1、第二章发酵量少量少 浅盘，帘子浅盘，帘子量多量多 厚层通风发酵设备厚层通风发酵设备液体液体厌氧发酵厌氧发酵 好氧发酵好氧发酵机械搅拌机械搅拌 气升式气升式非循环式非循环式通用式机械搅拌发酵罐、自吸式通用式机械搅拌发酵罐、自吸式 循环式循环式伍氏（内循环）、伍氏（内循环）、泵循环、文氏管循环（外循环）泵循环、文氏管循环（外循环）非循环式非循环式 循环式循环式 空气带升式空气带升式固体固体喷射式、排管式喷射式、排管式一、一、固体发酵容器固体发酵容器酱油固体发酵罐酱油固体发酵罐二、二、液体发酵容器液体发酵容器 1 厌氧发酵罐厌氧发酵罐发酵罐顶发酵罐顶发酵罐顶发酵罐顶进料管进料管发酵罐顶发酵罐顶人孔人
2、孔发酵罐底发酵罐底排料口排料口啤酒发酵罐啤酒发酵罐啤酒厂中发酵罐啤酒厂中发酵罐葡萄酒发酵罐葡萄酒发酵罐双层部分控制温度葡萄酒发酵罐顶部葡萄酒发酵罐顶部进料口排气口CO2葡萄酒发酵罐的底部葡萄酒发酵罐的底部出皮渣口葡萄酒葡萄酒发酵罐底部2 好氧发酵罐好氧发酵罐机械搅拌通气式发酵罐机械搅拌通气式发酵罐小试机械搅拌通气式发酵罐小试机械搅拌通气式发酵罐中试机械搅拌通气式发酵罐中试机械搅拌通气式发酵罐机械搅拌通气式发酵罐结构机械搅拌通气式发酵罐结构 设备主要部件包括：设备主要部件包括：n 罐身罐身n电机电机n搅拌器搅拌器n轴封轴封n消泡器消泡器n联轴器联轴器n中间轴承中间轴承n空气吹泡管（或空气喷射器）
3、空气吹泡管（或空气喷射器）n挡板挡板n冷却装置冷却装置n人孔以及视镜人孔以及视镜1.其它其它n罐体由圆柱体或碟形封头焊接而成，材料为碳钢罐体由圆柱体或碟形封头焊接而成，材料为碳钢或不锈钢，大型发酵罐可用衬不锈钢或复合不锈或不锈钢，大型发酵罐可用衬不锈钢或复合不锈钢制成，衬里用的不锈钢厚度为钢制成，衬里用的不锈钢厚度为23mm；n为了满足工艺要求，罐需要承受一定压力，通常为了满足工艺要求，罐需要承受一定压力，通常灭菌压力为；灭菌压力为；n生产用的发酵罐容积有生产用的发酵罐容积有20m3，30m3，5060m3，75m3，150m3以至以至500m3；n罐壁厚度决定于罐径及罐压的大小；罐壁厚度决定
4、于罐径及罐压的大小；（1）罐体）罐体罐体上的管路越少越好罐体上的管路越少越好掌握通气式机械搅拌发酵罐的结构罐壁厚度决定于罐径及罐压的大小；5 发酵罐的操作取样量多 厚层通风发酵设备保证蒸气在管道中畅通，有排气口（小阀），接种管、中间补料管、放料管都要有排气口（小阀）2 好氧发酵罐机械搅拌通气式发酵罐灭菌后的管道用无菌空气保压冷却管产生裂缝 定期更换常用的水银、酒精温度计因为有缓冲性，蒸气会冲到121。打开通向罐的阀门，两罐相通，因压力差，菌液进入发酵罐橡胶口在火圈上过一下，套入接种口；阀门三通，使弯管灭菌彻底取样阀关紧，打开蒸气阀，再打开阀门，让蒸气冲（消毒杀菌510min）；接种管、消泡管、
5、补料管可以合并打开通向罐的阀门，两罐相通，因压力差，菌液进入发酵罐灭菌冷却后有冷凝水（含菌）掉入罐内，污染菌种搅拌作用搅拌作用l打碎空气气泡，增加气液接触界面以提高气液间的传质效率；打碎空气气泡，增加气液接触界面以提高气液间的传质效率；l使发酵液充分混和。使发酵液充分混和。搅拌叶的类型搅拌叶的类型涡轮式 螺带螺杆式 锚式 旋叶式 挡板的作用挡板的作用防止液面中央产防止液面中央产生漩涡，促使液体激烈翻动，提生漩涡，促使液体激烈翻动，提高溶解氧。高溶解氧。竖立的蛇管、列管、排管也可以竖立的蛇管、列管、排管也可以起挡板作用；起挡板作用；焊接部位：堆焊、电焊、氧焊、鱼鳞焊，选用鱼鳞焊灭菌后的管道用无菌
6、空气保压蒸气总管道要有分气缸、排气阀、减压阀、安全阀物理参数：轴的功率、发酵液的粘度、温度、压力罐壁厚度决定于罐径及罐压的大小；有锯齿式、梳式、孔板式、旋桨梳式等非循环式通用式机械搅拌发酵罐、自吸式掌握通气式机械搅拌发酵罐的结构量多 厚层通风发酵设备掌握通气式机械搅拌发酵罐的结构蒸气总管道要有分气缸、排气阀、减压阀、安全阀（4）消泡器有锯齿式、梳式、孔板式、旋桨梳式等有锯齿式、梳式、孔板式、旋桨梳式等工艺参数工艺参数温度温度压力压力空气流量空气流量液位液位pH值值溶解氧溶解氧物理参数：轴的功率、发酵液的粘度、温度、压力物理参数：轴的功率、发酵液的粘度、温度、压力化学参数：化学参数：pH pH值
7、、糖含量、无机离子浓度、排气中的值、糖含量、无机离子浓度、排气中的COCO2 2间接参数：呼吸熵、细胞干重、产物的含量间接参数：呼吸熵、细胞干重、产物的含量压力表压力表会有培养基冲入，污染压力表；会有培养基冲入，污染压力表；起不到缓冲作用；起不到缓冲作用；灭菌冷却后有冷凝水（含菌）掉入罐内，污染菌种灭菌冷却后有冷凝水（含菌）掉入罐内，污染菌种直管缺点直管缺点弯管液封，上面的杂菌不会掉入下面管道中。弯管液封，上面的杂菌不会掉入下面管道中。阀门三通，使弯管灭菌彻底阀门三通，使弯管灭菌彻底温度计温度计常用的水银、酒精温度计常用的水银、酒精温度计转子流量计转子流量计温度计流量计2 好氧发酵罐好氧发酵罐
8、2 好氧发酵罐好氧发酵罐-气升式发酵罐三、发酵罐的操作1 发酵罐的灭菌发酵罐的灭菌（在夹套中）关好空气阀，蒸气上进下出，冲蒸气，压力大于（在夹套中）关好空气阀，蒸气上进下出，冲蒸气，压力大于2 kg/cm2（120），最好是），最好是45 kg/cm2（160）。）。当罐内温度当罐内温度80，进蒸气口（蒸气阀）关掉，出蒸气口（排气阀），进蒸气口（蒸气阀）关掉，出蒸气口（排气阀）关小。打开空气阀，蒸气直接进罐，关小。打开空气阀，蒸气直接进罐，121，2030min。从从80100上升很快，大于上升很快，大于100后温度上升很慢，到后温度上升很慢，到118时时就开始计时，到计时就开始计时，到计时2
9、5min时立即关掉蒸气阀。时立即关掉蒸气阀。关掉蒸气阀后通入无菌空气，使罐内一直保持正压（高于大气压，关掉蒸气阀后通入无菌空气，使罐内一直保持正压（高于大气压，空气不会倒灌入罐内）。空气不会倒灌入罐内）。（在夹套中）立即加自来水冷却，从下向上，使温度尽快降到（在夹套中）立即加自来水冷却，从下向上，使温度尽快降到55左右，到左右，到3738时关掉水，也有缓冲性。时关掉水，也有缓冲性。因为有缓冲性，因为有缓冲性，蒸气会冲到蒸气会冲到121。在在80以上冲入蒸气以上冲入蒸气不容易产生冷凝水，不容易产生冷凝水，罐内体积不会增加很罐内体积不会增加很大，培养基不会被稀大，培养基不会被稀释很大。释很大。发酵
10、罐的灭菌发酵罐的灭菌注意点注意点n升温降温时注意缓冲性升温降温时注意缓冲性n灭菌时蒸气从夹套中进去，如从罐中进去，蒸气冷凝，产生冷凝水、灭菌时蒸气从夹套中进去，如从罐中进去，蒸气冷凝，产生冷凝水、无法接种、容易污染无法接种、容易污染n冬天温度低、散热快，低于冬天温度低、散热快，低于30需加温。需加温。加温时蒸气由下进入、从上加温时蒸气由下进入、从上而出而出。如从。如从2530，加热到，加热到28时即可关蒸气阀时即可关蒸气阀n微生物代谢发酵时产生大量热，使温度大于微生物代谢发酵时产生大量热，使温度大于30，需考虑适当降温。，需考虑适当降温。冷却时冷却水由下进入、从上而出冷却时冷却水由下进入、从上
11、而出，注意缓冲性，不要降至，注意缓冲性，不要降至30才关才关n小型罐小型罐 50L7T用夹套系统冷却；大型罐用夹套系统冷却；大型罐7吨以上，用冷却管（盘肠、吨以上，用冷却管（盘肠、列管系统）列管系统）2 发酵罐的管路和死角的消除发酵罐的管路和死角的消除q发酵罐的出口越少越好发酵罐的出口越少越好q出料口和进气管可以合并出料口和进气管可以合并q接种管、消泡管、补料管可以合并接种管、消泡管、补料管可以合并q排气管不能合并，易引起交叉污染排气管不能合并，易引起交叉污染丝口连接处改用法兰连接丝口连接处改用法兰连接焊接部位：堆焊、电焊、氧焊、鱼鳞焊，选用鱼鳞焊焊接部位：堆焊、电焊、氧焊、鱼鳞焊，选用鱼鳞焊
12、管道转弯有弧度管道转弯有弧度放料管、取料管的阀腔处装小阀放料管、取料管的阀腔处装小阀2 发酵罐的管路和死角的消除发酵罐的管路和死角的消除 罐体穿孔罐体穿孔 不锈钢不锈钢 冷却管产生裂缝冷却管产生裂缝 定期更换定期更换 垫圈（法兰连接）松脱垫圈（法兰连接）松脱 拧紧拧紧 轴封渗漏轴封渗漏 轴绝对垂直轴绝对垂直 焊缝渗漏焊缝渗漏 阀杆阀杆3 发酵罐的管道布置发酵罐的管道布置 保证蒸气在管道中畅通，有排气口（小阀），接种管、保证蒸气在管道中畅通，有排气口（小阀），接种管、中间补料管、放料管都要有排气口（小阀）中间补料管、放料管都要有排气口（小阀）避免冷凝水排入已灭菌的罐体或空气，加止逆阀（单向避免冷
13、凝水排入已灭菌的罐体或空气，加止逆阀（单向阀）阀）灭菌后的管道用无菌空气保压灭菌后的管道用无菌空气保压 单向阀位置正确单向阀位置正确 蒸气总管道要有分气缸、排气阀、减压阀、安全阀蒸气总管道要有分气缸、排气阀、减压阀、安全阀 相邻罐不联通相邻罐不联通4 发酵罐的操作发酵罐的操作接种接种n接种的三种方法接种的三种方法 火圈直接倒种火圈直接倒种 注射器接种注射器接种 压力差接种压力差接种小罐小罐接种口用火圈杀菌；接种口用火圈杀菌；橡胶口在火圈上过一下，套入接种口；橡胶口在火圈上过一下，套入接种口；进气阀打开，排气阀关闭，罐内和种子瓶同时升压至进气阀打开，排气阀关闭，罐内和种子瓶同时升压至1kg/cm
14、2；2，倒置种子瓶，打开发酵罐和种子瓶之间的阀门，瓶内种子液进入，倒置种子瓶，打开发酵罐和种子瓶之间的阀门，瓶内种子液进入罐内；罐内；一次没有接完再重复。一次没有接完再重复。种子罐种子罐发酵罐发酵罐移种管灭菌：进入罐的管道阀门要关好，移种管中压力移种管灭菌：进入罐的管道阀门要关好，移种管中压力2kg/cm2kg/cm2 2，灭，灭菌菌15min15min，关蒸气，关蒸气种子罐上进气阀打开，排气阀关闭，压力升至种子罐上进气阀打开，排气阀关闭，压力升至2kg/cm2kg/cm2 22 2打开通向罐的阀门，两罐相通，因压力差，菌液进入发酵罐打开通向罐的阀门，两罐相通，因压力差，菌液进入发酵罐关掉通向
15、罐的两个阀门，移种管灭菌关掉通向罐的两个阀门，移种管灭菌n取样阀关紧，打开蒸气阀，再打开取样阀关紧，打开蒸气阀，再打开阀门，让蒸气冲（消毒杀菌阀门，让蒸气冲（消毒杀菌510min）；）；n关上蒸气阀，打开取样阀，培养液关上蒸气阀，打开取样阀，培养液因压力作用流出；因压力作用流出；n取样后关闭取样阀，打开蒸气阀，取样后关闭取样阀，打开蒸气阀，通蒸气再次消毒，关闭阀门和。通蒸气再次消毒，关闭阀门和。n发酵罐上的发酵罐上的人孔人孔用于加料和维修。用于加料和维修。n出料管可以和进气管合并。出料管可以和进气管合并。一般装料系一般装料系数为数为0.6，占，占罐总体积的罐总体积的2/3。本章要求n了解发酵设备的种类了解发酵设备的种类n掌握通气式机械搅拌发酵罐的结构掌握通气式机械搅拌发酵罐的结构n掌握通气式机械搅拌发酵罐的相关操作掌握通气式机械搅拌发酵罐的相关操作
