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请教:发酵罐的配置情况及价位什么样?
抗生素发酵系统工艺配管设计1 简述 大多数抗生素初级原料药的生产均是通过生物发酵,然后经分离精制而成。提炼生产与一般的化学制药以至化工生产在管路配置的工艺要求是一致的:即保证工艺物料流程顺畅。发酵生产由于生产过程是连续的,且需满足菌种的正常生长、生产要求的环境条件如温度、PH、溶解氧及限制杂菌生长等,因而其管路系统配置有其特殊性,本文将就工艺物料管道、无菌空气系统、灭菌蒸汽系统及阀门选用谈一下自己的设计体会2 工艺物料管路 微生物发酵是抗生素生产的龙头。目前,抗生素发酵生产的基本工艺一般为:冷冻孢子→斜面培养→摇瓶培养→种子罐种子培养(一般1~3 级) →发酵罐发酵。发酵终了,放罐至提炼。从菌种分离培养开始至发酵放罐的整个生产过程中应始终保持在最适宜的生成环境中,杂菌的存在不利于抗生素菌种生长及整个发酵的生产,因而,发酵系统的无菌保证成了该部分管路设计的基本要求之一。发酵厂房的工艺物料管路按其用途分为培养基进料系统管路、移种系统管路和补料系统管路三种。下面对以上三种管路基本要求分别加以说明。2. 1 培养基进料管路 第一级种子罐培养基量较少时有时直接在罐内配制培养基。当种子罐和发酵罐培养基量较大一些,一般在配料罐内配制好后用泵输送至罐内。由于培养基消毒灭菌分为连消和实消两种,因而决定了进料管道的配置不同。所谓连消,是指培养基连续进入消毒塔与饱和蒸汽直接混合,瞬时加热至130 ℃左右,经维持罐保温5~8 分钟即达灭菌效果,再经冷却后进而已空罐消毒的种子罐或发酵罐。实消是指将培养基直接打入罐内,然后通入饱和蒸汽使罐内物料温度升到121 ℃左右,罐内保温保压约30 分钟,使培养基连同罐体一起被灭菌。此种方法所需蒸汽负荷较大,但流程较短,操作也较简单,现抗生素行业实消较为常用。不过,许多厂家采取先于配料池中预热物料,再进入罐内实消的做法,以降低较为集中的蒸汽负荷。然而,由于输料离心泵汽蚀现象的存在使得配料池升温不可能太高,这对于降低蒸汽高峰负荷作用有限。若在输料泵后设预热器,可使物料温度升至85~90 ℃再进入罐内实消,这不仅降低了蒸汽负荷,而且由于取消了配料池内的蒸汽系统,改善了配料室环境。早期的进料方式实罐消毒时多为人工手持软管通过人孔加料,近年来随着抗生素发酵罐容积的增大,培养基量也较大,且一般为预热后物料,故多采用固定管路进料。进料管路有时配在罐体上封头,有时位于罐体下部与放料管路共用一个管口,但不论从上部还是下部接管,实罐消毒时的培养基进料管道与罐体连接部分应能保证与罐体同时消毒为无菌状态。2. 2 移种管路 一级种子罐一般在罐体上封头开接种口接种,该接种口设计时一般为带盖管口,接种时将盖打开,用酒精擦拭消毒或用火焰灭菌后将摇瓶种子液直接倒入罐内。从一级种子罐至次级种子罐及至发酵罐间移种管道,其配置方式一般为管路两端均设置双阀,并于两阀之间接入灭菌蒸汽和放净口,接种管路靠近罐体的阀门与罐体内物料同时灭菌,操作时,灭菌蒸汽从双阀之间进入罐体。每一次种子罐间及种子罐至发酵罐移种操作前,均需对移种管路进行灭菌。2. 3 补料管路 多数抗生素发酵过程中需向发酵罐中补充培养基或对生产过程影响较大的物料,以满足菌种生产所需的碳源、氮源、葡萄糖等养分及维持PH 恒定和消除泡沫等。由于发酵生产是连续的,多个发酵罐的补料管道一般由补料主管道上接出,而系统主管不可能随每一个发酵罐放罐终止运行,一般在几个罐批后定期灭菌或根据生产情况需要消毒灭菌时才进行补料管道灭菌。因而,补料管道配管时设计时一般采用分支管路设隔断阀的方式进行分割,这样既保证管道能随罐体一起灭菌,又要保证管道单独灭菌操作时不至影响发酵罐的正常生产。
发酵罐内轴承不能加润滑油,应采用液体润滑的塑料轴瓦,轴瓦与轴瓦之间的间隙常取轴径的0.4%-0.7%。空气分布装置作用:吹入空气,并使空气均匀分布。分布装置的形式:单管式和环形管式。发酵罐的全挡板条件:指在一定转速下再增加罐内挡板或其它附件时,而搅拌功率保持不变,旋涡基本消失。挡板宽度一般取0.1-0.2D,装设4-6块即可满足全挡板条件。满足全挡板条件的挡板数及宽度,可由下式计算:发酵罐中的挡板数一般安装四快,这主要是因为发酵罐内除挡板外,立式冷却蛇管等装置也起到了一定挡板的作用。1.挡板的宽度为1/8-1/12已足够满足全挡板条件。机械消泡器作用:将泡沫打碎。因为发酵液中的蛋白质等发泡物质量很多,在强烈的通气搅拌下会产生大量的炮沐,导致发酵液外溢和增加染菌机会。按分布的位置分:发酵罐内的消泡器和发酵罐外的消泡器。发酵罐内的有锯齿式,梳状式及孔板式。发酵罐外的一般是利用离心力将泡沫粉碎,液体仍然返回罐内,如离心式消泡器,也可采用电极带动的碟片式离心消泡器。2.按消泡器形状分:靶式消泡器,半封闭式涡轮消泡器,离心式消泡器和碟片式离心消泡器等发酵罐的结构机械搅拌通风发酵罐主要部件包括罐身,搅拌器,挡板,冷却装置,空气分布装置。轴封等。罐体?是根据最大使用压力来设计。首先罐体要密封,能承受一定的压力。形状为圆柱状,两端用椭圆型或碟形封头焊接而成,这样发酵罐受力均匀,死角少,物料容易排出。材料为不锈钢或复合不锈钢制成。3.高度与直径比为1.7∽4∶1。除此外,在罐体的上面还有一些附属设备如排气孔,接料孔等。罐设计总的原则是罐体上接孔越少越好,能合并就合并搅拌器作用:将空气打碎成小的气泡。增加气液接触界面,提高氧的传质速率,同时使发酵液充分混合,发酵液中的固型物质保持选否浮状态。结构:包括搅拌轴和搅拌叶,在搅拌轴的中央装有圆盘,圆盘上装有搅拌叶。4.搅拌叶的形状:平叶式,弯叶式和箭叶式三种,叶片一般为六个,少至三个,多至八个。一般而言,在相同搅拌功率下比较粉碎气泡的能力,平叶搅拌器大于弯叶搅拌器,弯叶搅拌器大于箭叶搅拌器,但是翻动液体的能力与以上相反。在轴上多配置几个搅拌器对发酵有好处,但是配置的数量是根据罐内液位高度,发酵液的特性和搅拌器直径等因素来决定挡板克服搅拌器运转时液体产生的涡流,将径向流动改为轴向流动,促使液体激烈翻动,增加溶氧速率