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好氧微生物发酵罐对空气分布器设计的需求

作者:发酵罐 时间:2018-01-26 14:11
空气分布器在搅拌器下方的罐底中间位置,管口向下,空气直接通入发酵罐的底部。管口与罐底距离约为40㎜,管径可按空气流速20m/s左右计算。新型的喷环式空气分布器已成功用于柠檬酸发酵生产。 信息摘要:
空气分布器的设计对好氧微生物 发酵罐 的作用 好氧菌繁殖需要氧气,充足的氧气分布能够促使菌体旺盛的生长,微生物发酵罐中空气分布装置及空气的制备装置都影响氧气的工艺与氧气的质量。好氧微生物发酵罐中的空气分布器

好氧微生物发酵罐对空气分布器设计的需求

PH值对微生物发酵罐的四个影响要素

不锈钢储罐、不锈钢发酵罐发酵过程中,pH值的变化取决于所用的菌种、培养基的成分和培养条件。培养基中的营养物质的代谢,是引起pH值变化的重要原因,发酵液的pH值变化乃是菌体产酸和产碱的代谢反应的综合结果。

每一类微生物都有其最适的和能耐受的pH值范围,大多数细菌生长的最适pH值为6.3~7.5,霉菌和酵母菌为3~6,放线菌为7~8。而且微生物生长阶段和产物合成阶段的最适pH值往往不一样,需要根据实验结果来确定。

①影响酶的活性,当pH值抑制菌体中某些酶的活性时,会阻碍菌体的新陈代谢;

②影响微生物细胞膜所带电荷的状态,改变细胞膜的通透性,影响微生物对营养物质的吸收及代谢产物的排泄;

③影响培养基中某些组分和中间代谢产物的离解,从而影响微生物对这些物质的利用;

④PH值不同,往往引起菌体代谢过程的不同,使代谢产物的质量和比例发生改变。

另外,pH值还会影响某些霉菌的形态。

为了确保发酵的顺利进行,必须使其各个阶段经常处于最适pH值范围之内,这就需要在发酵过程中不断地调节和控制pH值的变化。首先需要考虑和试验发酵培养基的基础配方,使它们有个适当的配比,使发酵过程中的pH值变化在合适的范围内。如果达不到要求,还可在发酵过程中补加酸或碱。

过去是直接加人酸(如H2SO4)或碱(如 NaOH)来控制,现在常用的是以生理酸性物质(NH) 4SO4和生理碱性物质氨水来控制,它们不仅可以调节pH值,还可以补充氮源。当发酵液的pH值和氨氮含量都偏低时,补加氨水,就可达到调节pH和补充氨氮的目的;反之,pH值较高,氨氮含量又低时,就补加(NH) 4SO4。

此外,用补料的方式来调节pH值也比较有效。这种方法,既可以达到稳定pH值的目的,又可以不断补充营养物质。最成功的例子就是青霉素发酵的补料工艺,利用控制葡萄糖的补加速率来控制pH值的变化,其青霉素产量比用恒定的加糖速率和加酸或碱来控制pH值的产量高25%。

目前已试制成功适合于发酵过程监测pH值的电极,能连续测定并记录pH值的变化,将信号输人pH值控制器来指令加糖、加酸或加碱,使发酵液的pH值控制在预定的数值。

 

好氧微生物发酵罐对空气分布器设计的需求

空气分布器的设计对好氧微生物发酵罐的作用

干白发酵罐

好氧菌繁殖需要氧气,充足的氧气分布能够促使菌体旺盛的生长,微生物发酵罐中空气分布装置及空气的制备装置都影响氧气的工艺与氧气的质量。好氧微生物发酵罐中的空气分布器是将无菌空气导入罐内的装置。空气分布管的形式对溶氧速率有较大的影响,采用的空气分布装置有单管、多孔环管及多孔分支环管等几种。

多孔环形管开口朝下,环形管的环么芭等于直径*0.8为好,小孔直径为φ5~8㎜,小孔总面积大致与通风截面积相等。当通风量小(0.02~0.5ml/s)时,气泡的直径与空气喷口直径的1/3次方成正比,就是说,喷口直径越小,气泡的直径越小,溶氧系数就越大。但是,一般发酵工业的通风量都远远超过这个范围。在强烈机械搅拌的条件下,多孔分布器对氧的传递效果并不比单孔管为好,相反的还会造成不必要的压力损失,且易使物料堵塞小孔,故现已很少采用。

发酵工业通常采用单管空气分布器。空气分布器在搅拌器下方的罐底中间位置,管口向下,空气直接通入发酵罐的底部。管口与罐底距离约为40㎜,管径可按空气流速20m/s左右计算。

新型的喷环式空气分布器已成功用于柠檬酸发酵生产。它是将传统的鼓泡传质转化为乳化传质,使气泡上升速度降低,不锈钢白酒储罐,在不改变原有搅拌系统的前提下,可降低搅拌功率10%以上。其主要是利用文丘里管的引射产生真空的原理;具有一定压力的无菌空气,经喷咀在混合器中与气体剧烈混合并达到乳化的效果。从而增大了气体与液体的接触面积,减缓了气体在液体中逸出时间,提高了溶氧效率。

 

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