平行发酵罐-贝朗生物发酵系统

发酵罐的系统是如何工作的？

消泡系统对好氧发酵过程是非常重要的。发酵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。发酵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***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。

植物油、聚醚类非离子型表面活性剂都可以用于化学消泡，它们可以直接在配制在培养基中，也可以在发酵过程中根据需要加入，或者两种策略同时使用。为了及时检测泡沫是否达到预警高度，通常在发酵罐上方装有液位电极，一旦泡沫达到相应的高度，就可以通过消泡控制装置自动向反应器中流加消泡剂。

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i菌系统组成。无菌空气制备系统是一套相对***的复杂系统，这里不做介绍。

细胞生长和代谢所需的无菌空气通过空气分布管引入发酵罐中。空气分布管一般位于***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。

在一些简单的反应器中，气体的排出只是通过一个简单的阀门控制的。为避免染菌，必须调节空气的排出阀以保证反应器内始终处于高于大气压的正压状态。一些精密的反应器则配备了出口气体冷凝装置和过滤装置。

发酵罐的设计原则：

　　发酵罐由若干零部件组合构成。对于可能与工艺物料接触的零部件，在设计时需要考虑可以清洗和对生物负荷的控制。发酵罐的洁净和无菌设计需要考虑系统的生物安全等级要求。发酵罐在进行生物反应器设计时，需遵从***卫生机构规定的生物安全等级要求，而遵从生物安全等级要求需基于微生物、工艺、产品以及使用者的选择。对于特定的生物安全等级要求，需在生物反应器的部件设计时考虑到某些特殊工况（如蒸汽保压）。如果发酵罐是用于培养具有生物危害性的有机物，则需采取措施，在CIP之前净化物料接触表面，或***及净化CIP用过的流体。发酵罐罐体应根据业主提供的设计参数确定压力、真空度以及温度等级。罐体需根据当地的法令、规程及标准进行设计制造、测试、检查和盖章验收。

发酵罐重要的清洗工作

发酵罐的清洗工作比较重要，我们也在不断努力改进发酵罐的清洗技术，以求更好的让发酵罐为我们工作。

现代化啤酒厂采用***普遍的清洗方式是原位清洗(cleaninginplace，简称CIP)，即在密闭条件下，不拆动设备的零部件或管件，对设备及管路进行清洗及灭菌的方法i。

像发酵罐这样的设备，平行发酵罐，不可能用充满清洗液的方式清洗。发酵罐的原位清洗是通过洗涤器循环进行的。洗涤器有固定洗球型和旋转喷射型两种型式，通过洗涤器把清洗液喷射到罐体内表面，然后清洗液沿罐壁向下流淌，一般情况下，清洗液会形成一层薄膜附着在罐壁上。这样机械作用的效果很小，清洗效果主要靠清洗剂的化学作用来实现。

固定洗球型洗涤器的作用半径为2m，对于卧式发酵罐就必须安装多个洗涤器，洗液在洗涤器喷咀出口的压力应为0.2～0.3 MPa;对于立式发酵罐和压力测量点在洗涤泵出口的情况，不仅要考虑管路阻力造成的压力损耗，还要考虑高度对清洗压力的影响。

压力太低时，洗涤器的作用半径小，流量不够，喷射的清洗液不能布满罐壁;而压力太高时，清洗液会形成雾状，不能形成沿罐壁向下流动的水膜，或者喷射的清洗液被罐壁反弹回来，降低了清洗效果。

在被清洗设备较脏和发酵罐罐体直径较大(dgt;2 m)时，一般采用旋转喷射型洗涤器，通过增加洗涤器出口压力(0.3～0.7 MPa)，来加大洗涤半径，增强冲洗的机械作用，增加去垢效果。与球型洗涤器相比，旋转喷射型洗涤器可以采用较低的清洗液流量。由于冲洗介质通过时，洗涤器利用流体的反冲力进行旋转，冲洗和流空交替进行，从而提高了清洗效果。

经过不断的实践与改进，我们认为发酵罐的原位清洗技术是比较合适的，能够满足发酵罐的清洗要求。