發(fā)酵工程----第二講-資料下載頁
2025-08-23 07:37本頁面
【正文】 消耗為 h。 自吸式充氣發(fā)酵罐 由充氣攪拌葉輪或循環(huán)泵來完成對發(fā)酵液的攪拌，并且在 攪拌過程中自動吸入空氣。 缺點： ① 由于空氣靠負壓吸入罐內，所以要求使用低阻力、高除菌 效率的空氣凈化系統(tǒng)； ② 由于結構上的特點，大型自吸式充氣發(fā)酵罐的攪拌充氣葉 輪的線速度在 30m/s左右，在葉輪周圍形成強烈的剪切區(qū) 域，據(jù)研究各種微生物中以酵母和桿菌耐受剪切應力的能 力最強，因此應用于酵母生產時自吸式充氣罐能發(fā)揮其優(yōu) 勢。 自吸式充氣發(fā)酵罐 自吸式充氣發(fā)酵罐 ① 鼓泡式反應器攪拌主要依賴于引入的 空氣或其他氣體。它是通過薄殼圓柱形 容器的底部鼓入空氣提供混合傳質所需 功率。 但容積增大后，液體深度增大，氣泡在 上升過程中重新聚合成大氣泡，導致傳 質速率下降，動力效率跌落。 自吸式充氣發(fā)酵罐 ② 氣升環(huán)流式生化反應器： 它內設內置或外置的循環(huán)管 道，在中央拉力管中用壓縮 空氣射流，由于引入氣體的 運動，誘導液體自動拉力管 內上升，然后自拉力管外的 環(huán)隙下降，形成環(huán)流。從而 導致反應器內培養(yǎng)液進行混 合，并保持循環(huán)流動。對于 低粘度、牛頓型流體，如細 菌、酵母菌的澄清基質發(fā)酵 液，有可能獲得較好的效果。 塔式罐 它的特點是罐身高，高徑比較大，可是為氣升環(huán)流式生化 反應器的延伸。它也無攪拌傳動裝置，通過微生物代謝產 生的 CO2等氣體造成罐內上下培養(yǎng)液的密度差來進行液體 的上下對流循環(huán)。塔式罐中空氣利用率高，節(jié)省空氣和動 力，不用電機攪拌，設備簡單；但底部有存在沉淀的現(xiàn)象， 降溫較難。它多用于啤酒發(fā)酵。 發(fā)酵與生產分離耦聯(lián) 傳統(tǒng)的生物反應中，由于多種原因大多采用批式反應方式， 花費大量的時間、人力、物理和財力培養(yǎng)的細胞或制備的酶 往往僅使用一次，在其生產能力唯有明顯隨時的情況下廢棄 是一種巨大的浪費。 在發(fā)酵和細胞培養(yǎng)過程中，細胞生長和產物的生產過程同時 進行，底物大量消耗，造成轉化率和產物濃度較低，使產物 的回收和純化困難，能耗高。 產物形成的生物反應過程中，產物達到一定濃度后往往發(fā)生 產物抑制作用，使細胞生長和生物反應過程受阻，使生物反 應產生抑制作用，或改變反應環(huán)境條件，使細胞生長和生物 反應速度降低或停止，甚至發(fā)生其他副反應。 發(fā)酵與生產分離耦聯(lián) 發(fā)酵與生產分離耦聯(lián) 生物反應器與分離設備偶聯(lián)的方式通常有兩種： 一是將生物反應器與分離設備融合為一體，稱為原位偶聯(lián) 或一體化偶聯(lián)； 二是生化反應器與分離設備簡單連接，稱為異位偶聯(lián)或循 環(huán)偶聯(lián)。 發(fā)酵與生產分離耦聯(lián) 原位偶聯(lián)，在設備上是指將生化反應器與分離設備融為一體 而設計的，兼有進行生物反應和產物分離功能的設備，如膜 生物反應器，其設備結構比較特殊。在技術上是指分離介質 加到發(fā)酵液中，于同一設備內進行發(fā)酵和產物分離，如萃取 發(fā)酵、吸附發(fā)酵、膜分離發(fā)酵等。在這樣的系統(tǒng)中，由于分 離介質直接與發(fā)酵液接觸，發(fā)酵產生的產物或副產物可快速 而有效地從細胞周圍移走，因而對于那些對產物或副產物的 抑制敏感的發(fā)酵更有效。 發(fā)酵與生產分離耦聯(lián) 異位偶聯(lián)是指發(fā)酵和產物分離分別在發(fā)酵和分離設備內進行， 設備間通過管道相連接、產物分離后的物料再返回發(fā)酵設備 內，如此循環(huán)反復進行。
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