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好氧微生物發酵罐對空氣分布器設計的需求

作者:發酵罐 時間:2018-01-26 14:11
空氣分布器在攪拌器下方的罐底中間位置,管口向下,空氣直接通入發酵罐的底部。管口與罐底距離約為40㎜,管徑可按空氣流速20m/s左右計算。新型的噴環式空氣分布器已成功用於檸檬酸發酵生產。 信息摘要:
空氣分布器的設計對好氧微生物 發酵罐 的作用 好氧菌繁殖需要氧氣,充足的氧氣分布能夠促使菌體旺盛的生長,微生物發酵罐中空氣分布裝置及空氣的製備裝置都影響氧氣的工藝與氧氣的質量。好氧微生物發酵罐中的空氣分布器

好氧微生物發酵罐對空氣分布器設計的需求

PH值對微生物發酵罐的四個影響要素

不鏽鋼儲罐、不鏽鋼發酵罐發酵過程中,pH值的變化取決於所用的菌種、培養基的成分和培養條件。培養基中的營養物質的代謝,是引起pH值變化的重要原因,發酵液的pH值變化乃是菌體產酸和產堿的代謝反應的綜合結果。

每一類微生物都有其最適的和能耐受的pH值範圍,大多數細菌生長的最適pH值為6.3~7.5,黴菌和酵母菌為3~6,放線菌為7~8。而且微生物生長階段和產物合成階段的最適pH值往往不一樣,需要根據實驗結果來確定。

①影響酶的活性,當pH值抑製菌體中某些酶的活性時,會阻礙菌體的新陳代謝;

②影響微生物細胞膜所帶電荷的狀態,改變細胞膜的通透性,影響微生物對營養物質的吸收及代謝產物的排泄;

③影響培養基中某些組分和中間代謝產物的離解,從而影響微生物對這些物質的利用;

④PH值不同,往往引起菌體代謝過程的不同,使代謝產物的質量和比例發生改變。

另外,pH值還會影響某些黴菌的形態。

為了確保發酵的順利進行,必須使其各個階段經常處於最適pH值範圍之內,這就需要在發酵過程中不斷地調節和控製pH值的變化。首先需要考慮和試驗發酵培養基的基礎配方,使它們有個適當的配比,使發酵過程中的pH值變化在合適的範圍內。如果達不到要求,還可在發酵過程中補加酸或堿。

過去是直接加人酸(如H2SO4)或堿(如 NaOH)來控製,現在常用的是以生理酸性物質(NH) 4SO4和生理堿性物質氨水來控製,它們不僅可以調節pH值,還可以補充氮源。當發酵液的pH值和氨氮含量都偏低時,補加氨水,就可達到調節pH和補充氨氮的目的;反之,pH值較高,氨氮含量又低時,就補加(NH) 4SO4。

此外,用補料的方式來調節pH值也比較有效。這種方法,既可以達到穩定pH值的目的,又可以不斷補充營養物質。最成功的例子就是青黴素發酵的補料工藝,利用控製葡萄糖的補加速率來控製pH值的變化,其青黴素產量比用恒定的加糖速率和加酸或堿來控製pH值的產量高25%。

目前已試製成功適合於發酵過程監測pH值的電極,能連續測定並記錄pH值的變化,將信號輸人pH值控製器來指令加糖、加酸或加堿,使發酵液的pH值控製在預定的數值。

 

好氧微生物發酵罐對空氣分布器設計的需求

空氣分布器的設計對好氧微生物發酵罐的作用

幹白發酵罐

好氧菌繁殖需要氧氣,充足的氧氣分布能夠促使菌體旺盛的生長,微生物發酵罐中空氣分布裝置及空氣的製備裝置都影響氧氣的工藝與氧氣的質量。好氧微生物發酵罐中的空氣分布器是將無菌空氣導入罐內的裝置。空氣分布管的形式對溶氧速率有較大的影響,采用的空氣分布裝置有單管、多孔環管及多孔分支環管等幾種。

多孔環形管開口朝下,環形管的環麽芭等於直徑*0.8為好,小孔直徑為φ5~8㎜,小孔總麵積大致與通風截麵積相等。當通風量小(0.02~0.5ml/s)時,氣泡的直徑與空氣噴口直徑的1/3次方成正比,就是說,噴口直徑越小,氣泡的直徑越小,溶氧係數就越大。但是,一般發酵工業的通風量都遠遠超過這個範圍。在強烈機械攪拌的條件下,多孔分布器對氧的傳遞效果並不比單孔管為好,相反的還會造成不必要的壓力損失,且易使物料堵塞小孔,故現已很少采用。

發酵工業通常采用單管空氣分布器。空氣分布器在攪拌器下方的罐底中間位置,管口向下,空氣直接通入發酵罐的底部。管口與罐底距離約為40㎜,管徑可按空氣流速20m/s左右計算。

新型的噴環式空氣分布器已成功用於檸檬酸發酵生產。它是將傳統的鼓泡傳質轉化為乳化傳質,使氣泡上升速度降低,不鏽鋼白酒儲罐,在不改變原有攪拌係統的前提下,可降低攪拌功率10%以上。其主要是利用文丘裏管的引射產生真空的原理;具有一定壓力的無菌空氣,經噴咀在混合器中與氣體劇烈混合並達到乳化的效果。從而增大了氣體與液體的接觸麵積,減緩了氣體在液體中逸出時間,提高了溶氧效率。

 

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