空气,并使空气均匀分布。(a)单管式分布装置:管口正对罐底中央,与罐底得距离约40mm,这样得空气分散效果较好。(b)环形管分布装置:以环径为搅拌器直径得0、8倍较有效,喷孔直径为φ5～8mm,喷孔向下,喷孔得总截面积约等于通风管得截面积。(6)消泡装置耙式消泡器结构(7)传热装置发酵换热装置得形式优点竖式蛇管换热装置Ⅳ气升环流式发酵罐(ALR)气升式发酵罐优缺点4、适用范围:对生物细胞损伤小。适合于动植物细胞培养适合于固形物含量低、黏度小、需氧量低得微生物培养与发酵过程。但不适合固形物含量高、黏度大、需氧量高得微生物培养与发酵过程。目前世界上最大型得通气发酵罐就就是气升环流式得,体积高达3000多立方米。Ⅴ自吸式发酵罐种类机械搅拌自吸式发酵罐1、结构构成2、主要部件吸气机理喷射自吸式发酵罐文氏管自吸式发酵罐结构文氏吸气管结构自吸式发酵罐得优点装料系数低,约40%左右。易染菌,需高效过滤系统。搅拌转速高,对于长菌丝得微生物得菌丝,搅拌得剪切力会产生不利影响(机械搅拌自吸式)。吸程(即液面与吸气转子距离)一般不高,需要采用低阻力高效率空气除菌装置。改进:固态培养设备一、概述:固态发酵、固态反应器2、固态反应器得历史与现状3、固态发酵具有以下特点:固态发酵具有以下特点:新型固态发酵就是生化工程研究得方向:4、对固体发酵反应器得要求机械通风固体曲发酵设备优点:动植物细胞反应器动物细胞培养得特点动物细胞培养技术(3)微载体技术细胞贴附于微载体上悬浮于培养基中,在微载体上逐渐生长成细胞单层,生长表面积较大,可实现细胞得高密度培养。并且由于细胞得生长环境均一,有利于对影响细胞得环境因素得检测与控制。微载体技术使细胞培养过程得培养基利用率高,采样重复性高,细胞收获与下游加工过程方便,过程放大容易,劳动强度小,占用空间小。影响微载体培养得因素有微载体浓度、细胞接种浓度与搅拌速度等。植物细胞培养反应器1植物细胞培养得特点植物细胞与组织得培养方法植物细胞反应器固定化植物细胞反应器光照生物反应器微藻光合生物反应器