實(shí)驗室小型發(fā)酵罐和技術(shù)在整個(gè)制藥、生物產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程中起著(zhù)特別重要的作用。在眾多類(lèi)型的發(fā)酵設備中,兼具通氣又帶機械攪拌發(fā)酵罐用途較為普遍,廣泛使用于抗生素、氨基酸、檸檬酸等各個(gè)領(lǐng)域。標準式發(fā)酵罐設計的技術(shù)關(guān)鍵在于攪拌技術(shù)復雜的氣液兩相流動(dòng)問(wèn)題上。不僅能為制藥企業(yè)節省可觀(guān)的投資,還可大大節省能耗等運行費用,同時(shí)提高產(chǎn)品產(chǎn)量與收率。
在許多過(guò)程中,氣液接觸是十分重要的,氣體需要與液體進(jìn)行充分且有效的接觸以提供足夠的質(zhì)量傳遞或熱量傳遞能力。比如有的氯化和磺化反應是快反應,這需要攪拌器能提供很高的傳質(zhì)強度;有的反應需要吸收難以溶解的氧氣,這又需要攪拌器能提供很高的分散能力。
早期研究認為,氣液分散是氣體直接被攪拌器剪切成細小的氣泡而形成的。但近年的研究表明,氣液分散是受氣穴控制的。當氣速過(guò)大或攪拌轉速過(guò)低時(shí),整個(gè)攪拌器被氣穴包裹,氣體穿過(guò)攪拌器直接上升到液面,發(fā)生氣泛。
所謂實(shí)驗室小型發(fā)酵罐,在工業(yè)上指的是一種用來(lái)進(jìn)行微生物發(fā)酵的裝置,裝置的主體一般都是用不銹鋼板制成的主式圓筒,容積在1m3至數百m3左右,這種裝置憑借著(zhù)自身突出的優(yōu)勢,非常適合于多種產(chǎn)品的生產(chǎn)以及減少能量消耗,在現代工業(yè),比如生物工程、乳制品、飲料、制藥、精細化工等行業(yè)中發(fā)揮著(zhù)*的重要作用:
1、反應溶液分布更加均勻,我們都知道,對于生物反應器來(lái)說(shuō),一般都要求氣、液、固三相的均勻混合,與溶液成分的混合分散良好,這對于需氧生物細胞的生長(cháng)和產(chǎn)物的生成來(lái)說(shuō)非常有利;
2、溶氧的速率和效率都比較高,這種發(fā)酵裝置的氣含率和比氣液接觸介面都比較高,所以不但有高傳質(zhì)速率和溶氧效率,而且溶氧功耗也更低;
3、對生物細胞的損傷比較小,這種裝置沒(méi)有機械攪拌葉輪,因此可以大幅度降低對于細胞的剪切損傷,尤其適合一些植物細胞以及組織的培養來(lái)使用;
4、傳熱性能良好,實(shí)驗室小型發(fā)酵罐的液體綜合循環(huán)速率比較高,因此可以輕松實(shí)現在外循環(huán)管路上加裝上換熱器來(lái)保證除去發(fā)酵熱,能夠更好的控制適宜的發(fā)酵溫度;
5、結構簡(jiǎn)單,操作和維修方便,這種裝置不但結構非常簡(jiǎn)單,而且產(chǎn)生的能耗也比較低,操作起來(lái)更加方便。