溶氧量的控制

對 溶解氧進(jìn)行控制的目的是把溶解氧濃度值穩(wěn)定控制在一定的期望值或范圍內(nèi)。在微生物發(fā)酵過程中，溶解氧濃度與其它過程參數(shù)的關(guān)系極為復(fù)雜，受到生物反應(yīng)器中 多種物理、化學(xué)和微生物因素的影響和制約。從氧的傳遞速率方程也可看出，對DO值的控制主要集中在氧的溶解和傳遞兩個方面。

（一）控制溶氧量。 (C*-CL)是氧溶解的推動力，控制溶氧量首要因素是控制氧分壓（C*）。高密度培養(yǎng)往往采用通入純氧的方式提高氧分壓，而厭氧發(fā)酵則采用各種方式將氧 分壓控制在較低水平。如啤酒發(fā)酵，麥汁充氧和酵母接種階段，一般要求氧含量達(dá)到8～10PPM；而啤酒發(fā)酵階段，一般啤酒中的含氧量不得超過2PPM。

此 外，由于氧是難溶氣體，一定溫度和壓力下，發(fā)酵罐廠家，DO值有一上限。為此，發(fā)酵罐公司，向發(fā)酵液中加入氧載體是提高DO值的一個行之有效的方法。實驗表明，在發(fā)酵基質(zhì)中添加 5%正十二烷，可明顯地提高發(fā)酵介質(zhì)中的溶氧水平，改善供氧條件，維持溶氧的相對穩(wěn)定，增加菌體濃度，提高L-天冬酞胺酶發(fā)酵水平(21%左右)

常見的發(fā)酵罐冷卻裝置的結(jié)構(gòu)及特點

發(fā)酵過程中產(chǎn)生的發(fā)酵熱會造成發(fā)酵液溫度升高，閔行區(qū)發(fā)酵罐，影響發(fā)酵的正常進(jìn)行，因此發(fā)酵過程中必須有冷卻裝置來控制溫度。發(fā)酵罐的冷卻裝置多種多樣，常見的有以下幾種：

a．夾套式冷卻裝置：結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，罐內(nèi)無冷卻設(shè)備，死角少，易進(jìn)行清潔滅菌，有利于發(fā)酵。但因傳熱壁較厚，冷卻介質(zhì)流速低，傳熱系數(shù)較低，降溫效果差。這種冷卻裝置應(yīng)用于容積較小的發(fā)酵罐、種子罐，夾套的高度比靜止液面高度稍高。

b．豎式蛇管冷卻裝置：豎式的蛇管分組安裝于發(fā)酵罐內(nèi)，有四組、六組、八組不等。傳熱系數(shù)高，管內(nèi)冷卻水流速高，傳熱系數(shù)為1200~4100kj/(m2.h.℃)，用水量較少，但清洗不方便。多用于容積在5m3以上的罐，適用于冷卻水溫度較低的地區(qū)。對于水溫高的地區(qū)則發(fā)酵時降溫困難，必須采用冷凍鹽水或冷凍水冷卻，增加了設(shè)備投資及生產(chǎn)成本。

c．豎式列管冷卻裝置：這種裝置在罐內(nèi)分組裝有多根列管，適用于氣溫較高、水源充足的南方地區(qū)。其管內(nèi)水流速快，加工方便，對于機(jī)械攪拌罐列管式可充當(dāng)擋板。但用水量大，傳熱系數(shù)較蛇管低，一般為1260～1880kl/m2.h.℃）。

     d．罐外冷卻設(shè)備：在發(fā)酵過程中把發(fā)酵液引出，進(jìn)入外部冷卻設(shè)備冷卻再回發(fā)酵罐發(fā)酵，即為罐外冷卻。這種形式死角少，清洗、維修方便，冷卻較均勻，但必須添加泵來完成。

生物發(fā)酵罐需要滿足哪些要求？

1.生物發(fā)酵罐應(yīng)具有適宜的高徑比。發(fā)酵罐的高徑比一般為（2.5～4）：1。

2.發(fā)酵罐應(yīng)能承受一定壓力。由于發(fā)酵罐在消毒及正常工作時，發(fā)酵罐咨詢，罐內(nèi)有一定的壓力和溫度，因此罐體各部件要有一定的強(qiáng)度，能承受一定的壓力。

3.生物發(fā)酵罐的攪拌裝置和通風(fēng)裝置要能使氣泡分散細(xì)碎，氣液充分混合，以保證氧的溶解，提高氧的利用率。

4.發(fā)酵罐要有加熱和冷卻裝置，應(yīng)具有足夠的冷卻面積。微生物生長代謝過程放出大量的熱量，為了控制發(fā)酵過程不同階段所需的溫度，發(fā)酵罐應(yīng)有足夠的冷卻面積。

5.生物發(fā)酵罐內(nèi)應(yīng)拋光，盡量減少死角，確保滅菌。

6.攪拌器的軸封應(yīng)嚴(yán)密，盡量減少泄漏。

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