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FC-ZN-50L智能型生物發(fā)酵罐
FC-ZN-50L智能型生物發(fā)酵罐

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能型生物發(fā)酵罐罐體機(jī)械組成結(jié)構(gòu):

1)罐體

發(fā)酵罐的罐體由筒體及橢圓形或碟形封頭焊接而成,小型發(fā)酵罐封頭和筒體采用法蘭連接。罐頂裝有視鏡及燈鏡,方便觀察罐內(nèi)發(fā)酵狀態(tài)。在發(fā)酵罐的罐頂上的接管有:進(jìn)料管、補(bǔ)料管、排氣管、接種管和壓力表接管。在罐身上的接管有冷卻水進(jìn)出管、進(jìn)空氣管、取樣管、溫度計(jì)管和測控儀表接口。

2)罐體的尺寸比例

罐體各部分的尺寸有一定的比例,發(fā)酵罐一般由于發(fā)酵的特殊需要一般為細(xì)長型,高度與直徑之比一般為1.7~2.5左右。

3)攪拌器

發(fā)酵罐通常裝有兩組攪拌器,兩組攪拌器的間距S約為攪拌器直徑的三倍。對于大型發(fā)酵罐以及液體深度HL較高的,可安裝三組或三組以上的攪拌器。*下面一組攪拌器通常與風(fēng)管出口較接近為好,與罐底的距離C一般等于攪拌器直徑Di,但也不宜小于0.8Di,否則會影響液體的循環(huán)。

軸向式攪拌器:槳葉式、螺旋槳式

徑向式(渦輪式)攪拌器(Disc turbine):平直葉、彎葉、箭葉

4)擋板

擋板的作用是改變液流的方向,由徑向流改為軸向流,促使液體劇烈翻動,增加溶解氧。

全擋板條件:是指在一定轉(zhuǎn)數(shù)下再增加罐內(nèi)附件而軸功率仍保持不變。要達(dá)到全擋板條件必須滿足下式要求:

5)消泡器

消泡器的作用是將泡沫打破。消泡器常用的形式有鋸齒式、梳狀式及孔板式。孔板式的孔徑約10~20毫米。消泡器的長度約為罐徑的0.65倍。

6)聯(lián)軸器

大型發(fā)酵罐攪拌軸較長,常分為二至三段,用聯(lián)軸器使上下攪拌軸成牢固的剛性聯(lián)接。常用的聯(lián)軸器有鼓形及夾殼形兩種。小型的發(fā)酵罐可采用法蘭將攪拌軸連接,軸的連接應(yīng)垂直,中心線對正。

7)軸承

為了減少震動,中型發(fā)酵罐般在罐內(nèi)裝有底軸承,而大型發(fā)酵罐裝有中間軸承,底軸承和中間軸承的水平位置應(yīng)能適當(dāng)調(diào)節(jié)。罐內(nèi)軸承不能加潤滑油,應(yīng)采用液體潤滑的塑料軸瓦(如聚四氟乙烯等),軸瓦與軸之間的間隙常取軸徑的0.4~0.7%。為了防止軸頸磨損,可以在與軸承接觸處的軸上增加一個軸套。

8)變速裝置

試驗(yàn)罐采用無級變速裝置。發(fā)酵罐常用的變速裝置有三角皮帶傳動,圓柱或螺旋圓錐齒輪減速裝置,其中以三角皮帶變速傳動較為簡便。

9)軸封

軸封的作用是使罐頂或罐底與軸之間的縫隙加以密封,防止泄漏和污染雜菌。常用的軸封有填料函和端面軸封兩種。

①填料函式軸封是由填料箱體,填料底襯套,填料壓蓋和壓緊螺栓等零件構(gòu)成,使旋轉(zhuǎn)軸達(dá)到密封的效果。

填料函式軸封的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單。主要缺點(diǎn)是:死角多,很難徹底滅菌,容易滲漏及染菌;軸的磨損情況較嚴(yán)重;填料壓緊后摩擦功率消耗大;壽命短,經(jīng)常維修,耗工時多。

②端面式軸封又稱機(jī)械軸封。密封作用是靠彈性元件(彈簧、波紋管等)的壓力使垂直于軸線的動環(huán)和靜環(huán)光滑表面緊密地相互貼合,并作相對轉(zhuǎn)動而達(dá)到密封。

10)發(fā)酵罐的換熱裝置

①夾套式換熱裝置

這種裝置多應(yīng)用于容積較小的發(fā)酵罐;夾套的高度比靜止液面高度稍高即可。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單;加工容易,罐內(nèi)無冷卻設(shè)備,死角少,容易進(jìn)行清潔滅菌工作,有利于發(fā)酵。其缺點(diǎn)是:傳熱壁較厚,冷卻水流速低,發(fā)酵時降溫效果差。

②豎式蛇管換熱裝置

這種裝置是豎式的蛇管分組安裝于發(fā)酵罐內(nèi),有四組、六組或八組不等,根據(jù)管的直徑大小而定,容積5 立方米以上的發(fā)酵罐多用這種換熱裝置。這種裝置的優(yōu)點(diǎn)是:冷卻水在管內(nèi)的流速大;傳熱系數(shù)高。這種冷卻裝置適用于冷卻用水溫度較低的地區(qū),水的用量較少。但是氣溫高的地區(qū),冷卻用水溫度較高,則發(fā)酵時降溫困難,發(fā)酵溫度經(jīng)常超過40℃,影響發(fā)酵產(chǎn)率,因此應(yīng)采用冷凍鹽水或冷凍水冷卻,這樣就增加了設(shè)備投資及生產(chǎn)成本。此外,彎曲位置比較容易蝕穿。

③豎式列管(排管)換熱裝置

這種裝置是以列管形式分組對稱裝于發(fā)酵罐內(nèi)。其優(yōu)點(diǎn)是:加工方便,適用于氣溫較高,水源充足的地區(qū)。這種裝置的缺點(diǎn)是:傳熱系數(shù)較蛇管低,用水量較大。

智能型生物發(fā)酵罐控制系統(tǒng)特點(diǎn)

自動控制系統(tǒng)部分:包括采用菜單式液晶顯示觸屏控制器(TP)的現(xiàn)場控制系統(tǒng)以及PLC主控監(jiān)視控制系統(tǒng),中文菜單與界面。其內(nèi)容有,主菜單系統(tǒng)為子菜單分類,分別為:顯示方式,運(yùn)行選擇,參數(shù)校正,參數(shù)設(shè)定,數(shù)據(jù)曲線分析,運(yùn)行時間,密碼設(shè)置及其他目類等多個子菜單功能系統(tǒng)。(數(shù)字化)

顯示方式,可以進(jìn)行各種參數(shù)的實(shí)時顯示,觸摸屏顯示,狀態(tài)顯示以及反饋蠕動泵狀態(tài)與流量累計(jì)顯示等。

參數(shù)校正,可以進(jìn)行溫度,PH、DO、等傳感器與儀表的快速自整定調(diào)校。(數(shù)字化)

參數(shù)設(shè)定,可以進(jìn)行溫度,轉(zhuǎn)速,泡沫,PH、DO、罐壓,空氣流量、滅菌溫度,滅菌時間,等數(shù)據(jù)的一次性設(shè)定與與全自動模糊控制;可以設(shè)定數(shù)據(jù)記錄周期。

數(shù)據(jù)分析,(1)運(yùn)用監(jiān)視主控制器的大容量存儲器,自動記錄運(yùn)行數(shù)據(jù);記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸并清空。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)可以自動記錄大容量批次數(shù)據(jù),處理更大容量數(shù)據(jù)與狀態(tài)信息。(2TP觸屏亦帶有數(shù)據(jù)曲線分析,更直觀,更簡潔。

密碼設(shè)置,所有的參數(shù)數(shù)據(jù)設(shè)置均需在開機(jī)狀態(tài)下設(shè)置,。密碼分為操作員與管理員及高級管理員超級密碼。

其他目類,系統(tǒng)時間設(shè)置與調(diào)整,時鐘修正(即快慢修正),電機(jī)傳動比設(shè)置,試機(jī)功能,(即空機(jī)狀態(tài)下的狀態(tài)測試),各種泵的標(biāo)定功能。電子說明書,公司介紹,所有功能鍵均有手動與自動功能,所有開關(guān)均為觸摸屏鍵。形成人機(jī)對話的直接功能,所有控制形式均為PLC控制方式,穩(wěn)定可靠。是理想的進(jìn)口罐的替代品。

全自動生物發(fā)酵罐就是整個系統(tǒng)全部采用自動化控制的發(fā)酵罐安全、可靠、穩(wěn)定、效率高。全自動生物發(fā)酵罐為一套系統(tǒng),主要包括發(fā)酵罐、補(bǔ)料罐、無菌空氣過濾系統(tǒng)、發(fā)酵過程自動控制系統(tǒng)、附屬設(shè)備、管道閥門系統(tǒng),是集機(jī)械和控制一體化的工程。

常見的全自動小型發(fā)酵罐的主要控制點(diǎn)見下表:

序號

名稱

性能要求和技術(shù)指標(biāo)

1

溫度控制系統(tǒng)

1、測量范圍:0150;

2、控制范圍:水箱內(nèi)水溫常溫-65;

3、控制精度:±0.2

4、分率:0.1;

4、控制內(nèi)容:溫度值在線檢測、PID智能控制,可根

據(jù)發(fā)酵過程所需溫度進(jìn)行設(shè)定。

1.部件選配:日本進(jìn)口鉑電阻PT100溫度傳感器、

SUS304不銹鋼電極護(hù)套、不銹鋼

電加熱管、SUS304不銹鋼恒溫水箱、

熱水循環(huán)泵控制。

6、特點(diǎn):

A) 配置熱水箱,循環(huán)控溫,節(jié)約能耗。

BPID智能控制系統(tǒng)確保溫控的快速及節(jié)能。

C)夾套在循環(huán)控溫的時候可始終保持零壓,外圍無需安裝安全閥,安全、可靠。

7、溫度帶超上下限報警功能。

8、軟件功能:數(shù)據(jù)曲線圖、數(shù)據(jù)報表、溫度手動、自動兩種控制模式。

生產(chǎn)型發(fā)酵罐用恒溫?zé)崴?,帶?dú)立溫度控制,進(jìn)水口、回水口、溢流口、排污口,材質(zhì):SUS304不銹鋼,表面拋光處理。(三只罐公用一個大熱水恒溫水箱)

2

PH在線檢測、控制系統(tǒng)

1、控制方式:全自動控制,PH值可設(shè)定;

2、顯示范圍:014PH

3、控制范圍:212PH

4、分率:0.01PH;

5、控制精度:±0.03PH;

6、控制內(nèi)容:pH值在線檢測、PID智能控制;

7、部件選配:瑞士進(jìn)口梅特勒玻璃凝膠pH電極檢

測,可高溫在位滅菌,121-30 分鐘。在線可插拔電極護(hù)套、變送器,并采用梅特勒原裝雙屏蔽信號傳輸線與連接,保證pH精確控制。

8、執(zhí)行機(jī)構(gòu):微機(jī)智能PID控制蠕動泵或電磁閥自動流加酸或堿,使

控制在所設(shè)定的范圍內(nèi),可分手動、自動兩種控制模式。

9、PH帶上下限超限報警功能。

10、軟件功能:數(shù)據(jù)曲線圖、數(shù)據(jù)報表、PH手動、自動控制。

11、電極長度120mm,電極外徑:12 mm,安裝尺寸:25 mm

3

DO檢測系統(tǒng)

1、檢測方式:自動檢測;

2、顯示范圍:0-100%0-150%;

3、顯示精度:±0.1%

4、控制內(nèi)容:DO值在線檢測;

5、部件選配:瑞士進(jìn)口梅特勒極普型溶解氧電極

檢測,可高溫在位滅菌,121-30

鐘。配套不銹鋼電極護(hù)套、變送器,

采用梅特勒原裝雙屏蔽信號傳輸線

PLC連接,保證DO精確顯示。

6系統(tǒng)帶DO異常報警功能。

7、電極長120mm,電極外徑:12 mm,安裝尺寸:25 mm。

4

壓力、流量控制系統(tǒng)

1、φ60-φ100表面軸向、徑向不銹鋼壓力表指示管路、罐內(nèi)及夾套壓力,手動隔膜閥控制罐壓,量程:0-0.4Mpa

2、玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì)手動隔膜閥控制進(jìn)氣流量。

3、管道上增設(shè)單向止回閥,防止物料倒流污染過濾器。

5

補(bǔ)料系統(tǒng)

1、執(zhí)行機(jī)構(gòu):恒流型蠕動泵或電磁閥流加。

2、控制方式:自動流加物料,可分手動或自動二種控制模式。

6

消泡系統(tǒng)

1、控制方式:全自動控制;

2、控制精度:10-100000Ω

3、控制內(nèi)容:泡沫異常狀況報警,自動斷續(xù)處理;

4、執(zhí)行機(jī)構(gòu):泡沫傳感器檢測,微機(jī)自動控制蠕動泵或電磁閥流加消泡劑。

5、控制方式:手動、自動二種控制模式。

7

轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)

西門子品牌變頻調(diào)速器,轉(zhuǎn)速50-400rpm±1%,變頻調(diào)速。

發(fā)酵罐西門子品牌變頻調(diào)速器,轉(zhuǎn)速50-350rpm±1%,無級變頻調(diào)速。

8

下位機(jī)發(fā)酵過程控制系統(tǒng)

110.4″寬屏彩色液晶觸摸屏, PLC可編程控制。人機(jī)界面友好,一

臺控制器可同時檢測并控制多臺種子罐及發(fā)酵罐的相應(yīng)參數(shù);

1.生物發(fā)酵過程控制系統(tǒng)由現(xiàn)場控制 器、發(fā)酵過程控制軟件、傳感器和各執(zhí)行元件組成。 現(xiàn)場控是以可編程序控制器為核心,它采用多級擴(kuò)展,具有系統(tǒng)足夠的A/D轉(zhuǎn)換通道、D/A轉(zhuǎn)換通道、開關(guān)量輸入輸出?,F(xiàn)場控制器采用工業(yè)級的人機(jī)界面,在沒有上位機(jī)的情況下,發(fā)酵系統(tǒng)照常運(yùn)行。

這樣的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和選件,更好地提高了系統(tǒng)的可靠性能。

1.軟件控制系統(tǒng)采用了先進(jìn)的模糊控制結(jié)構(gòu),它包

括現(xiàn)場信號的采集與變換的下位機(jī)控制器和軟件

等組成,控制方面全部采用智能PID控制,控制精

度高,具有參數(shù)自整定控制算法。

1.現(xiàn)場人機(jī)操作界面采用液晶觸摸屏,高級觸摸手

感,全中文操作界面,具有數(shù)字化設(shè)定、快速調(diào)

校、數(shù)據(jù)存儲、超限報警和密碼設(shè)置等功能。下

位機(jī)的監(jiān)控軟件采用國內(nèi)**的組態(tài)軟件進(jìn)行二

次開發(fā)而成。該軟件界面美觀,功能齊全,操作

靈活簡便,性能穩(wěn)定可靠。

控制器帶USB串口,用戶可將發(fā)酵過程參數(shù)數(shù)值

拷貝后在其他電腦上連接打印機(jī)打印。

控制系統(tǒng)功能描述:

1、可對發(fā)酵罐的攪拌轉(zhuǎn)速、溫度、pH值、進(jìn)行檢測和控制;

2、各檢測和控制回路的參數(shù)可以在畫面上在線手動設(shè)定和修正,操作有密碼保護(hù)功能。

3、調(diào)節(jié)方式為PID方式,可滿足不同的控制元件和控制性能,可實(shí)現(xiàn)手動/自動無擾動切換。

4、各種監(jiān)控數(shù)據(jù)都可以進(jìn)行實(shí)時顯示和記錄,顯示方式有趨勢線和圖,

5、各回路有上下限位和報警功能。

6、系統(tǒng)有斷電保護(hù)功能,斷電時數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)。

7、全部操作都在人機(jī)界面上進(jìn)行,實(shí)行可視化操作。

8、系統(tǒng)有時鐘功能:發(fā)酵批次日期、運(yùn)行時間等。

9、報警可以被切除,可短時切除、長時切除。

10、具有加酸加堿過程顯示;可實(shí)現(xiàn)曲線設(shè)定,對pH值進(jìn)行分時分段控制。

11、溫度控制:可實(shí)現(xiàn)曲線設(shè)定,對溫度值進(jìn)行分時分段控制。

12、具有補(bǔ)料過程顯示,補(bǔ)料總量顯示。

13、具有消泡功能,高泡狀況記錄,消泡過程顯示。

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