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新闻动态

发酵罐的搅拌系统有哪些?

发布日期:[2021-11-11] 点击率:

发酵罐由许多重要部件组成,其中之一是搅拌系统,搅拌系统又包括:电机和变速箱、搅拌桨、搅拌轴、轴封(端面轴封)挡板。详情如下:

1、电机和变速箱

电机和变速箱安装在罐体外部。对于小型玻璃发酵罐,可以使用单相电动机,而大型玻璃发酵罐一般使用三相电动机。对于大型玻璃发酵罐,电机的转速一般要比搅拌的转速高很多,因此需要通过变速箱来降低转速。实验室小玻璃发酵罐可采用无级变速,无需变速箱。在间歇培养过程中,细胞生长的不同阶段对剪切力和氧传递有不同的要求。为了降低功耗,最好使用调速电机。

实验室玻璃发酵罐

2、搅拌桨

根据搅拌产生的流体运动的初始方向,搅拌桨可分为径向流搅拌桨和轴向流搅拌桨。径向流搅拌器向外推动流体,遇到玻璃发酵罐的内壁和挡板后,再转向上下两侧,从而产生二次流。轴流式搅拌器在开始时使流体轴向移动。一般来说,带轴流搅拌器的玻璃发酵罐功率标准较低,达到相同混合效果的能耗远低于径向流搅拌器。径向流叶轮产生的剪切力大于轴向流叶轮产生的剪切力,有利于破泡,从而增加总氧传递速率常数,但会伤害部分细胞。因此,径向流叶轮多用于培养对剪切力不敏感的好氧细菌和酵母,而轴向流叶轮多用于对剪切力敏感的生物反应系统。对于大型发酵罐,可以采用两种桨叶混合的设计,充分发挥各自的优势。

3、搅拌轴

混合轴可以从顶部或底部伸入罐内,前者称为向上混合,后者称为向下混合。一般来说,上混合器的制造和安装成本略高于下混合器。然而,当使用搅拌时,水蒸发后由培养基中的固体颗粒或可溶性成分形成的晶体将损坏轴封并增加其维护成本。不同尺寸的充气玻璃发酵罐有不同的搅拌器层。小型充气玻璃发酵罐一般只有一层搅拌器,而大型充气玻璃发酵罐一般有2 ~ 4层搅拌器,以改善混合和传质。

4、轴封

轴封的主要作用是防止环境中的微生物侵入玻璃发酵罐,防止培养液泄漏。机械传动部件往往是细菌污染的主要原因之一,因此轴封设计的关键是避免细菌污染和泄漏,应尽可能使用无菌密封材料。

5、挡板

为了防止搅拌时液面上的大旋涡,促进罐内流体在各个方向的混合,在罐上对应搅拌桨处安装了挡板。挡板的设计应满足“全挡板条件”。所谓全挡板条件是指在玻璃发酵罐中加入挡板或其他附件时,搅拌功率不会增加。挡板的数量通常为4 ~ 6个,宽度为0.1~0.12D,全挡板条件是消除液位涡流的最低条件。

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