发酵罐基础知识

演讲人：日期：发酵罐基础知识目录CONTENTS发酵罐概述发酵罐的结构与组成发酵罐的工作原理发酵罐的操作与维护发酵罐的应用领域与市场前景01发酵罐概述定义发酵罐是工业上用来进行微生物发酵的装置。用途用于乳制品、饮料、生物工程、制药、精细化工等行业，进行微生物发酵与培养。定义与用途原始发酵人类利用自然条件进行发酵，如利用自然洞穴或陶器进行发酵。现代发酵罐基于微生物学和工程技术的发展，出现了现代发酵罐，具有更好的控制性能和生产效率。发酵罐的历史与发展按照结构、材质、使用方式等可分为多种类型，如机械搅拌通风发酵罐、气升式发酵罐、自吸式发酵罐等。种类发酵罐具有结构严密、操作弹性大、易于清洗和灭菌、适用于多种微生物发酵等特点。同时，不同类型发酵罐还具有各自的特点，如机械搅拌通风发酵罐适用于需要较高通气量的发酵过程，气升式发酵罐则适用于粘度较高的发酵液。特点发酵罐的种类与特点02发酵罐的结构与组成罐体结构与材料选择材料选择采用耐腐蚀、耐高温、易于加工和焊接的不锈钢材料，如304、316L等，以保证罐体的强度和耐腐蚀性。罐体结构主体为圆柱形，底部为锥形或椭圆形封头，顶部为三角形或椭圆形封头，便于清洗和减少污染。密封结构采用法兰连接、焊接或螺纹连接等方式，保证罐体与各个接口的密封性。防泄漏措施密封系统与防泄漏措施在法兰连接处加装垫片，定期检查并更换；在罐体上设置安全阀和排气口，以防止超压和泄漏。0102传热装置采用夹套式或盘管式换热器，通过蒸汽或冷却水进行加热或冷却，保证罐内温度的稳定。搅拌装置采用机械搅拌或气流搅拌，以提高物料的混合均匀度和传热效果。传热与搅拌装置用于测量罐内物料的温度，通常采用热电偶或电阻温度计。用于测量罐内的压力，通常采用压力表或压力传感器。用于测量罐内物料的液位，通常采用浮球液位计或玻璃管液位计。根据测量的温度、压力和液位等参数，通过控制蒸汽、冷却水、搅拌等装置，实现对发酵过程的自动控制。检测与控制仪表温度测量仪表压力测量仪表液位测量仪表控制系统03发酵罐的工作原理微生物代谢类型根据微生物的代谢类型，分为有氧发酵和无氧发酵，不同代谢类型所需的环境条件有所不同。发酵阶段分为生长期、产物合成期和衰退期，不同阶段需要不同的培养条件。发酵产物微生物通过发酵产生的代谢产物种类繁多，包括酒精、乳酸、氨基酸等。微生物发酵过程简介温度控制通过加热和冷却系统维持适当的温度，以满足微生物生长和代谢的需要。pH值控制通过添加酸或碱调节发酵液的pH值，保持在微生物最适范围内。溶解氧控制对于有氧发酵，需要通过搅拌和通气等方式维持发酵液中的溶解氧含量。营养物质控制及时补充微生物所需的营养物质，如碳源、氮源、无机盐等。发酵罐内的环境控制发酵过程中，微生物需要不断从外界获取营养物质，同时排出代谢产物，这些物质的传递需要通过物料传递来完成。物料传递微生物在生长和代谢过程中需要能量，这些能量来源于底物的氧化分解，需要通过热传递等方式在发酵罐内传递。能量传递在有氧发酵过程中，氧气的传递和二氧化碳的排出需要通过气体传递来完成。气体传递物料与能量传递过程发酵产物的分离与纯化固液分离通过过滤、离心等方法将发酵液中的固体物质与液体分离。初步纯化利用物理、化学或生物学方法将产物从初步分离液中提取出来，如沉淀、萃取等。精细纯化通过层析、结晶等方法进一步提纯产物，以满足后续工艺或应用的要求。产品加工对纯化后的产物进行加工处理，如浓缩、干燥、包装等，以便储存和运输。04发酵罐的操作与维护检查罐体、搅拌器、轴封、阀门、法兰等部件是否完好无损，确认无泄漏。使用蒸汽或化学方法对罐体及附件进行清洗和灭菌，确保无菌状态。根据发酵要求准备培养基、接种物等物料，检查物料质量是否符合要求。检查温度、pH、溶氧等仪表是否准确，校准并调整至正常状态。操作前的准备与检查罐体检查清洗与灭菌物料准备仪表检查发酵过程中的监控与调整温度控制根据微生物生长特性，调节罐内温度，确保微生物处于最佳生长状态。02040301溶氧控制通过搅拌、通气等方式调节罐内溶氧量，满足微生物生长需求。pH调节根据发酵过程需要，调节罐内pH值，保持微生物生长环境的稳定性。泡沫控制添加消泡剂或调整通气量等方式，防止泡沫过多影响发酵效果。发酵结束后的清洗与灭菌物料排放将发酵液排出，并用清水冲洗罐体及附件。清洗残留物使用清洗剂或碱液等清洗罐内残留物，确保无残留。灭菌处理使用蒸汽或化学方法对罐体及附件进行灭菌处理，防止杂菌污染。干燥处理将罐体及附件干燥至无水分残留，为下次使用做好准备。检查密封件是否损坏，及时更换或紧固。罐体泄漏常见故障及排除方法检查搅拌器是否松动或磨损，及时维修或更换。搅拌器故障检查仪表是否损坏或松动，及时更换或校准。仪表失灵检查灭菌过程是否严格，加强清洗和灭菌操作，确保无菌状态。染菌问题05发酵罐的应用领域与市场前景在食品工业中的应用酒精饮料生产发酵罐在酒精饮料生产中也有广泛应用，如啤酒、果酒等。通过发酵罐中的酵母发酵，将糖转化为酒精和二氧化碳，赋予酒精饮料独特的风味和口感。食品添加剂生产发酵罐还可以用于生产食品添加剂，如柠檬酸、乳酸等。这些添加剂在食品工业中具有广泛的应用，可用于调味、防腐等。乳制品生产发酵罐在乳制品生产中起着关键作用，如酸奶、发酵乳饮料等。通过发酵罐中的微生物发酵，将牛奶中的乳糖转化为乳酸，使乳制品具有独特的口感和营养价值。030201抗生素生产发酵罐在抗生素生产中发挥着重要作用。通过发酵罐中的微生物发酵，可以生产出各种抗生素，如青霉素、头孢菌素等，这些抗生素在医疗领域具有广泛的应用。在医药工业中的应用维生素生产许多维生素，如维生素C、维生素B等，都可以通过发酵罐中的微生物发酵生产。这些维生素在医药、保健品等领域具有重要的作用。酶制剂生产发酵罐还可以用于生产各种酶制剂，如淀粉酶、蛋白酶等。这些酶制剂在医药、化工等领域具有广泛的应用，可用于催化反应、提高生产效率等。在环保领域的应用污水处理发酵罐在污水处理领域具有潜在的应用价值。通过发酵罐中的微生物发酵，可以将污水中的有机物转化为二氧化碳和水，达到净化水质的目的。固体废弃物处理发酵罐也可以用于处理固体废弃物，如厨余垃圾、农业废弃物等。通过发酵罐中的微生物发酵，可以将这些废弃物转化为有用的肥料或饲料，实现资源的再利用。废气处理某些废气中含有可被微生物利用的有机物，通过发酵罐中的微生物发酵，可以将这些废气转化为无害的气体或物质，减少环境污染。发酵罐技术的创新与发展趋势01随着自动化技术的发展，发酵罐的自动化程度将不断提高。未来，发酵罐将实现自动控制温度、pH值、溶氧等参数，提高发酵过程的稳定性和效率。为了满足大规模生产的需要，发酵罐的容