发酵工程发酵罐放大与设计解读.pptx

本章内容本章内容一、一、一、一、发酵罐的概念发酵罐的概念发酵罐的概念发酵罐的概念二、二、二、二、发酵罐的类型发酵罐的类型发酵罐的类型发酵罐的类型三、三、三、三、发酵罐的结构发酵罐的结构发酵罐的结构发酵罐的结构三、通用式发酵罐的设计与放大三、通用式发酵罐的设计与放大三、通用式发酵罐的设计与放大三、通用式发酵罐的设计与放大（一）（一）（一）（一）发酵罐设计基本原则和要求发酵罐设计基本原则和要求发酵罐设计基本原则和要求发酵罐设计基本原则和要求（二）（二）（二）（二）发酵罐放大设计发酵罐放大设计发酵罐放大设计发酵罐放大设计四、四、四、四、重组菌生物反应器重组菌生物反应器重组菌生物反应器重组菌生物反应器 n n发酵罐：发酵罐：发酵罐：发酵罐：进行微生物深层培养的反应器统称为发酵罐进行微生物深层培养的反应器统称为发酵罐进行微生物深层培养的反应器统称为发酵罐进行微生物深层培养的反应器统称为发酵罐一、发酵罐的概念一、发酵罐的概念大型发酵罐大型发酵罐 发酵罐的类型与发酵类型、工艺类型和产物类型有关。发酵罐的类型与发酵类型、工艺类型和产物类型有关。发酵罐的类型与发酵类型、工艺类型和产物类型有关。发酵罐的类型与发酵类型、工艺类型和产物类型有关。顶搅拌顶搅拌顶搅拌顶搅拌轴封轴封轴封轴封底搅拌底搅拌底搅拌底搅拌磁传动磁传动磁传动磁传动 气鼓式（鼓泡式）气鼓式（鼓泡式）气鼓式（鼓泡式）气鼓式（鼓泡式）内循环内循环内循环内循环无菌压缩空气作为提升力无菌压缩空气作为提升力无菌压缩空气作为提升力无菌压缩空气作为提升力外循环外循环外循环外循环 管道式反应器管道式反应器管道式反应器管道式反应器：发酵液通过管道流动代替搅拌发酵液通过管道流动代替搅拌发酵液通过管道流动代替搅拌发酵液通过管道流动代替搅拌填充床（液体循环）填充床（液体循环）填充床（液体循环）填充床（液体循环）流化床（同通气搅拌）流化床（同通气搅拌）流化床（同通气搅拌）流化床（同通气搅拌）自吸式发酵罐自吸式发酵罐自吸式发酵罐自吸式发酵罐：不需要空气压缩机，在搅拌器自吸入空气：不需要空气压缩机，在搅拌器自吸入空气：不需要空气压缩机，在搅拌器自吸入空气：不需要空气压缩机，在搅拌器自吸入空气伍伍伍伍式发酵罐式发酵罐式发酵罐式发酵罐：发酵罐内设套筒发酵罐内设套筒发酵罐内设套筒发酵罐内设套筒，多用于纸浆废液发酵生产酵母多用于纸浆废液发酵生产酵母多用于纸浆废液发酵生产酵母多用于纸浆废液发酵生产酵母 通用式搅拌罐通用式搅拌罐通用式搅拌罐通用式搅拌罐(满足供氧、通气、搅拌满足供氧、通气、搅拌满足供氧、通气、搅拌满足供氧、通气、搅拌 )气气升式发酵罐升式发酵罐 循环式循环式固固定化发酵罐定化发酵罐 二、发酵罐的类型二、发酵罐的类型带有中央带有中央带有中央带有中央吸气口吸气口吸气口吸气口1.1.外形、结构及几何尺寸要求外形、结构及几何尺寸要求 nH/D=1.73H筒身高度筒身高度nHL/D=22.5HL按照装料按照装料VL=70%V总计算计算nd/D=1/31/2 d搅拌器直径搅拌器直径 nW/D=1/121/8（取取0.1，并留并留12cm间隙，以间隙，以防死角防死角）W档板宽度档板宽度nB/D=0.81.0 B下搅拌器距底间距下搅拌器距底间距 n1.5 s/d 2 s搅拌器间距搅拌器间距 2.搅拌装置搅拌装置n n搅拌的目的搅拌的目的搅拌的目的搅拌的目的 n n打碎气泡，增加气液接触面积，即打碎气泡，增加气液接触面积，即打碎气泡，增加气液接触面积，即打碎气泡，增加气液接触面积，即a a n n产生涡流，延长气泡在液体中的停留时间产生涡流，延长气泡在液体中的停留时间产生涡流，延长气泡在液体中的停留时间产生涡流，延长气泡在液体中的停留时间 n n造成湍流，减小气泡外滞流液膜的厚度，造成湍流，减小气泡外滞流液膜的厚度，造成湍流，减小气泡外滞流液膜的厚度，造成湍流，减小气泡外滞流液膜的厚度，KKL L n n有利于混合及固体物料保持悬浮状态有利于混合及固体物料保持悬浮状态有利于混合及固体物料保持悬浮状态有利于混合及固体物料保持悬浮状态n n搅拌的效果搅拌的效果搅拌的效果搅拌的效果:n n原生流原生流原生流原生流圆周运动（径向运动）：层流及漩涡，原生流圆周运动（径向运动）：层流及漩涡，原生流圆周运动（径向运动）：层流及漩涡，原生流圆周运动（径向运动）：层流及漩涡，原生流速速速速V V原原原原n n 挡板作用：次生流挡板作用：次生流挡板作用：次生流挡板作用：次生流轴向运动、翻动，决定混合好坏，轴向运动、翻动，决定混合好坏，轴向运动、翻动，决定混合好坏，轴向运动、翻动，决定混合好坏，V V次次次次n n2 2n n搅拌效果评价：传质、传热及混合效果搅拌效果评价：传质、传热及混合效果搅拌效果评价：传质、传热及混合效果搅拌效果评价：传质、传热及混合效果n n搅拌器的形式搅拌器的形式搅拌器的形式搅拌器的形式 ：通用式发酵罐大多采用涡轮式搅通用式发酵罐大多采用涡轮式搅通用式发酵罐大多采用涡轮式搅通用式发酵罐大多采用涡轮式搅拌器拌器拌器拌器 ，而又以而又以而又以而又以圆盘涡轮搅拌器圆盘涡轮搅拌器圆盘涡轮搅拌器圆盘涡轮搅拌器为主为主为主为主 。n n桨叶类型：圆盘涡轮搅拌器有桨叶类型：圆盘涡轮搅拌器有桨叶类型：圆盘涡轮搅拌器有桨叶类型：圆盘涡轮搅拌器有平叶式、弯叶式、平叶式、弯叶式、平叶式、弯叶式、平叶式、弯叶式、箭叶式箭叶式箭叶式箭叶式三种。三种。三种。三种。n n叶片数量：至少三个，通常六个，多至八个。叶片数量：至少三个，通常六个，多至八个。叶片数量：至少三个，通常六个，多至八个。叶片数量：至少三个，通常六个，多至八个。：弯：弯：弯：弯 平平平平 箭箭箭箭；：弯：弯：弯：弯 箭箭箭箭 平平平平在相同的搅拌功率在相同的搅拌功率在相同的搅拌功率在相同的搅拌功率P PG G下下下下，粉碎气泡能力：粉碎气泡能力：粉碎气泡能力：粉碎气泡能力：平平平平 弯弯弯弯 箭箭箭箭翻动流体能力：翻动流体能力：翻动流体能力：翻动流体能力：箭箭箭箭 弯弯弯弯 平平平平 综合传质和混合能力：综合传质和混合能力：综合传质和混合能力：综合传质和混合能力：弯弯弯弯叶最好叶最好叶最好叶最好n n搅拌桨的层数：搅拌桨的层数：搅拌桨的层数：搅拌桨的层数：根据根据根据根据 H/DH/D及及及及（s/ds/d）n n 的要求进行计算。一的要求进行计算。一的要求进行计算。一的要求进行计算。一般般般般34层，底层搅拌层，底层搅拌层，底层搅拌层，底层搅拌最重要，占轴功率的最重要，占轴功率的最重要，占轴功率的最重要，占轴功率的40%40%，所具叶片数最所具叶片数最所具叶片数最所具叶片数最多多多多（68片片）。）。联轴器联轴器n n大型发酵罐搅拌轴较长，常分为二至三段，大型发酵罐搅拌轴较长，常分为二至三段，大型发酵罐搅拌轴较长，常分为二至三段，大型发酵罐搅拌轴较长，常分为二至三段，用联轴器使上下搅拌轴成牢固的刚性联接。用联轴器使上下搅拌轴成牢固的刚性联接。用联轴器使上下搅拌轴成牢固的刚性联接。用联轴器使上下搅拌轴成牢固的刚性联接。n n常用的联轴器有常用的联轴器有常用的联轴器有常用的联轴器有鼓形鼓形鼓形鼓形及及及及夹壳形夹壳形夹壳形夹壳形两种。两种。两种。两种。n n小型的发酵罐可采用法兰将搅拌轴连接，轴小型的发酵罐可采用法兰将搅拌轴连接，轴小型的发酵罐可采用法兰将搅拌轴连接，轴小型的发酵罐可采用法兰将搅拌轴连接，轴的连接应垂直，的连接应垂直，的连接应垂直，的连接应垂直，中心线对正中心线对正中心线对正中心线对正。轴承轴承n为了减少震动，中型发酵罐一般在罐内装有为了减少震动，中型发酵罐一般在罐内装有底底底底轴承轴承轴承轴承，而大型发酵罐装有，而大型发酵罐装有中间轴承中间轴承中间轴承中间轴承，底轴承和，底轴承和中间轴承的水平位置应能适当调节。中间轴承的水平位置应能适当调节。n罐内轴承不能加润滑油，应采用液体润滑的罐内轴承不能加润滑油，应采用液体润滑的塑塑塑塑料轴瓦料轴瓦料轴瓦料轴瓦(如聚四氟乙烯等如聚四氟乙烯等)。n n轴瓦与轴轴瓦与轴轴瓦与轴轴瓦与轴之间的间隙常取轴径的之间的间隙常取轴径的0.40.7。为。为了防止轴颈磨损，可以在与轴承接触处的轴上了防止轴颈磨损，可以在与轴承接触处的轴上增加一个轴套。增加一个轴套。变速装置变速装置n试验罐采用试验罐采用无级变速装置无级变速装置无级变速装置无级变速装置。n发酵罐常用的变速装置有发酵罐常用的变速装置有三角皮带传动三角皮带传动三角皮带传动三角皮带传动、圆柱或螺圆柱或螺圆柱或螺圆柱或螺旋圆锥齿轮减速装置旋圆锥齿轮减速装置旋圆锥齿轮减速装置旋圆锥齿轮减速装置。n其中以三角皮带变速传动其中以三角皮带变速传动较为简便。较为简便。轴封轴封n n轴封的作用是使罐顶轴封的作用是使罐顶轴封的作用是使罐顶轴封的作用是使罐顶或罐底与轴之间的缝或罐底与轴之间的缝或罐底与轴之间的缝或罐底与轴之间的缝隙加以密封，防止泄隙加以密封，防止泄隙加以密封，防止泄隙加以密封，防止泄漏和污染杂菌。漏和污染杂菌。漏和污染杂菌。漏和污染杂菌。n n常用的轴封有常用的轴封有常用的轴封有常用的轴封有填料函填料函填料函填料函和和和和端面轴封端面轴封端面轴封端面轴封两种。两种。两种。两种。1）填料函式轴封）填料函式轴封n n填料函式轴封是由填填料函式轴封是由填填料函式轴封是由填填料函式轴封是由填料箱体，填料底衬套，料箱体，填料底衬套，料箱体，填料底衬套，料箱体，填料底衬套，填料压盖和压紧螺栓填料压盖和压紧螺栓填料压盖和压紧螺栓填料压盖和压紧螺栓等零件构成，使旋转等零件构成，使旋转等零件构成，使旋转等零件构成，使旋转轴达到密封的效果。轴达到密封的效果。轴达到密封的效果。轴达到密封的效果。2）端面式轴封）端面式轴封n n端面式轴封又称机械轴端面式轴封又称机械轴端面式轴封又称机械轴端面式轴封又称机械轴封。密封作用是靠弹性封。密封作用是靠弹性封。密封作用是靠弹性封。密封作用是靠弹性元件（弹簧、波纹管等）元件（弹簧、波纹管等）元件（弹簧、波纹管等）元件（弹簧、波纹管等）的压力使垂直于轴线的的压力使垂直于轴线的的压力使垂直于轴线的的压力使垂直于轴线的动环和静环光滑表面紧动环和静环光滑表面紧动环和静环光滑表面紧动环和静环光滑表面紧密地相互贴合，并作相密地相互贴合，并作相密地相互贴合，并作相密地相互贴合，并作相对转动而达到密封。对转动而达到密封。对转动而达到密封。对转动而达到密封。3.3.挡板挡板 n n挡板的作用：挡板的作用：挡板的作用：挡板的作用：改变液流方向，由径向流改变液流方向，由径向流改变液流方向，由径向流改变液流方向，由径向流轴向流，促使轴向流，促使轴向流，促使轴向流，促使流体翻动，增加传质和混合。流体翻动，增加传质和混合。流体翻动，增加传质和混合。流体翻动，增加传质和混合。n n档板宽档板宽档板宽档板宽：W/D=1/12-1/8 (W/D=1/12-1/8 (取取取取0.1)0.1)n n全全全全档档档档板板板板条条条条件件件件：指指指指在在在在一一一一定定定定的的的的搅搅搅搅拌拌拌拌转转转转速速速速下下下下，在在在在搅搅搅搅拌拌拌拌罐罐罐罐中中中中增增增增加加加加档档档档板板板板或或或或其其其其它它它它附附附附件件件件时时时时，搅搅搅搅拌拌拌拌功功功功率率率率不不不不再再再再增增增增加加加加，而而而而旋旋旋旋涡涡涡涡基基基基本本本本消消消消失失失失,即要满足下式即要满足下式即要满足下式即要满足下式：（W/DW/D）Z Z =0.4 Z=0.4 Z档板数档板数档板数档板数 n n说明说明 n n竖立的蛇管、列管、排管，可起档板作用，竖立的蛇管、列管、排管，可起档板作用，竖立的蛇管、列管、排管，可起档板作用，竖立的蛇管、列管、排管，可起档板作用，此外不另加档板。此外不另加档板。此外不另加档板。此外不另加档板。n n一般装一般装一般装一般装4 4块块块块档板，可满足全档板条件。档板，可满足全档板条件。档板，可满足全档板条件。档板，可满足全档板条件。n n档板长度：自液面起，至罐底封头上部（圆档板长度：自液面起，至罐底封头上部（圆档板长度：自液面起，至罐底封头上部（圆档板长度：自液面起，至罐底封头上部（圆柱底）为止。柱底）为止。柱底）为止。柱底）为止。n n档板与罐壁间留缝隙，距离为档板与罐壁间留缝隙，距离为档板与罐壁间留缝隙，距离为档板与罐壁间留缝隙，距离为（0.20.20.40.4）WW，目的是去除死角。，目的是去除死角。，目的是去除死角。，目的是去除死角。4.4.消泡器消泡器 n n作用：作用：作用：作用：破碎气泡，改善供氧，防止污染。破碎气泡，改善供氧，防止污染。破碎气泡，改善供氧，防止污染。破碎气泡，改善供氧，防止污染。n n消泡桨消泡桨消泡桨消泡桨形式形式形式形式 慢速：锯齿，梳状，孔板式（孔径慢速：锯齿，梳状，孔板式（孔径慢速：锯齿，梳状，孔板式（孔径慢速：锯齿，梳状，孔板式（孔径10-20mm10-20mm）。）。快速：对底搅拌可在罐顶装半封闭涡轮消沫器，快速：对底搅拌可在罐顶装半封闭涡轮消沫器，快速：对底搅拌可在罐顶装半封闭涡轮消沫器，快速：对底搅拌可在罐顶装半封闭涡轮消沫器，单用电机。单用电机。单用电机。单用电机。旋风分离旋风分离旋风分离旋风分离 叶轮离心式叶轮离心式叶轮离心式叶轮离心式消泡桨直径消泡桨直径消泡桨直径消泡桨直径：L=L=（0.8-0.90.8-0.9）D D，以不妨碍旋转为原则，以不妨碍旋转为原则，以不妨碍旋转为原则，以不妨碍旋转为原则与消泡剂合用与消泡剂合用与消泡剂合用与消泡剂合用内部内部外部外部 适于不易染菌的发酵工艺适于不易染菌的发酵工艺 5.5.空气分布器空气分布器n n作用：作用：作用：作用：吹入无菌空气，并使其分布均匀吹入无菌空气，并使其分布均匀吹入无菌空气，并使其分布均匀吹入无菌空气，并使其分布均匀n n型式：型式：型式：型式：单单单单孔孔孔孔管管管管：开开开开口口口口朝朝朝朝下下下下，防防防防止止止止堵堵堵堵塞塞塞塞；管管管管口口口口距距距距罐罐罐罐底底底底约约约约40mm40mm 环环环环形形形形管管管管：适适适适用用用用于于于于细细细细度度度度极极极极小小小小且且且且易易易易溶溶溶溶于于于于水水水水的的的的固固固固体体体体发发发发酵原料）酵原料）酵原料）酵原料）6.6.换热装置换热装置n n夹套式夹套式夹套式夹套式(结构简单、易加工、易清洁，热交换差结构简单、易加工、易清洁，热交换差结构简单、易加工、易清洁，热交换差结构简单、易加工、易清洁，热交换差)5T5T以下用以下用以下用以下用外外外外夹套式夹套式夹套式夹套式，K K传热系数传热系数=400-600kJ/m=400-600kJ/m22hrhr n n竖式蛇管竖式蛇管竖式蛇管竖式蛇管(热交换强、蛇管设于罐内，不易清洁热交换强、蛇管设于罐内，不易清洁热交换强、蛇管设于罐内，不易清洁热交换强、蛇管设于罐内，不易清洁)5T5T以上以上以上以上；K K传热系数传热系数=1200-1890kJ/m=1200-1890kJ/m2 2hrhrn n竖式列管（排管）：竖式列管（排管）：竖式列管（排管）：竖式列管（排管）：传热系数较蛇管低，但冷却水流速较蛇管大，适用于气传热系数较蛇管低，但冷却水流速较蛇管大，适用于气传热系数较蛇管低，但冷却水流速较蛇管大，适用于气传热系数较蛇管低，但冷却水流速较蛇管大，适用于气温较高，水源充足的地区。温较高，水源充足的地区。温较高，水源充足的地区。温较高，水源充足的地区。1.1.发酵罐设计的基本原则发酵罐设计的基本原则 n发酵罐能否适合于生产工艺的放大要求发酵罐能否适合于生产工艺的放大要求n发酵罐能否获得最大的生产效率发酵罐能否获得最大的生产效率三、通用式发酵罐的设计与放大三、通用式发酵罐的设计与放大（一）发酵罐设计基本原则和要求（一）发酵罐设计基本原则和要求2.2.发酵罐最大生产能力的确定发酵罐最大生产能力的确定 n n考虑两方面因素考虑两方面因素考虑两方面因素考虑两方面因素n n微生物生长率、产物转化率微生物生长率、产物转化率微生物生长率、产物转化率微生物生长率、产物转化率 传质效率传质效率传质效率传质效率（K KLaLa、传氧效率传氧效率传氧效率传氧效率）传热效率传热效率传热效率传热效率 混合效率混合效率混合效率混合效率n n改善发酵罐的传递性能（传质、传热、混合）是发酵罐设计的改善发酵罐的传递性能（传质、传热、混合）是发酵罐设计的改善发酵罐的传递性能（传质、传热、混合）是发酵罐设计的改善发酵罐的传递性能（传质、传热、混合）是发酵罐设计的首要任务。首要任务。首要任务。首要任务。发酵罐的操作因素发酵罐的操作因素(传递性能传递性能)n n传质工程传质工程传质工程传质工程n随规模扩大，随规模扩大，KLa，同等条件下传氧效率，同等条件下传氧效率n n传热工程传热工程传热工程传热工程 n产热产热Q Q1 1 V V罐体积罐体积 n传热传热Q Q2 2 除了筛选耐高温菌株外，改善发酵罐的传热性能十分关除了筛选耐高温菌株外，改善发酵罐的传热性能十分关键键。V，3.3.发酵罐设计的基本要求发酵罐设计的基本要求 n发酵罐能在无杂菌污染条件下长期运转。搅拌器轴发酵罐能在无杂菌污染条件下长期运转。搅拌器轴封严密，减少泄漏；结构紧凑，附件少；无死角，封严密，减少泄漏；结构紧凑，附件少；无死角，内壁光滑；管道等尽可能焊接，少用法兰；可维持内壁光滑；管道等尽可能焊接，少用法兰；可维持一定正压；取样口易于灭菌，各部分能单独灭菌。一定正压；取样口易于灭菌，各部分能单独灭菌。n传质效果好（传氧性能好，传质效果好（传氧性能好，KLa大）大）。n有足够的冷却面积（传热性能好，冷却能力强）。有足够的冷却面积（传热性能好，冷却能力强）。n功耗低（传递效率高，节能）。功耗低（传递效率高，节能）。n采用不锈钢，耐腐蚀及可以高温灭菌。采用不锈钢，耐腐蚀及可以高温灭菌。n n应有基本控制系统（如应有基本控制系统（如应有基本控制系统（如应有基本控制系统（如T T、pHpH、甚至甚至甚至甚至DODO2 2）。）。）。）。n n具有消泡功能（机械消泡或补消泡剂）。具有消泡功能（机械消泡或补消泡剂）。具有消泡功能（机械消泡或补消泡剂）。具有消泡功能（机械消泡或补消泡剂）。n n具有取样装置和冷却装置（防止水分损失）。具有取样装置和冷却装置（防止水分损失）。具有取样装置和冷却装置（防止水分损失）。具有取样装置和冷却装置（防止水分损失）。n n要求放料、清洗、维修等操作简便，劳动消耗低。要求放料、清洗、维修等操作简便，劳动消耗低。要求放料、清洗、维修等操作简便，劳动消耗低。要求放料、清洗、维修等操作简便，劳动消耗低。n n实验罐、中试罐应与生产罐有相似的几何形状，实验罐、中试罐应与生产罐有相似的几何形状，实验罐、中试罐应与生产罐有相似的几何形状，实验罐、中试罐应与生产罐有相似的几何形状，以利于放大以利于放大以利于放大以利于放大。（二）发酵罐的放大设计（二）发酵罐的放大设计1.放大的目的和任务放大的目的和任务2.放大准则放大准则3.放大方法放大方法1.放大的目的和任务放大的目的和任务目的：目的：目的：目的：实现生物技术成果走向产业化实现生物技术成果走向产业化 生物技术产品产业生物技术产品产业研发研发研发研发的三个阶段：的三个阶段：实验室规模：菌种选育及发酵条件优化实验室规模：菌种选育及发酵条件优化 中试规模：确定放大规律及最佳操作条件中试规模：确定放大规律及最佳操作条件 工厂规模：通过产业化实验评价经济效益工厂规模：通过产业化实验评价经济效益n n任务：任务：任务：任务：力求保持所有规模的发酵过程中有最佳的力求保持所有规模的发酵过程中有最佳的外部条件，确保外部条件，确保“发酵单位相似发酵单位相似”。2.放大准则放大准则通常根据实际发酵中主要影响因素来确通常根据实际发酵中主要影响因素来确定，如：定，如：KLa、P/V、nd等等。等等。3.放大方法放大方法经验放大法经验放大法几何相似法几何相似法非几何相似法非几何相似法量纲（因次）分析法量纲（因次）分析法时间常数法时间常数法数学模型法数学模型法几何相似法几何相似法在发酵罐的放大中，主要解决放大后生产罐的空气流量、在发酵罐的放大中，主要解决放大后生产罐的空气流量、搅拌转速和搅拌功率消耗等三个问题，即操作参数的放大搅拌转速和搅拌功率消耗等三个问题，即操作参数的放大设计。常用的放大方法有：设计。常用的放大方法有：几何尺寸放大几何尺寸放大空气流量放大空气流量放大v VVM相等相等v Ws相等相等vKLa相等相等搅拌功率及搅拌转速的放大搅拌功率及搅拌转速的放大几何尺寸放大几何尺寸放大 n放大倍数放大倍数m指罐的体积增加倍数，即指罐的体积增加倍数，即 几何相似，几何相似，则则 空气流量放大空气流量放大空气流量放大空气流量放大以以以以VVMVVM相等的原则放大相等的原则放大相等的原则放大相等的原则放大空气流量放大空气流量放大空气流量放大空气流量放大以以以以WWs s相等的原则放大相等的原则放大相等的原则放大相等的原则放大空气流量放大空气流量放大空气流量放大空气流量放大以以以以KLaKLa相等的原则放大相等的原则放大相等的原则放大相等的原则放大 又空气流量放大空气流量放大空气流量放大空气流量放大以以以以KLaKLa相等的原则放大相等的原则放大相等的原则放大相等的原则放大四、重组菌生物反应器四、重组菌生物反应器 1.与普通微生物发酵罐最大的区别：与普通微生物发酵罐最大的区别：带有严格防止重组菌带有严格防止重组菌外泄外泄外泄外泄的部件的部件2.重组菌泄漏途径：重组菌泄漏途径：1)1)排气外泄排气外泄排气外泄排气外泄防治措施：防治措施：防治措施：防治措施：排排出出的的气气体体应应要要经经过过加加热热灭灭菌菌或或用用微微孔孔过过滤滤器除菌后才能排放到空气中。器除菌后才能排放到空气中。2)2)生物反应器渗漏生物反应器渗漏生物反应器渗漏生物反应器渗漏防治措施：防治措施：防治措施：防治措施：90L以以下下的的发发酵酵罐罐可可采采用用磁磁力力搅搅拌拌；对对于于体体积积较较大大的的发发酵酵罐罐应应采采用用双双端端面面密密封封,且且用用作作润润滑滑剂剂的无菌水的压力应高于生物反应器内的压力。的无菌水的压力应高于生物反应器内的压力。3)3)取样泄漏取样泄漏取样泄漏取样泄漏防治措施：防治措施：防治措施：防治措施：采用特殊的取样系统；灭菌处理采用特殊的取样系统；灭菌处理n n大肠杆菌发酵过程中，当发酵罐的通气量大肠杆菌发酵过程中，当发酵罐的通气量大肠杆菌发酵过程中，当发酵罐的通气量大肠杆菌发酵过程中，当发酵罐的通气量为为为为1:1001:100，搅拌速度为，搅拌速度为，搅拌速度为，搅拌速度为400r/min400r/min时，在接种时，在接种时，在接种时，在接种后的后的后的后的4h4h内有内有内有内有511511个大肠杆菌细胞从排气过程个大肠杆菌细胞从排气过程个大肠杆菌细胞从排气过程个大肠杆菌细胞从排气过程中流出，在随后的中流出，在随后的中流出，在随后的中流出，在随后的1.5h1.5h中，有中，有中，有中，有12671267个大肠个大肠个大肠个大肠杆菌细胞在排气过程中被带出。杆菌细胞在排气过程中被带出。杆菌细胞在排气过程中被带出。杆菌细胞在排气过程中被带出。本章小结本章小结n了解发酵罐的类型，掌握通用式发酵罐的基了解发酵罐的类型，掌握通用式发酵罐的基本结构本结构n了解发酵罐设计的基本原则和要求了解发酵罐设计的基本原则和要求n了解发酵罐放大设计的方法了解发酵罐放大设计的方法n了解重组菌生物反应器的特别要求了解重组菌生物反应器的特别要求Thankyouforyourattention!