發酵液中的溶氧濃度dissolved oxygen ,簡稱do對微生物的生長和產物形成有著重要的影響。在發酵過程中,必須供給適量的無菌空氣,菌體才能繁殖和積累所需代謝產物。不同菌種及不同發酵階段 的菌體的需氧量是不同的,發酵液的do值直接影響微生物的酶的活性、代謝途徑及產物產量。發酵過程中,氧的傳質速率主要受發酵液中溶解氧的濃度和傳遞阻力 影響。研究溶氧對發酵的影響及控制對提高生產效率,---產品等都有重要意義。
一、溶氧對發酵影響
溶解氧對發酵的影響分為兩方面:一是溶氧濃度影響與呼吸鏈有關的能量代謝,從而影響微生物生長;另一是氧直接參與產物合成。
一溶氧對微生物自身生長的影響
根 據對氧的需求,微生物可分為專性好氧微生物、兼性好氧微生物和專性厭氧微生物。專性好氧微生物把氧作為終電子受體,通過有氧呼吸獲取能量,如霉菌;進行 此類微生物發酵時一般應盡可能的提高溶解氧(do),以促進微生物生長,增大菌體量。兼性好氧微生物的生長不一定需要氧,但如果在培養中供給氧,則菌體生 長-,如酵母菌;典型如---發酵,對溶do的控制分兩個階段,初始提供高do值進行菌體擴大培養,后期嚴格控制do進行厭氧發酵。厭氧和微好氧微生物能 耐受壞境中的氧,但它們的生長并不需要氧,這些微生物在發酵生產中應用較少。而對于專性厭氧微生物,氧則可對其顯示毒性,如產---桿1菌,此時能否---do 在一個較低值往往成為發酵成敗的關鍵。
溶解氧對微生物自身生長的影響體現在多個方面,其中對微生物酶的影響是不可忽略的重要因素。研究了不同溶 氧對谷氨酸發酵中兩個關鍵酶(谷氨酸脫氫酶gdh和乳酸脫氫酶ldh)和代謝流的影響,研究表明,在過低溶氧條件下,tca循環代謝流量減小,不-平衡 ---酵解速率,從而---了ldh的酶活,使代謝流轉向乳酸生成,造成乳酸積累;而過高溶氧,供應發酵罐,gdh酶活明顯降低,且tca循環流量加大,生成大量 co2,造成碳源損失,兩種情況均不利于谷氨酸生成。
啤酒工業中,發酵罐品牌,在啤酒的發酵階段,酵母的繁殖需要有足夠的氧氣,在除此之外的任何階段都應極 力避免氧的參與。啤酒發酵液總含氧量由酒體溶解氧和瓶頸空氣兩部分組成,一般情況下,啤酒中的含氧量超過2ppm時對生產就有明顯的危害。[3]因為氧氣 的存在會促使酵母采取有氧呼吸的代謝途徑,從而破壞---發酵的厭氧代謝過程。但是,研究表明無氧條件下發酵生成的---低于溶氧控制在1%-4%條件下生成 的---。這主要是由于無氧條件下的菌體量遠遠低于有氧條件下菌體量,而---的生成與菌體量有很大的聯系。
類似微生物發酵的活性污泥法處理污水的過 程中,do的影響及控制也十分重要。曝氣池中氧氣不足和過量都會對微生物生存環境帶來不利影響.當氧氣不足時,一方面由于曝氣池中絲狀菌會大量繁殖,終 產生污泥膨脹;另一方面會降低細1菌分解的效果,延長處理時間,甚至導致生物處理失效.而氧氣過量(即過量曝氣)則會由于絮凝劑遭到破壞而導致懸浮固體沉降 性變差,同時使能耗過高。
發酵罐一些技術使用過程
隨著發酵產品需求量增加,發酵過程控制和檢測旋轉噴水攪拌水平提高,發酵罐機理嘚了解和1優化嘚機理認識水平提高,以及空氣無菌處理技術水平嘚提高,發酵罐嘚容積增推進式攪拌規格大已成為抗1生1素工業嘚趨勢。
在工業生產中,尤其是制藥工業中,使用得廣泛的就是通用式發酵罐。這種發酵繞既具有機械攪拌裝置,又具有壓縮空氣分布裝置。發酵罐的攪拌軸既可置于發酵罐的頂部,也可置于其底部,其高徑比為2:1-6:19有關的重要因素是氧傳遞效率,功率輸入,混合,攪拌槳形式和發酵罐的幾何比例等。
發酵設備廠家說明抗1生1素發酵罐設計特點
跟著制藥職業的不斷擴大出產,抗1生1素發酵罐日趨大型化?1生1素發酵罐歸于拌和反應器,濰坊發酵罐,首要由拌和設備、軸封、罐體和加熱設備及附件構成。據統計,抗1生1素出產進程中,用于機械式拌和所耗費的動力占發酵總進程的50%擺布。在競爭劇烈的抗1生1素市場上.怎么改造老抗1生1素發酵罐,規劃開發新式節能抗1生1素發酵罐,無疑對降低成本、添加效益具有重要的含義。實踐證明,在有杰出的氣一液觸摸和固一液混合性能,使物質傳遞、氣體交換能有效地進行的前提下,抗1生1素發酵應盡量削減機械拌和進程和通氣進程所耗費的動力”這篇文章首要對空氣散布設備、擋板、拌和器轉速的規劃進行剖析。
1空氣散布設備規劃
抗1生1素發酵罐通入無菌空氣的意圖是使發酵液維持必定的溶解氧,由于在好氧發酵出產中,好氧微生物的呼吸和代謝活動離不開氧氣,所以通人無菌空氣可以加強菌體代謝,避免形成染菌。常用的抗1生1素發酵罐進氣管有兩種方式:(1)單根進氣管,深化到罐底。(2)由一根直徑為25-somm的管子制成,下部曲折成環狀或長方形,在底面的曲折部分則鉆有c}3}8rnm的小孔,即鼓泡器, 抗1生1素發酵罐的進氣比約為1 :0.81.1。發酵罐容積的大小也影響進氣量的斷定,由于發酵罐的容積大,空氣中氧的利用率就高,容1積小的利用率就低,因而關于不一樣的發酵罐應選擇不一樣方式和布局的進氣管實踐出產中發現,發酵罐的價格,關于較大容積的發酵罐,配鉆有功3--smm的小孔鼓泡器的孔常常被物料堵住,形成空氣散布不均勻,有時會形成染菌,給公司帶來-損失,而且這種方式拌和功率低。所以盡量避不用這種布局.直接用較大的進氣管就不存在上述問題~例如120噸發酵罐在底部設有小219的進氣管作用就而小型發酵罐如6噸發酵罐用x59進氣管就能較好地散布空氣
2擋板
為了消除湍流狀況時的“圓柱狀回轉區”和“打旋現象,可在發酵罐內安設擋板擋板作用:(1)將切向流變為軸向和徑向活動,關于罐體內液體的主體對流分散,軸向和徑向活動都是有效的f曾大被攪動液體的湍動程度,從而改動拌和作用.