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发酵罐的以下五个系统一般来说缺一不可

 

  发酵罐主体采用不锈钢材料,通常采用涡轮式搅拌器。搅拌轴与罐体的连接要进行无菌密封。发酵罐罐体底部设有空气分布器或喷嘴,通过空气过滤器的无菌空气从孔径几毫米的多孔管鼓入培养液内。搅拌器由置于罐顶的搅拌电机以一定的转速驱动旋转,通过搅拌涡轮产生的液体漩涡及剪切力,将鼓入的空气打碎成小气泡,并均匀分散在培养液中。这样,既提供了细胞生长所需氧,同时又使培养液浓度均匀。
  我们所用的发酵罐一般由以下五个系统组成:
  一、发酵罐的机械搅拌系统
  作为通气搅拌罐的主要特征之一,机械搅拌系统提供的动力是机械搅拌罐质量传递、热量传递、混合和悬浮物均匀分布的基本保证。搅拌装置的设计和选择必须综合考虑以满足上述要求并降低造价和动力消耗。
  机械搅拌系统由电机、变速箱、搅拌轴、搅拌桨、轴封和挡板组成。
  二、发酵罐的通气系统
  通气系统由无菌空气制备系统、空气分布装置和出口气体除菌系统组成。无菌空气制备系统是一套相对独立的复杂系统。
  细胞生长和代谢所需的无菌空气通过空气分布管引入罐中。空气分布管一般位于最下层的搅拌桨的正下方。为保证气泡的分散,多采用带小孔的环状空气分布管,环的直径一般等于搅拌桨的直径。在大型通气搅拌罐中,搅拌桨尖附近的剪切力非常大,一般足以达到充分打碎气泡的目的,为防止培养液中的固体物料或菌丝堵塞空气分布管,对某些特殊的发酵体系有时采用向下开口的单孔管。
  三、发酵罐的温度控制系统
  为了保证为细胞生长和代谢提供合适的温度,温度控制系统也是通气搅拌罐所必备的。温度控制系统由温度测量电极、热交换装置及相应的控制装置组成。由于生物反应和机械搅拌都是放热过程,多数生物反应体系在运行期间需要冷却,就地灭菌后的培养基更要求快速泠却。
  四、发酵罐的pH值和溶氧测量与控制系统
  细胞生长都有最适pH值,因此需要对培养介质的pH进行检测和控制。
  pH控制系统包括pH电极、酸及碱储罐、耐酸或碱的管道和泵及相应的控制系统组成。根据不同生物反应体系的实际需要,可以只加酸或加碱系统,也可以两者都具备。在流加培养时,通过碳源或/和氮源的补料也能起到调节pH的作用。
  五、发酵罐的消泡系统
  消泡系统对好氧发酵过程是非常重要的。通气搅拌罐的装液量一般不能超过容器容积的70~80%,一方面,这是由于通气后液面会有所上升;更重要的原因是,预留部分空间可以避免泡沫马上冲出罐体,为消除泡沫提供一段缓冲的时间。一般对越容易产生泡沫的体系,装液量要越少。图9-4中,通气搅拌罐顶部有一个额外的搅拌桨,称为消泡桨,其作用就是通过机械作用消除泡沫。在多数情况下,仅凭消泡桨还不足以及时破坏所有的泡沫,因此通常还须进一步采用添加化学消泡剂的方法消泡。

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