一、选型的关键参数
1、容积
容积是选型的首要参数,需根据生产规模确定。实验室研发选择1-50L小型罐,中试放大选择50-500L中型罐,工业化生产选择500L以上大型罐。容积选择需考虑发酵周期、接种量、产物浓度等因素。对于高密度发酵,需选择更大容积的罐体,以满足微生物生长需求。
2、材质
材质需根据物料特性和卫生要求选择。一般发酵选择304不锈钢,食品和制药行业选择316L不锈钢,强腐蚀性物料选择钛合金或哈氏合金。材质选择需考虑耐腐蚀性、耐温性、卫生性及成本。316L不锈钢含钼元素,耐腐蚀性能优于304不锈钢,适用于含氯离子或酸性物料。
3、搅拌系统
搅拌系统需根据物料特性和发酵工艺选择。低粘度物料选择桨式或涡轮式搅拌桨,高粘度物料选择锚式或螺带式搅拌桨。搅拌电机功率需根据罐体容积和物料粘度计算。搅拌转速需可调,以适应不同发酵阶段的需求。对于剪切敏感微生物,需选择低剪切搅拌桨。
4、加热冷却系统
加热冷却系统需根据发酵温度要求选择。低温发酵选择夹套冷却,高温发酵选择盘管冷却或外部循环冷却。加热方式包括蒸汽加热、电加热和热水加热。冷却方式包括冷却水冷却、冷冻水冷却和乙二醇冷却。系统需具备足够的换热面积,确保温度控制精度。
5、通气系统
通气系统需根据微生物需氧特性选择。好氧发酵需配备高效通气系统,包括空气压缩机、空气过滤器、空气分布器和流量计。空气过滤器需能够去除微生物和颗粒物,确保无菌操作。空气分布器需能够将空气均匀分散到物料中。通气量需可调,以适应不同发酵阶段的需求。
6、控制系统
控制系统需根据自动化程度要求选择。手动控制适用于简单发酵,半自动控制适用于常规发酵,全自动控制适用于高精度发酵。控制系统需具备温度、pH、溶氧、搅拌速度、通气量等参数的监测和控制功能。需具备数据记录和远程监控功能,便于分析和优化。
二、型号确定方法
1、确定工艺需求
首先明确发酵工艺需求,包括微生物种类、发酵周期、目标产物、产物浓度、接种量、温度、pH、溶氧等参数。根据工艺需求确定发酵罐的基本配置。
2、确定容积
根据生产规模确定发酵罐容积。对于实验室研发,选择1-50L小型罐。对于中试放大,选择50-500L中型罐。对于工业化生产,选择500L以上大型罐。容积选择需考虑发酵周期和接种量,确保能够满足生产需求。
3、确定材质
根据物料特性和卫生要求确定材质。一般发酵选择304不锈钢,食品和制药行业选择316L不锈钢,强腐蚀性物料选择钛合金或哈氏合金。材质选择需考虑耐腐蚀性、耐温性和成本。
4、确定搅拌系统
根据物料特性和发酵工艺确定搅拌系统。低粘度物料选择桨式或涡轮式搅拌桨,高粘度物料选择锚式或螺带式搅拌桨。搅拌电机功率需根据罐体容积和物料粘度计算。搅拌转速需可调。
5、确定加热冷却系统
根据发酵温度要求确定加热冷却系统。低温发酵选择夹套冷却,高温发酵选择盘管冷却或外部循环冷却。加热方式包括蒸汽加热、电加热和热水加热。冷却方式包括冷却水冷却、冷冻水冷却和乙二醇冷却。
6、确定控制系统
根据自动化程度要求确定控制系统。手动控制适用于简单发酵,半自动控制适用于常规发酵,全自动控制适用于高精度发酵。控制系统需具备温度、pH、溶氧、搅拌速度、通气量等参数的监测和控制功能。
三、选型注意事项
1、考虑余量
选型时需留有一定余量,以应对工艺变化或产能提升需求。容积余量通常为10-20%,搅拌功率余量通常为10-15%,换热面积余量通常为10-20%。
2、考虑品牌
选择知名品牌产品,质量稳定,售后服务有保障。进口品牌价格较高,国产品牌性价比高。需根据项目预算和可靠性要求综合选择。
3、考虑售后服务
选择具有良好售后服务的供应商,确保设备出现问题时能够及时维修或更换。要求供应商提供安装调试服务和操作培训。