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發(fā)酵罐的攪拌系統有哪些?

發(fā)布日期:[2021-11-11]     點(diǎn)擊率:

發(fā)酵罐由許多重要部件組成,其中之一是攪拌系統,攪拌系統又包括:電機和變速箱、攪拌槳、攪拌軸、軸封(端面軸封)擋板。詳情如下:

1、電機和變速箱

電機和變速箱安裝在罐體外部。對于小型玻璃發(fā)酵罐,可以使用單相電動(dòng)機,而大型玻璃發(fā)酵罐一般使用三相電動(dòng)機。對于大型玻璃發(fā)酵罐,電機的轉速一般要比攪拌的轉速高很多,因此需要通過(guò)變速箱來(lái)降低轉速。實(shí)驗室小玻璃發(fā)酵罐可采用無(wú)級變速,無(wú)需變速箱。在間歇培養過(guò)程中,細胞生長(cháng)的不同階段對剪切力和氧傳遞有不同的要求。為了降低功耗,使用調速電機。

實(shí)驗室玻璃發(fā)酵罐

2、攪拌槳

根據攪拌產(chǎn)生的流體運動(dòng)的初始方向,攪拌槳可分為徑向流攪拌槳和軸向流攪拌槳。徑向流攪拌器向外推動(dòng)流體,遇到玻璃發(fā)酵罐的內壁和擋板后,再轉向上下兩側,從而產(chǎn)生二次流。軸流式攪拌器在開(kāi)始時(shí)使流體軸向移動(dòng)。一般來(lái)說(shuō),帶軸流攪拌器的玻璃發(fā)酵罐功率標準較低,達到相同混合效果的能耗遠低于徑向流攪拌器。徑向流葉輪產(chǎn)生的剪切力大于軸向流葉輪產(chǎn)生的剪切力,有利于破泡,從而增加總氧傳遞速率常數,但會(huì )傷害部分細胞。因此,徑向流葉輪多用于培養對剪切力不敏感的好氧細菌和酵母,而軸向流葉輪多用于對剪切力敏感的生物反應系統。對于大型發(fā)酵罐,可以采用兩種槳葉混合的設計,充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢。

3、攪拌軸

混合軸可以從頂部或底部伸入罐內,前者稱(chēng)為向上混合,后者稱(chēng)為向下混合。一般來(lái)說(shuō),上混合器的制造和安裝成本略高于下混合器。然而,當使用攪拌時(shí),水蒸發(fā)后由培養基中的固體顆?;蚩扇苄猿煞中纬傻木w將損壞軸封并增加其維護成本。不同尺寸的充氣玻璃發(fā)酵罐有不同的攪拌器層。小型充氣玻璃發(fā)酵罐一般只有一層攪拌器,而大型充氣玻璃發(fā)酵罐一般有2 ~ 4層攪拌器,以改善混合和傳質(zhì)。

4、軸封

軸封的主要作用是防止環(huán)境中的微生物侵入玻璃發(fā)酵罐,防止培養液泄漏。機械傳動(dòng)部件往往是細菌污染的主要原因之一,因此軸封設計的關(guān)鍵是避免細菌污染和泄漏,應盡可能使用無(wú)菌密封材料。

5、擋板

為了防止攪拌時(shí)液面上的大旋渦,促進(jìn)罐內流體在各個(gè)方向的混合,在罐上對應攪拌槳處安裝了擋板。擋板的設計應滿(mǎn)足“全擋板條件”。所謂全擋板條件是指在玻璃發(fā)酵罐中加入擋板或其他附件時(shí),攪拌功率不會(huì )增加。擋板的數量通常為4 ~ 6個(gè),寬度為0.1~0.12D,全擋板條件是消除液位渦流的 低條件。

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