合肥大学（合肥学院）：《发酵工程与设备》课程教学资源（PPT课件）第八章 生物反应器及比拟放大

第八章 生物反应器 及比拟放大

第八章 生物反应器 及比拟放大

发 酵 罐 发酵罐的定义：是为一个特定生物化学过 程的操作提供良好而满意环境的容器。 对于某些工艺来说，发酵罐是个密闭容器， 同时附带精密控制系统； 而对于另一些简单的工艺来说，发酵罐只 是个开口容器，有时甚至简单到只要有一 个开口的坑

发 酵 罐 发酵罐的定义：是为一个特定生物化学过 程的操作提供良好而满意环境的容器。 对于某些工艺来说，发酵罐是个密闭容器， 同时附带精密控制系统； 而对于另一些简单的工艺来说，发酵罐只 是个开口容器，有时甚至简单到只要有一 个开口的坑

发酵罐的特点 ◼ （1）发酵罐与其他工业设备的突出差别是对 纯种培养的要求之高，几乎达到十分苛刻的 程度。因此，发酵罐的严密性，运行的高度 可靠性是发酵工业的显著特点。 ◼ （2）现代发酵工业为了获取更大的经济利益， 发酵罐更加趋向大型化和自动化发展

发酵罐的特点 ◼ （1）发酵罐与其他工业设备的突出差别是对 纯种培养的要求之高，几乎达到十分苛刻的 程度。因此，发酵罐的严密性，运行的高度 可靠性是发酵工业的显著特点。 ◼ （2）现代发酵工业为了获取更大的经济利益， 发酵罐更加趋向大型化和自动化发展

发酵罐的类型 ◼ 发酵工业最常用的是通风搅拌罐。除了通 风搅拌发酵罐外，其它型式的发酵罐

发酵罐的类型 ◼ 发酵工业最常用的是通风搅拌罐。除了通 风搅拌发酵罐外，其它型式的发酵罐

（1）按微生物生长代谢需要分类 ◼ 好气：抗生素、酶制剂、酵母、氨基酸，维生素 等产品是在好气发酵罐中进行的；需要强烈的通 风搅拌，目的是提高氧在发酵液中的传质系数； ◼ 厌气：丙酮丁醇、酒精、啤酒、乳酸等采用厌气 发酵罐。不需要通气

（1）按微生物生长代谢需要分类 ◼ 好气：抗生素、酶制剂、酵母、氨基酸，维生素 等产品是在好气发酵罐中进行的；需要强烈的通 风搅拌，目的是提高氧在发酵液中的传质系数； ◼ 厌气：丙酮丁醇、酒精、啤酒、乳酸等采用厌气 发酵罐。不需要通气

（2） 按照发酵罐设备特点分类 ◼ 机械搅拌通风发酵罐：包括循环式，如 伍式发酵罐，文氏管发酵罐，以及非循 环式的通风式发酵罐和自吸式发酵罐等。 ◼ 非机械搅拌通风发酵罐：包括循环式的 气升式发酵罐，以及非循环式的排管式 和喷射式发酵罐。 这两类发酵罐是采用不同的手段使发酵 罐内的气、固、液三相充分混合，从而 满足微生物生长和产物形成对氧的需求

（2） 按照发酵罐设备特点分类 ◼ 机械搅拌通风发酵罐：包括循环式，如 伍式发酵罐，文氏管发酵罐，以及非循 环式的通风式发酵罐和自吸式发酵罐等。 ◼ 非机械搅拌通风发酵罐：包括循环式的 气升式发酵罐，以及非循环式的排管式 和喷射式发酵罐。 这两类发酵罐是采用不同的手段使发酵 罐内的气、固、液三相充分混合，从而 满足微生物生长和产物形成对氧的需求

（3）按容积分类 一般认为500L以下的是实验室发酵罐； 500-5000L是中试发酵罐； 5000L以上是生产规模的发酵罐

（3）按容积分类 一般认为500L以下的是实验室发酵罐； 500-5000L是中试发酵罐； 5000L以上是生产规模的发酵罐

通风搅拌生物反应器 联排式发酵罐

通风搅拌生物反应器 联排式发酵罐

密闭式发酵罐

密闭式发酵罐

第一节 密闭厌氧发酵罐 ◼ 对这类发酵罐的要求是：能封闭；能承 受一定压力；有冷却设备；罐内尽量减 少装置，消灭死角，便于清洗灭菌。 ◼ 酒精和啤酒都属于嫌气发酵产物，其发 酵罐因不需要通入昂贵的无菌空气，因 此在设备放大、制造和操作时，都比好 气发酵设备简单得多

第一节 密闭厌氧发酵罐 ◼ 对这类发酵罐的要求是：能封闭；能承 受一定压力；有冷却设备；罐内尽量减 少装置，消灭死角，便于清洗灭菌。 ◼ 酒精和啤酒都属于嫌气发酵产物，其发 酵罐因不需要通入昂贵的无菌空气，因 此在设备放大、制造和操作时，都比好 气发酵设备简单得多