1、LOGO第三章生物制藥反應過程設備第三章生物制藥反應過程設備 制藥設備及技術制藥設備及技術LOGO 生物制藥基本過程如圖所示，主要生產設備生物制藥基本過程如圖所示，主要生產設備包括培養基配制及滅菌設備、空氣預處理及滅菌包括培養基配制及滅菌設備、空氣預處理及滅菌設備、生物反應器和分離提取設備。設備、生物反應器和分離提取設備。 生物制藥基本流程生物制藥基本流程LOGO第一節第一節 培養基配制及滅菌設備培養基配制及滅菌設備v根據不同的細胞生長需要所配制的營養物質即培根據不同的細胞生長需要所配制的營養物質即培養基，培養基需要滿足以下條件：含有合適的養基，培養基需要滿足以下條件：含有合適的營養物質；合適

2、的營養物質；合適的pHpH；經滅菌后才能使用。；經滅菌后才能使用。由于大規模的微生物、動植物細胞培養都是純種由于大規模的微生物、動植物細胞培養都是純種培養過程不允許有雜菌污染，所以要對培養基設培養過程不允許有雜菌污染，所以要對培養基設備進行滅菌。備進行滅菌。v在發酵工業中，廣泛采用的培養基滅菌方法是濕在發酵工業中，廣泛采用的培養基滅菌方法是濕熱滅菌，即直接用高壓蒸汽將物料升溫至熱滅菌，即直接用高壓蒸汽將物料升溫至115115140140后，保持一段時間以殺死所有的微生物。培后，保持一段時間以殺死所有的微生物。培養基的滅菌方法有實罐滅菌和連續滅菌兩種。養基的滅菌方法有實罐滅菌和連續滅菌兩種。LO

3、GO第一節第一節 培養基配制及滅菌設備培養基配制及滅菌設備一、培養基實罐滅菌方法及設備一、培養基實罐滅菌方法及設備實罐滅菌實罐滅菌：將培養基置于發酵罐中用飽和蒸汽加：將培養基置于發酵罐中用飽和蒸汽加 熱，熱，達到預定滅菌溫度后，維持一定時間（達到預定滅菌溫度后，維持一定時間（30min30min左左右），再冷卻到發酵溫度，然后接種發酵，這種右），再冷卻到發酵溫度，然后接種發酵，這種滅菌過程叫做實罐滅菌，又稱分批滅菌（工廠里滅菌過程叫做實罐滅菌，又稱分批滅菌（工廠里稱實消）。稱實消）。 1.1.實罐滅菌前的準備實罐滅菌前的準備 為了保證滅菌的成功，在實罐滅菌前，檢查發為了保證滅菌的成功，在實罐滅

4、菌前，檢查發酵罐是否嚴密非常重要，發酵罐及附屬設備必須酵罐是否嚴密非常重要，發酵罐及附屬設備必須全面進行嚴密度檢查，尤其是與發酵罐直接相通全面進行嚴密度檢查，尤其是與發酵罐直接相通的閥門的嚴密性，在確實無滲漏情況下才開始滅的閥門的嚴密性，在確實無滲漏情況下才開始滅菌。菌。 LOGO第一節第一節 培養基配制及滅菌設備培養基配制及滅菌設備2.2.實罐滅菌的操作實罐滅菌的操作 實罐滅菌操作就是用表壓實罐滅菌操作就是用表壓0.30.30.4MPa0.4MPa的飽和蒸的飽和蒸汽將培養基滅菌的過程。汽將培養基滅菌的過程。 實罐滅菌時間與溫度的關系實罐滅菌時間與溫度的關系 LOGO第一節第一節 培養基配制及

5、滅菌設備培養基配制及滅菌設備圖中，圖中，階段溫度與時間的關系如下：階段溫度與時間的關系如下：夾套預熱階段，培養基由室溫加熱至夾套預熱階段，培養基由室溫加熱至80-9080-90，夾套預熱是為了防止進入罐內的水蒸氣冷凝成水夾套預熱是為了防止進入罐內的水蒸氣冷凝成水后改變培養基濃度。后改變培養基濃度。直接蒸汽加熱階段，培養基由直接蒸汽加熱階段，培養基由80-9080-90加熱至加熱至121.121.保溫階段，保溫階段，121121冷卻階段，冷卻階段，121121冷卻至培養溫度。冷卻至培養溫度。LOGO實罐滅菌過程示意圖實罐滅菌過程示意圖 LOGO實罐滅菌動畫實罐滅菌動畫LOGO第一節第一節 培養基

6、配制及滅菌設備培養基配制及滅菌設備v3.實罐滅菌時間的計算實罐滅菌時間的計算 根據對數殘留公式，實罐滅菌所需的根據對數殘留公式，實罐滅菌所需的理論時間可以用下式計算：理論時間可以用下式計算： 02 .3 0 3lgSNN式中，式中， 為滅菌時間，為滅菌時間，s s；K K為滅菌速度常數，為滅菌速度常數， 為開始滅菌時原有菌的個數，個；為開始滅菌時原有菌的個數，個； 為結束滅菌時殘留菌的個數，個為結束滅菌時殘留菌的個數，個 0N310SNNs1sLOGO第一節第一節 培養基配制及滅菌設備培養基配制及滅菌設備滅菌速度常數滅菌速度常數K K與溫度和被殺滅菌的種類有下列關系與溫度和被殺滅菌的種類有下列

7、關系 通常取通常取 代入上式得：代入上式得：/E RTKAe式中，式中，A A為系數，為系數， ；E E為滅菌時所需活化能，為滅菌時所需活化能，J/molJ/mol；R R為氣體常數，為氣體常數，8.314J/8.314J/（mol.Kmol.K）；）；T T為熱力學溫度，為熱力學溫度，K K。1s3611.34 10,284219.12 /ASEJ mol14845lg36.127KTLOGO第一節第一節 培養基配制及滅菌設備培養基配制及滅菌設備二、培養基連續滅菌方法及設備二、培養基連續滅菌方法及設備 連消連消：培養基的連續滅方法就是將發酵罐預培養基的連續滅方法就是將發酵罐預先進行滅菌，將配

8、好的培養基在向發酵罐輸送的先進行滅菌，將配好的培養基在向發酵罐輸送的同時進行加熱、保溫和冷卻，然后連續進入已滅同時進行加熱、保溫和冷卻，然后連續進入已滅好菌的發酵罐中。好菌的發酵罐中。 空消空消：又稱空罐滅菌。培養基的滅菌如果是：又稱空罐滅菌。培養基的滅菌如果是采用連續滅菌法，則發酵罐應在加入滅菌的培養采用連續滅菌法，則發酵罐應在加入滅菌的培養基前先行單獨滅菌，即發酵罐罐體的滅菌。基前先行單獨滅菌，即發酵罐罐體的滅菌。 LOGO第一節第一節 培養基配制及滅菌設備培養基配制及滅菌設備（一）培養基連續滅菌流程（一）培養基連續滅菌流程培養基連續滅菌示意圖培養基連續滅菌示意圖 LOGO第一節第一節 培

9、養基配制及滅菌設備培養基配制及滅菌設備（二）連續滅菌的基本設備（二）連續滅菌的基本設備 連續滅菌的基本設備一般包括：連續滅菌的基本設備一般包括： 配料預熱罐配料預熱罐：將配好的料液預熱到：將配好的料液預熱到60607070，以避免滅菌，以避免滅菌時由于料液與蒸汽溫度相差過大而產生水汽撞擊聲；時由于料液與蒸汽溫度相差過大而產生水汽撞擊聲；加熱器：加熱器：作用主要是使高溫蒸汽與料液迅速接觸混合，并使作用主要是使高溫蒸汽與料液迅速接觸混合，并使料液的溫度很快升高到滅菌溫度（料液的溫度很快升高到滅菌溫度（135135左右）；左右）；維持罐維持罐：加熱器加熱的時間很短，通過維持管達到徹底滅菌：加熱器加熱

10、的時間很短，通過維持管達到徹底滅菌的效果；的效果；冷卻管：冷卻管：從維持罐出來的料液要經過冷卻管進行冷卻后，輸從維持罐出來的料液要經過冷卻管進行冷卻后，輸送到預先已經滅菌過的罐內。送到預先已經滅菌過的罐內。LOGO第一節第一節 培養基配制及滅菌設備培養基配制及滅菌設備. .加熱器加熱器（）塔式加熱器（）塔式加熱器培養基從塔底由連消泵培養基從塔底由連消泵打入，打料速度控制在打入，打料速度控制在使物料在蒸汽導入管與使物料在蒸汽導入管與設備外殼的空隙間流速設備外殼的空隙間流速為為0.1m/s0.1m/s左右。料液與左右。料液與小孔中噴出的蒸汽連續小孔中噴出的蒸汽連續混合，在塔內停留混合，在塔內停留2

11、02030s30s后，從塔的上部流出。后，從塔的上部流出。塔式加熱器塔式加熱器LOGO第一節第一節 培養基配制及滅菌設備培養基配制及滅菌設備（2 2）噴射式加熱器）噴射式加熱器料液在中間進入，蒸汽則在周料液在中間進入，蒸汽則在周圍環隙中進入，同時在噴嘴出圍環隙中進入，同時在噴嘴出口處有一個擴大端，擴大端頂口處有一個擴大端，擴大端頂端上方設置了一塊弧形擋板，端上方設置了一塊弧形擋板，增強了蒸汽與料液的混合加熱增強了蒸汽與料液的混合加熱效果。料液在進入加熱器時的效果。料液在進入加熱器時的流速約為流速約為1.2m/s1.2m/s左右，蒸汽噴左右，蒸汽噴口的環隙面積約為噴嘴外徑的口的環隙面積約為噴嘴外

12、徑的一倍，擴大管高度一般為一倍，擴大管高度一般為1 1米左米左右。此種加熱器結構簡單，噪右。此種加熱器結構簡單，噪聲少，無震動聲少，無震動 。噴射式加熱器噴射式加熱器LOGO第一節第一節 培養基配制及滅菌設備培養基配制及滅菌設備2 2、維持罐、維持罐維持罐的結構維持罐的結構高溫培養基由進料口管道高溫培養基由進料口管道進入容器底部，因進料管進入容器底部，因進料管由圓筒上部側面伸入罐內由圓筒上部側面伸入罐內通至下部，使料液自下向通至下部，使料液自下向上流動，緩緩上升至出料上流動，緩緩上升至出料口流出，如無返混，培養口流出，如無返混，培養基在維持罐中的停留時間基在維持罐中的停留時間就是連續滅菌工藝所

13、要求就是連續滅菌工藝所要求的保溫時間或滅菌時間的保溫時間或滅菌時間。LOGO第一節第一節 培養基配制及滅菌設備培養基配制及滅菌設備v由于容器直徑較大，培養基在容器內的流速較小，由于容器直徑較大，培養基在容器內的流速較小，這樣在維持罐中物料的返混現象是不可避免的。這樣在維持罐中物料的返混現象是不可避免的。因此，在維持罐設計時，取高徑比為因此，在維持罐設計時，取高徑比為2.02.02.52.5較較合適，且外壁要有保溫層。設計培養基在維持罐合適，且外壁要有保溫層。設計培養基在維持罐中實際停留時間一般將理論滅菌保溫時間乘上中實際停留時間一般將理論滅菌保溫時間乘上3 35 5倍。倍。LOGO第一節第一節

14、 培養基配制及滅菌設備培養基配制及滅菌設備32V=60V=V+V=0.13D +D H4封底圓筒v維持罐體積的計算維持罐體積的計算 V - -維持罐體積，維持罐體積，m m3 3； 料液體積流量，料液體積流量，m m3 3/h/h； 物料在維持罐中停留時間，物料在維持罐中停留時間，minmin， 充滿系數，取充滿系數，取0.850.850.90.9。 vVLOGO第一節第一節 培養基配制及滅菌設備培養基配制及滅菌設備3 3、冷卻設備、冷卻設備（1 1）噴淋冷卻器）噴淋冷卻器 噴淋冷卻器的最上端有一個淋水槽，將水通噴淋冷卻器的最上端有一個淋水槽，將水通過噴淋裝置均勻地淋在水平的排管上，以冷卻管過

15、噴淋裝置均勻地淋在水平的排管上，以冷卻管內的培養基。噴淋冷卻器冷卻效果的優劣與淋水內的培養基。噴淋冷卻器冷卻效果的優劣與淋水裝置的安裝是否合理關系極大。為了增加傳熱推裝置的安裝是否合理關系極大。為了增加傳熱推動力，高溫培養基應由底端進、上端出，物料在動力，高溫培養基應由底端進、上端出，物料在管道里流速管道里流速0.60.60.7m/s0.7m/s。為了強化噴淋冷卻器的。為了強化噴淋冷卻器的冷卻效果，該設備應放在通風的場所。冷卻效果，該設備應放在通風的場所。 LOGO第一節第一節 培養基配制及滅菌設備培養基配制及滅菌設備（2 2）真空冷卻器）真空冷卻器真空冷卻器真空冷卻器真空冷卻器的結構真空冷卻

16、器的結構如圖，其工作原理如圖，其工作原理是高溫培養基從維是高溫培養基從維持罐進入真空冷卻持罐進入真空冷卻器內，在真空下，器內，在真空下，水分立即汽化使培水分立即汽化使培養基溫度下降。養基溫度下降。LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備一、空氣除菌方法及發酵用無菌空氣的質量標準一、空氣除菌方法及發酵用無菌空氣的質量標準1.1.空氣除菌方法空氣除菌方法 v(1)(1)熱殺菌熱殺菌 v(2)(2)輻射殺菌輻射殺菌 v(3)(3)靜電除菌靜電除菌v(4)(4)過濾除菌是目前生物工業生產中最常用、最過濾除菌是目前生物工業生產中最常用、最經濟的空氣除菌方法，它采

17、用定期滅菌的干燥介經濟的空氣除菌方法，它采用定期滅菌的干燥介質來阻截流過的空氣所含的微生物，從而獲得無質來阻截流過的空氣所含的微生物，從而獲得無菌空氣。菌空氣。1.空氣除菌方法 LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備2.2.發酵用無菌空氣的質量標準發酵用無菌空氣的質量標準v （1 1）空氣的壓強）空氣的壓強 一般要求空氣壓縮機出口空氣的壓強一般要求空氣壓縮機出口空氣的壓強控制在控制在0.20.20.35Mpa0.35Mpa（表壓）。（表壓）。v （2 2）空氣流量）空氣流量 發酵用無菌空氣的設計和操作中常以通發酵用無菌空氣的設計和操作中常以通氣比或氣

18、比或VVMVVM來計算空氣的用量。來計算空氣的用量。v （3 3）空氣的溫度）空氣的溫度 一般控制進入發酵罐的空氣溫度可比一般控制進入發酵罐的空氣溫度可比培養溫度高培養溫度高1010左右。左右。v （4 4）空氣的相對濕度）空氣的相對濕度 進入總過濾器的壓縮空氣的相對進入總過濾器的壓縮空氣的相對濕度控制在濕度控制在60%60%70&70&左右。左右。v （5 5）壓縮空氣的潔凈度）壓縮空氣的潔凈度 在設計空氣過濾器時，一般按在設計空氣過濾器時，一般按染菌機率為染菌機率為1010-3-3來計算，即來計算，即10001000次發酵周期所用的無菌空次發酵周期所用的無菌空氣只允許氣只允

19、許1 1次染菌。次染菌。LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備二、二、 壓縮空氣過濾除菌工藝流程壓縮空氣過濾除菌工藝流程 空氣除菌流程是根據生物工業生產中對無菌空氣除菌流程是根據生物工業生產中對無菌空氣的要求（無菌程度、空氣壓力、溫度和濕度）空氣的要求（無菌程度、空氣壓力、溫度和濕度）和空氣的性質，并結合采氣環境的空氣條件和所和空氣的性質，并結合采氣環境的空氣條件和所用除菌設備的特性而制定的。空氣過濾除菌有多用除菌設備的特性而制定的。空氣過濾除菌有多種流程，下面介紹幾個較為典型的設備流程。種流程，下面介紹幾個較為典型的設備流程。LOGO第二節第二節

20、發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備圖3-10 兩級冷卻、加熱的空氣除菌流程兩級冷卻、加熱的空氣除菌流程1-1-粗過濾器；粗過濾器；2-2-空氣壓縮機；空氣壓縮機；3-3-空氣儲罐；空氣儲罐；4-4-第一冷卻器；第一冷卻器；5 5；旋風分；旋風分離器；離器；6-6-第二冷卻器；第二冷卻器；7-7-絲網除沫器絲網除沫器 ；8-8-空氣加熱器；空氣加熱器；9-9-總過濾器總過濾器1.1.兩級冷卻、加熱空氣除菌流程兩級冷卻、加熱空氣除菌流程LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備v 該流程的特點是兩次冷卻、兩次分離、適當加熱。經第一該

21、流程的特點是兩次冷卻、兩次分離、適當加熱。經第一冷卻器冷卻后溫度在冷卻器冷卻后溫度在30303535，大部分的水、油都已結成，大部分的水、油都已結成較大的顆粒，且霧粒濃度較大，故適宜用旋風分離器分離。較大的顆粒，且霧粒濃度較大，故適宜用旋風分離器分離。第二冷卻器使空氣冷卻到第二冷卻器使空氣冷卻到20202525，經進一步冷卻后析出，經進一步冷卻后析出一部分較小霧粒，宜采用絲網分離器分離，發揮絲網能夠一部分較小霧粒，宜采用絲網分離器分離，發揮絲網能夠分離較小直徑的霧粒和分離效率高的作用。壓縮空氣經兩分離較小直徑的霧粒和分離效率高的作用。壓縮空氣經兩次冷卻、兩次分離后，相對濕度仍較高，經加熱器加熱

22、空次冷卻、兩次分離后，相對濕度仍較高，經加熱器加熱空氣，使其相對濕度降低至氣，使其相對濕度降低至505060%60%后進入空氣總過濾器，后進入空氣總過濾器，以保證過濾器的正常運行。以保證過濾器的正常運行。LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備2 2、冷熱空氣直接混合式空氣除菌流程、冷熱空氣直接混合式空氣除菌流程冷熱空氣直接混合式空氣除菌流程冷熱空氣直接混合式空氣除菌流程1-1-粗過濾器；粗過濾器；2-2-壓縮機；壓縮機；3-3-貯罐；貯罐；4-4-冷卻器；冷卻器；5-5-絲網分離器；絲網分離器；6-6-空氣過濾器空氣過濾器 LOGO第二節第二節 發酵

23、用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備v壓縮空氣經粗過濾器過濾后經空氣壓縮機壓縮，壓縮空氣經粗過濾器過濾后經空氣壓縮機壓縮，然后進入到空氣貯罐。空氣從貯罐出來后分成兩然后進入到空氣貯罐。空氣從貯罐出來后分成兩部分，一部分進入冷卻器，冷卻到較低溫度，經部分，一部分進入冷卻器，冷卻到較低溫度，經分離器分離水、油霧后與另一部分未處理過的高分離器分離水、油霧后與另一部分未處理過的高溫壓縮空氣混合，此時混合空氣已達到溫度為溫壓縮空氣混合，此時混合空氣已達到溫度為30303535、相對濕度為、相對濕度為505060%60%的要求，再進入過的要求，再進入過濾器過濾。濾器過濾。v其特點是可省

24、去第二次冷卻后的分離設備和空氣其特點是可省去第二次冷卻后的分離設備和空氣加熱設備，流程比較簡單，適用于中等含濕地區加熱設備，流程比較簡單，適用于中等含濕地區 。 LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備3 3、高效前置過濾空氣除菌流程、高效前置過濾空氣除菌流程高效前置過濾空氣除菌流程高效前置過濾空氣除菌流程1-1-高效前置過濾器；高效前置過濾器；2-2-壓縮機；壓縮機；3-3-貯罐；貯罐；4-4-冷卻器；冷卻器；5-5-絲網絲網分離器；分離器；6-6-加熱器；加熱器；7-7-過濾器過濾器LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣

25、預處理及除菌設備v該流程采用了高效率的前置過濾設備，利用壓縮該流程采用了高效率的前置過濾設備，利用壓縮機的抽吸作用，使空氣先經中、高效過濾后，再機的抽吸作用，使空氣先經中、高效過濾后，再進入空氣壓縮機，這樣就降低了主過濾器的負荷。進入空氣壓縮機，這樣就降低了主過濾器的負荷。經高效前置過濾后，空氣的無菌程度已相當高，經高效前置過濾后，空氣的無菌程度已相當高，再經冷卻、分離，進入主過濾器過濾，就可獲得再經冷卻、分離，進入主過濾器過濾，就可獲得無菌程度很高的空氣。此流程的特點是采用了高無菌程度很高的空氣。此流程的特點是采用了高效率的前置過濾設備，使空氣經過多次過濾，因效率的前置過濾設備，使空氣經過多

26、次過濾，因而所得的空氣無菌程度比較高。而所得的空氣無菌程度比較高。 LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備三、壓縮空氣預處理設備三、壓縮空氣預處理設備 壓縮空氣預處理階段壓縮空氣預處理階段 ：一般將空氣除菌流程一般將空氣除菌流程中，空中，空 氣過濾器以前的部分稱為壓縮空氣預處理氣過濾器以前的部分稱為壓縮空氣預處理階段。階段。 壓縮空氣在進入空氣過濾器前要將其夾帶的壓縮空氣在進入空氣過濾器前要將其夾帶的水滴、油滴去除。水滴、油滴去除。水滴水滴是由于空氣經壓縮和冷卻是由于空氣經壓縮和冷卻后，空氣中的水氣發生相變而析出；后，空氣中的水氣發生相變而析出；油滴

27、油滴是來自是來自空氣壓縮機活塞環的潤滑油被空氣帶出來的。空氣壓縮機活塞環的潤滑油被空氣帶出來的。 LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備以兩級冷卻、加熱空氣除菌流程為例：以兩級冷卻、加熱空氣除菌流程為例：v 1 1、吸風塔、吸風塔1、高度、高度10m2、頂部設有防雨罩、頂部設有防雨罩3、截面流速設計、截面流速設計8m/s8m/sLOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備 空氣系統吸風塔空氣系統吸風塔 LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備v2 2、前置粗過濾器、前置粗

28、過濾器 主要作用是捕集較大的灰塵顆粒，防止壓縮主要作用是捕集較大的灰塵顆粒，防止壓縮機受損，同時也可減輕總過濾器負荷。粗過濾器機受損，同時也可減輕總過濾器負荷。粗過濾器一般要求過濾效率高，阻力小，否則會增加空氣一般要求過濾效率高，阻力小，否則會增加空氣壓縮機的吸入負荷和降低空氣壓縮機的排氣量。壓縮機的吸入負荷和降低空氣壓縮機的排氣量。 空氣經過前置粗過濾器處理后塵埃含量大大空氣經過前置粗過濾器處理后塵埃含量大大減少。減少。LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備v3 3、空氣壓縮機、空氣壓縮機 為了克服輸送過程中過濾介質等阻力，吸入為了克服輸送過程中過

29、濾介質等阻力，吸入的空氣必須經空壓機壓縮，空氣壓縮機的作用是的空氣必須經空壓機壓縮，空氣壓縮機的作用是提供動力，以克服隨后的各個設備的阻力。目前提供動力，以克服隨后的各個設備的阻力。目前國內常用的空壓機有往復式空壓機、螺桿式和渦國內常用的空壓機有往復式空壓機、螺桿式和渦輪式空壓機。輪式空壓機。 LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備v（1 1）往復式空氣壓縮機）往復式空氣壓縮機 依靠活塞在汽缸內的往依靠活塞在汽缸內的往復運動將空氣抽吸和壓出，因此出口壓力不夠穩復運動將空氣抽吸和壓出，因此出口壓力不夠穩定，產生空氣脈動。另外，為了降低活塞在氣缸定，產生

30、空氣脈動。另外，為了降低活塞在氣缸內往復運動產生的熱量，需用油潤滑氣缸與降溫，內往復運動產生的熱量，需用油潤滑氣缸與降溫，從而使空氣中帶入油霧，導致傳熱系數降低，增從而使空氣中帶入油霧，導致傳熱系數降低，增加后續的空氣凈化處理難度。目前，空氣壓縮機加后續的空氣凈化處理難度。目前，空氣壓縮機制造廠為克服其夾帶較多油量的缺陷，采用添加制造廠為克服其夾帶較多油量的缺陷，采用添加了二硫化鉬的聚四氟乙烯活塞環以取代原鋼制活了二硫化鉬的聚四氟乙烯活塞環以取代原鋼制活塞環，使夾帶的油滴大為減少。塞環，使夾帶的油滴大為減少。 LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備v

31、（2 2）渦輪式空氣壓縮機）渦輪式空氣壓縮機 此類空氣壓縮機是由電此類空氣壓縮機是由電動機帶動或用蒸汽渦輪機帶動，靠渦輪高速旋轉動機帶動或用蒸汽渦輪機帶動，靠渦輪高速旋轉時所產生的時所產生的“空穴空穴”現象，吸入空氣并使其獲得現象，吸入空氣并使其獲得較高的離心力，再通過固定的導輪和渦輪形成機較高的離心力，再通過固定的導輪和渦輪形成機殼，使部分動能轉變為靜壓后輸出。離心式空氣殼，使部分動能轉變為靜壓后輸出。離心式空氣壓縮機具有體積和重量小而流量很大、出氣均勻、壓縮機具有體積和重量小而流量很大、出氣均勻、不夾帶油霧等特點，是理想的生物加工過程供氣不夾帶油霧等特點，是理想的生物加工過程供氣設備。設備

32、。LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備v（3 3）螺桿式空氣壓縮機螺桿式空氣壓縮機 利用高速旋轉的螺桿在利用高速旋轉的螺桿在氣缸里瞬間組成空腔并因螺桿的運動將腔內空氣氣缸里瞬間組成空腔并因螺桿的運動將腔內空氣壓縮后輸出。壓縮后輸出。優點優點是整機安裝，占地面積小，壓是整機安裝，占地面積小，壓縮空氣中不含油霧且排氣平穩；縮空氣中不含油霧且排氣平穩；缺點缺點是維護保養是維護保養技術要求高，適合于大中型發酵企業。技術要求高，適合于大中型發酵企業。LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備v空氣經過壓縮機的壓縮后空氣

33、經過壓縮機的壓縮后, ,接受了機械功接受了機械功, ,溫度溫度會顯著上升。空氣被壓縮后壓強越高會顯著上升。空氣被壓縮后壓強越高, ,溫度也溫度也上升得越高。空氣壓縮過程，壓強與溫度之間上升得越高。空氣壓縮過程，壓強與溫度之間的關系：的關系：式中，式中，T T1 1、T T2 2為空氣壓縮前后的絕對溫度，為空氣壓縮前后的絕對溫度，K K；P P1 1、P P2 2為壓縮前后空氣的絕對壓強，為壓縮前后空氣的絕對壓強，PaPa；K K為絕熱過程，為絕熱過程，一般在發酵工廠凈化系統設計時取一般在發酵工廠凈化系統設計時取K=1.3K=1.3。LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮

34、空氣預處理及除菌設備v4 4壓縮空氣貯罐壓縮空氣貯罐 貯罐的作用：貯罐的作用：（1 1）消除脈動維持罐壓的穩定。）消除脈動維持罐壓的穩定。（2 2）使部分液滴在罐內沉降。）使部分液滴在罐內沉降。（3 3）保溫滅菌。）保溫滅菌。 壓縮空氣貯罐壓縮空氣貯罐LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備v 空氣貯罐是一個鋼制圓柱容器，罐頂上裝有安全閥、壓力空氣貯罐是一個鋼制圓柱容器，罐頂上裝有安全閥、壓力表；罐底安裝排污閥；罐壁設有人孔，便于檢修。壓縮空表；罐底安裝排污閥；罐壁設有人孔，便于檢修。壓縮空氣進罐時應切向進入以降低空氣貯罐的噪音。氣進罐時應切向進入以降

35、低空氣貯罐的噪音。v 貯罐的設計貯罐的設計 H/D=2.2H/D=2.22.52.5，若空壓機采用雙氣缸一級壓縮，若空壓機采用雙氣缸一級壓縮，貯罐容積可用下式計算：貯罐容積可用下式計算： 式中，式中，V V為貯罐容積，為貯罐容積，m3；VpVp為氣缸的容積，為氣缸的容積，m3；n n為壓為壓縮比。縮比。400VpVnLOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備v5 5、空氣冷卻器、空氣冷卻器 空氣冷卻器的作用是使壓縮空氣除水減濕。空氣冷卻器的作用是使壓縮空氣除水減濕。 冷卻設備通常采用雙程或多程立列管式換熱冷卻設備通常采用雙程或多程立列管式換熱器，冷卻水走

36、管程，壓縮空氣走殼程。空氣的給器，冷卻水走管程，壓縮空氣走殼程。空氣的給熱系數很低，一般只有熱系數很低，一般只有420KJ/420KJ/（m m2 2hh），設），設計時應采用恰當的措施來提高它的傳熱系數，否計時應采用恰當的措施來提高它的傳熱系數，否則將需要很大的傳熱面積。為提高換熱器的傳熱則將需要很大的傳熱面積。為提高換熱器的傳熱系數應在殼程安裝圓缺型折流板。系數應在殼程安裝圓缺型折流板。LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備v6 6、氣液分離器、氣液分離器 為防止空氣空氣夾帶水滴進入總過濾器使為防止空氣空氣夾帶水滴進入總過濾器使過濾介質失效，要將

37、析出的水滴除去。過濾介質失效，要將析出的水滴除去。旋風分離器旋風分離器：初級分離水滴采用。對直徑：初級分離水滴采用。對直徑 10um10um的水滴除去效率在的水滴除去效率在60%60%70%70%。絲網分離器絲網分離器：除去：除去2 2 5um5um的水滴或油滴。的水滴或油滴。 目前發酵工廠采用旋風分離器作為粗除水器目前發酵工廠采用旋風分離器作為粗除水器, ,其后再安裝金屬絲網除沫器作為精細除水器。其后再安裝金屬絲網除沫器作為精細除水器。LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備v（1）旋風分離器）旋風分離器 旋風分離器旋風分離器工作原理工作原理：含霧沫

38、的空氣：含霧沫的空氣從圓筒上側的進氣管以切從圓筒上側的進氣管以切線方向高速進入，在環隙線方向高速進入，在環隙中高速旋轉，在離心力的中高速旋轉，在離心力的作用下，水滴或油滴被拋作用下，水滴或油滴被拋向管壁，然后沿著管壁流向管壁，然后沿著管壁流下。分離出霧沫后空氣從下。分離出霧沫后空氣從圓筒頂的排氣管排出，油圓筒頂的排氣管排出，油水滴沉降下來自錐底落入水滴沉降下來自錐底落入集液斗。集液斗。LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備v（2 2）絲網除沫器）絲網除沫器 絲網除沫器絲網除沫器工作原理工作原理：當夾帶水滴或：當夾帶水滴或油滴的氣體穿過金屬絲網油滴的氣

39、體穿過金屬絲網層時，水滴或油滴被攔截層時，水滴或油滴被攔截在金屬絲網上，液滴慢慢在金屬絲網上，液滴慢慢變大，當重力大于金屬網變大，當重力大于金屬網的吸附力時就自然滴下來的吸附力時就自然滴下來。LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備v7 7、空氣加熱器、空氣加熱器 分離油、水后空氣的相對濕度仍然為分離油、水后空氣的相對濕度仍然為100100，當溫度稍微下降時就會析出水來，使過濾介質受當溫度稍微下降時就會析出水來，使過濾介質受潮。所以除水后的壓縮空氣進入總空氣過濾器之潮。所以除水后的壓縮空氣進入總空氣過濾器之前要把相對濕度降到前要把相對濕度降到60%60

40、%70%70%。 常用的方法是采用換熱器來加熱達到降濕的常用的方法是采用換熱器來加熱達到降濕的要求。一般采用列管式換熱器，空氣走管程，蒸要求。一般采用列管式換熱器，空氣走管程，蒸汽走殼程。汽走殼程。 經預處理后的空氣進入到空氣過濾器。經預處理后的空氣進入到空氣過濾器。LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備四、空氣除菌設備四、空氣除菌設備 空氣除菌方法很多，介質過濾是發酵空氣除菌方法很多，介質過濾是發酵工業上常使用的方法。它采用定期滅菌的工業上常使用的方法。它采用定期滅菌的干燥介質來阻截流過的空氣中所含的微生干燥介質來阻截流過的空氣中所含的微生物，從而

41、制得無菌空氣。物，從而制得無菌空氣。 目前工業化微生物發酵企業一般都采目前工業化微生物發酵企業一般都采用二級空氣過濾除菌，即總過濾器粗濾除用二級空氣過濾除菌，即總過濾器粗濾除菌和每個發酵罐單獨配備分過濾器相結合菌和每個發酵罐單獨配備分過濾器相結合的方法以達到無菌，以下介紹幾種常用空的方法以達到無菌，以下介紹幾種常用空氣除菌設備。氣除菌設備。LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備1 1、棉花活性炭過濾器、棉花活性炭過濾器v棉花是常用的過濾介質，最好選用纖維細長疏松棉花是常用的過濾介質，最好選用纖維細長疏松的未脫脂新鮮產品，因為脫脂棉花易吸水而使體的未脫

42、脂新鮮產品，因為脫脂棉花易吸水而使體積變小；貯藏過久的棉花纖維變脆，易發脆甚至積變小；貯藏過久的棉花纖維變脆，易發脆甚至斷裂，造成過濾阻力增大。斷裂，造成過濾阻力增大。v活性炭的表面積大，通過表面的吸附作用而吸附活性炭的表面積大，通過表面的吸附作用而吸附微生物。常用的活性炭是小圓柱體，要求活性炭微生物。常用的活性炭是小圓柱體，要求活性炭質地堅硬、不易壓碎、顆粒均勻，填裝時要篩去質地堅硬、不易壓碎、顆粒均勻，填裝時要篩去粉末。活性炭的過濾效率比棉花低，但具有阻力粉末。活性炭的過濾效率比棉花低，但具有阻力小，吸附力強（可吸附空氣中有害物質，如油、小，吸附力強（可吸附空氣中有害物質，如油、水）的特點

43、，通常與棉花介質一起使用，以減少水）的特點，通常與棉花介質一起使用，以減少過濾層的阻力。過濾層的阻力。LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備棉花活性炭過濾器是立式圓筒形棉花活性炭過濾器是立式圓筒形（圖（圖3-163-16），內部填充過濾介質。），內部填充過濾介質。通常總的高度通常總的高度L L中，上下棉花層厚中，上下棉花層厚度為總過濾層的度為總過濾層的1/41/41/31/3，中間，中間活性炭層為活性炭層為1/21/2l/3l/3，在鋪棉花，在鋪棉花層之前先在下孔板鋪上一層層之前先在下孔板鋪上一層30304040目的金屬絲網和織物目的金屬絲網和織物(

44、 (如麻布如麻布等等) )，使空氣均勻進入棉花濾層。，使空氣均勻進入棉花濾層。填充物按下面的順序安裝：填充物按下面的順序安裝：孔板孔板鐵絲網鐵絲網麻布麻布棉花棉花麻麻布布活性炭活性炭麻布麻布棉花棉花麻布麻布鐵絲網鐵絲網孔板孔板 棉花活性炭過濾器是立棉花活性炭過濾器是立式圓筒形（圖式圓筒形（圖3-163-16），內部），內部填充過濾介質。通常總的高填充過濾介質。通常總的高度度L L中，上下棉花層厚度為總中，上下棉花層厚度為總過濾層的過濾層的1/41/41/31/3，中間活，中間活性炭層為性炭層為1/21/2l/3l/3，在鋪棉，在鋪棉花層之前先在下孔板鋪上一花層之前先在下孔板鋪上一層層30304

45、040目的金屬絲網和織目的金屬絲網和織物物( (如麻布等如麻布等) )，使空氣均勻，使空氣均勻進入棉花濾層。填充物按下進入棉花濾層。填充物按下面的順序安裝：面的順序安裝：孔板孔板鐵絲網鐵絲網麻布麻布棉花棉花麻布麻布活性炭活性炭麻布麻布棉棉花花麻布麻布鐵絲網鐵絲網孔板孔板圖圖3-16 3-16 棉花活性炭過濾器棉花活性炭過濾器LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備工作過程：工作過程：v通常空氣從圓筒下部切線方向進入，從上部排出，通常空氣從圓筒下部切線方向進入，從上部排出，出口不宜安裝在罐頂，以免檢修時拆裝管道困難。出口不宜安裝在罐頂，以免檢修時拆裝管道

46、困難。過濾器上方應裝有安全閥、壓力表，罐底裝有排過濾器上方應裝有安全閥、壓力表，罐底裝有排污孔。要經常檢查空氣冷卻是否安全，過濾介質污孔。要經常檢查空氣冷卻是否安全，過濾介質是否潮濕等情況。過濾器進行加熱滅菌時，一般是否潮濕等情況。過濾器進行加熱滅菌時，一般是自上而下通入是自上而下通入0.20.20.4MPa0.4MPa（表壓）的干燥蒸汽，（表壓）的干燥蒸汽，維持維持45min45min，然后用壓縮空氣吹干備用。，然后用壓縮空氣吹干備用。LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備2 2、濾紙類過濾器、濾紙類過濾器圖圖3-17 3-17 旋風式濾紙過濾器旋

47、風式濾紙過濾器這類過濾器的過濾介質主這類過濾器的過濾介質主要是玻璃纖維紙，結構如要是玻璃纖維紙，結構如圖所示。超細玻璃纖維紙圖所示。超細玻璃纖維紙是用上好的無堿玻璃噴吹是用上好的無堿玻璃噴吹成絲狀纖維，再以造紙法成絲狀纖維，再以造紙法做成，纖維間的孔隙約為做成，纖維間的孔隙約為1 11.5m1.5m，厚度約為，厚度約為0.250.250.4mm0.4mm，填充率為，填充率為14.8%14.8%，一般應用時需將，一般應用時需將3 36 6張濾紙疊在一起使用。張濾紙疊在一起使用。LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備v優點：優點：與棉花活性炭過濾一樣，都

48、屬于深與棉花活性炭過濾一樣，都屬于深層過濾技術。這類過濾介質的過濾效率相層過濾技術。這類過濾介質的過濾效率相當高，對于大于當高，對于大于0.3m0.3m的顆粒的去除率為的顆粒的去除率為99.99%99.99%以上，同時阻力也比較小，壓力降以上，同時阻力也比較小，壓力降較小；較小；v缺點：缺點：強度不大，特別是受潮后強度更差。強度不大，特別是受潮后強度更差。LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備3 3、新型空氣過濾器、新型空氣過濾器傳統的棉花活性炭、玻璃纖傳統的棉花活性炭、玻璃纖維棉為過濾介質的總過濾器維棉為過濾介質的總過濾器因阻力大，裝料不便，過濾因

49、阻力大，裝料不便，過濾效率難以保證逐漸被新型的效率難以保證逐漸被新型的微孔膜空氣過濾器取代，常微孔膜空氣過濾器取代，常用的濾芯是用的濾芯是DMF(DMF(聚四氟乙烯聚四氟乙烯聚合膜聚合膜) )，如圖，如圖3-183-18所示，具所示，具有耐高溫消毒、孔徑小、流有耐高溫消毒、孔徑小、流量大、強疏水性等特性。量大、強疏水性等特性。圖圖3-18 3-18 新型空氣過濾器濾芯新型空氣過濾器濾芯LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備4 4、空氣分過濾系統、空氣分過濾系統v 工業化生產中，發酵罐的容積趨于大型化，一般發酵罐體工業化生產中，發酵罐的容積趨于大型化，

50、一般發酵罐體積都在積都在6060100 m100 m3 3左右，如果染菌造成發酵罐倒罐將導致左右，如果染菌造成發酵罐倒罐將導致重大經濟損失，因而保證無菌空氣的質量是非常重要的。重大經濟損失，因而保證無菌空氣的質量是非常重要的。常規的生產工藝是經總過濾除菌的壓縮空氣在進入發酵罐常規的生產工藝是經總過濾除菌的壓縮空氣在進入發酵罐之前再經過分過濾器除菌處理。國內采用的空氣分過濾器之前再經過分過濾器除菌處理。國內采用的空氣分過濾器的過濾介質有兩大類：的過濾介質有兩大類：v （1 1）耐高溫高分子膜材）耐高溫高分子膜材 如聚偏氟乙烯微孔膜、聚四氟如聚偏氟乙烯微孔膜、聚四氟乙烯微孔膜等，由這些濾材做成的濾

51、芯，可耐蒸汽乙烯微孔膜等，由這些濾材做成的濾芯，可耐蒸汽125125左右滅菌左右滅菌30min30min、反復滅菌達、反復滅菌達160160次。次。v （2 2）金屬燒結膜材）金屬燒結膜材 如鎳制微孔膜、不銹鋼微孔膜等。如鎳制微孔膜、不銹鋼微孔膜等。該類膜材的濾芯機械強度大，可重復高溫蒸汽滅菌和多次該類膜材的濾芯機械強度大，可重復高溫蒸汽滅菌和多次再生，使用壽命長。再生，使用壽命長。LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備以我國生產的以我國生產的DJ-KDJ-K系列空氣過濾器為例：系列空氣過濾器為例：圖圖3-19 DJ-K3-19 DJ-K系列空氣過濾

52、器分過濾系統示意圖系列空氣過濾器分過濾系統示意圖P-P-壓力表壓力表 T-T-溫度表溫度表 V-V-空氣閥空氣閥 U-U-排污閥排污閥 K-K-取污閥取污閥 Z-Z-蒸汽閥蒸汽閥LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備DJ-KDJ-K系列空氣過濾系統包括：系列空氣過濾系統包括：v DJ-KZDJ-KZ蒸汽過濾器、蒸汽過濾器、DJ-KYDJ-KY預過濾器和預過濾器和DJ - KF DJ - KF 精過濾器三精過濾器三部分組成。部分組成。蒸汽過濾器蒸汽過濾器介質為超細不銹鋼纖維；介質為超細不銹鋼纖維；預過濾器預過濾器介質為聚丙烯濾膜；介質為聚丙烯濾膜；精過

53、濾器精過濾器介質為聚四氟乙烯濾膜，外介質為聚四氟乙烯濾膜，外殼用殼用304 304 不銹鋼制成。不銹鋼制成。DJ-KDJ-K系列過濾器的空氣流量范圍從系列過濾器的空氣流量范圍從0.5m0.5m3 3/ min/ min200m200m3 3/ min/ min。v 運行時，由空氣總過濾器出來的壓縮空氣先經過運行時，由空氣總過濾器出來的壓縮空氣先經過DJ-KyDJ-Ky型型空氣預過濾器，除去空氣管道中的鐵銹微粒，再經空氣預過濾器，除去空氣管道中的鐵銹微粒，再經DJ-KFDJ-KF空氣精過濾器后進入發酵罐。定期滅菌時，蒸汽先經過空氣精過濾器后進入發酵罐。定期滅菌時，蒸汽先經過DJ-KZDJ-KZ蒸

54、汽過濾器，除去蒸汽中夾帶的鐵銹水，以防止精蒸汽過濾器，除去蒸汽中夾帶的鐵銹水，以防止精過濾器的微孔濾膜堵塞。過濾器的微孔濾膜堵塞。LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備DJ-KDJ-K系列空氣過濾器具有以下性能特點：系列空氣過濾器具有以下性能特點：v(1)(1)采用耐蒸汽滅菌的聚四氟乙烯采用耐蒸汽滅菌的聚四氟乙烯( PTFE) ( PTFE) 微孔濾膜微孔濾膜作為過濾介質。可在作為過濾介質。可在121 121 125 125 之間蒸汽消毒之間蒸汽消毒3030分鐘、反復分鐘、反復160160次。次。v (2)(2)采用的采用的PTFE PTFE 膜是帶

55、支撐的微孔濾膜膜是帶支撐的微孔濾膜, ,并帶強正并帶強正電荷電荷, ,具有較強的靜電吸附作用具有較強的靜電吸附作用, ,故較之一般的膜過故較之一般的膜過濾器具有更高的過濾精度和強度濾器具有更高的過濾精度和強度; ;v(3) PTFE (3) PTFE 膜過濾器是一種強疏水性的膜材料膜過濾器是一種強疏水性的膜材料, ,因此因此對過濾高濕性的空氣極為有利。對過濾高濕性的空氣極為有利。LOGO第二節第二節 發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備發酵用壓縮空氣預處理及除菌設備5 5、空氣過濾器的操作要點、空氣過濾器的操作要點v 為了使空氣過濾器始終保持干燥狀態，當過濾器用蒸汽滅為了使空氣過濾器始終保持干燥狀態

56、，當過濾器用蒸汽滅菌時，應事先將蒸汽管和過濾器內部的冷凝水放掉；開始菌時，應事先將蒸汽管和過濾器內部的冷凝水放掉；開始時先將夾套預熱，然后將蒸汽直接沖入介質層中：小型過時先將夾套預熱，然后將蒸汽直接沖入介質層中：小型過濾器的滅菌時間約為半小時，蒸汽從上向下沖；大型過濾濾器的滅菌時間約為半小時，蒸汽從上向下沖；大型過濾器的滅菌時間約為器的滅菌時間約為l hl h，蒸汽一般先從下向上沖半小時，蒸汽一般先從下向上沖半小時，再從上向下沖半小時。再從上向下沖半小時。v 在使用過濾器時，如果發酵罐的壓力大于過濾器的壓力在使用過濾器時，如果發酵罐的壓力大于過濾器的壓力( (這種情況主要發生在突然停止進空氣或

57、空氣壓力忽然下這種情況主要發生在突然停止進空氣或空氣壓力忽然下降降) )，則發酵液會倒流到過濾器中來。因此，在過濾器通，則發酵液會倒流到過濾器中來。因此，在過濾器通往發酵罐的管道上應安裝單向閥門。往發酵罐的管道上應安裝單向閥門。LOGO第三節第三節 生物反應器生物反應器 生物反應器生物反應器是指利用是指利用生物體生物體（如（如微生物、微生物、動植物細胞動植物細胞）或）或酶酶所具有的特殊功能，在所具有的特殊功能，在體外進行生物化學反應以獲得其代謝產物體外進行生物化學反應以獲得其代謝產物或生物體的設備，或生物體的設備，它的作用它的作用是為細胞代謝是為細胞代謝提供一個適宜的物理和化學環境，使細胞提供

58、一個適宜的物理和化學環境，使細胞能更快更好的生長以得到更多需要的生物能更快更好的生長以得到更多需要的生物量或代謝產物。量或代謝產物。LOGO第三節第三節 生物反應器生物反應器 優良的生物反應裝置應具有優良的生物反應裝置應具有：嚴密的結構，：嚴密的結構，能承受一定的壓力和溫度且便于維修；良好的傳能承受一定的壓力和溫度且便于維修；良好的傳質、傳熱和混合的性能；嚴密的結構且易于清洗質、傳熱和混合的性能；嚴密的結構且易于清洗和維修；靈敏的檢測和控制儀表，適用于自動化和維修；靈敏的檢測和控制儀表，適用于自動化控制；動力消耗小，能獲得最大的生產效率和經控制；動力消耗小，能獲得最大的生產效率和經濟效益。濟效

59、益。v在制藥工業中，生物反應器主要包括：在制藥工業中，生物反應器主要包括：微生物反微生物反應器應器，幾乎所有抗生素生產都是利用發酵罐進行，幾乎所有抗生素生產都是利用發酵罐進行微生物培養；另一類是指微生物培養；另一類是指動、植物細胞生物培養動、植物細胞生物培養反應器反應器，用來生產疫苗、單克隆抗體、多肽和蛋，用來生產疫苗、單克隆抗體、多肽和蛋白質類、植物皂苷等藥物。白質類、植物皂苷等藥物。LOGO第三節第三節 生物反應器生物反應器一、微生物培養反應器一、微生物培養反應器（一）通用式發酵罐（一）通用式發酵罐通用式發酵罐通用式發酵罐LOGO第三節第三節 生物反應器生物反應器1 1、發酵罐、發酵罐的結

60、構的結構LOGO第三節第三節 生物反應器生物反應器 10L10L臺式發酵罐臺式發酵罐種子罐種子罐 小型通用式發酵罐小型通用式發酵罐LOGO第三節第三節 生物反應器生物反應器大型機械攪拌大型機械攪拌通風發酵罐通風發酵罐LOGO第三節第三節 生物反應器生物反應器LOGO大大型型發發酵酵罐罐LOGO第三節第三節 生物反應器生物反應器通用式發酵罐主要由罐體、攪拌器、擋板、軸封、空氣分布器、通用式發酵罐主要由罐體、攪拌器、擋板、軸封、空氣分布器、傳動裝置、傳熱裝置、冷卻管、消泡器、人孔、視鏡等組成，傳動裝置、傳熱裝置、冷卻管、消泡器、人孔、視鏡等組成， （1 1）罐體）罐體罐體材料罐體材料：復合不銹鋼，襯里不銹鋼板厚：