生物發(fā)酵罐的通氣系統(tǒng)主要由以下部分組成：
1. 無菌空氣制備系統(tǒng)：
- 空氣壓縮機(jī)：作為動力源，將外界空氣吸入并進(jìn)行壓縮，提升空氣的壓力，以便能夠順利輸送到發(fā)酵罐內(nèi)。不同類型和規(guī)模的發(fā)酵罐需要適配不同功率和性能的空氣壓縮機(jī)，以滿足空氣供應(yīng)的需求。
- 空氣過濾器：對壓縮后的空氣進(jìn)行過濾凈化，去除空氣中的灰塵、雜質(zhì)、微生物等污染物，確保進(jìn)入發(fā)酵罐的空氣是無菌的?？諝膺^濾器通常采用多層過濾介質(zhì)，如纖維濾紙、活性炭、陶瓷等，不同過濾介質(zhì)的組合可以有效地提高過濾效果。
- 空氣干燥器：用于去除空氣中的水分，防止水分進(jìn)入發(fā)酵罐影響發(fā)酵過程。因為過多的水分可能會導(dǎo)致培養(yǎng)基稀釋、微生物生長受到抑制或設(shè)備腐蝕等問題。常見的空氣干燥器有吸附式干燥器和冷凍式干燥器等。
2. 空氣分布裝置：
- 空氣分布管：位于發(fā)酵罐內(nèi)部，一般在最下層的攪拌槳的正下方，其作用是將無菌空氣均勻地分布到發(fā)酵液中。為保證氣泡的分散效果，多采用帶小孔的環(huán)狀空氣分布管，環(huán)的直徑一般等于攪拌槳的直徑；在大型通氣攪拌罐中，由于攪拌槳尖附近的剪切力較大，足以達(dá)到充分打碎氣泡的目的，為防止培養(yǎng)液中的固體物料或菌絲堵塞空氣分布管，對某些特殊的發(fā)酵體系有時也會采用向下開口的單孔管。
- 氣體分布器：安裝在空氣分布管上或與空氣分布管相連，能夠進(jìn)一步將空氣分散成更小的氣泡，增加空氣與發(fā)酵液的接觸面積，提高氧氣的傳遞效率，從而促進(jìn)微生物的生長和代謝。氣體分布器的形式多樣，如微孔式、噴嘴式、環(huán)形管式等。
3. 出口氣體處理裝置：
- 排氣閥：用于控制發(fā)酵罐內(nèi)氣體的排出，維持發(fā)酵罐內(nèi)的壓力穩(wěn)定。在發(fā)酵過程中，微生物會消耗氧氣并產(chǎn)生二氧化碳等廢氣，這些廢氣需要及時排出發(fā)酵罐。排氣閥可以根據(jù)發(fā)酵罐內(nèi)的壓力自動調(diào)節(jié)開度，確保發(fā)酵罐內(nèi)始終處于高于大氣壓的正壓狀態(tài)，以防止外界空氣進(jìn)入發(fā)酵罐造成污染。
- 出口氣體除菌過濾器：對排出的氣體進(jìn)行過濾除菌，防止發(fā)酵罐內(nèi)的微生物隨著廢氣排放到外界環(huán)境中，造成環(huán)境污染或生物安全問題。出口氣體除菌過濾器的過濾精度通常較高，能夠有效地攔截微生物等顆粒物質(zhì)。
- 尾氣處理裝置(部分發(fā)酵罐配備)：對于一些特殊的發(fā)酵過程，排出的廢氣可能含有有害成分或異味，需要進(jìn)行進(jìn)一步的處理。尾氣處理裝置可以采用吸附、燃燒、化學(xué)處理等方法，對廢氣進(jìn)行凈化處理，減少對環(huán)境的污染。
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