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FC-ZN-50L生物发酵罐

简要描述:

FC-ZN-50L生物发酵罐就是整个系统全部采用自动化控制的发酵罐安全、可靠、稳定、效率高。全自动生物发酵罐为一套系统,主要包括发酵罐、补料罐、无菌空气过滤系统、发酵过程自动控制系统、附属设备、管道阀门系统,是集机械和控制一体化的工程。

  • 产品型号:
  • 厂商性质:其他
  • 更新时间:2024-07-17
  • 访  问  量:1117

详细介绍

FC-ZN-50L生物发酵罐罐体机械组成结构:

1)罐体

发酵罐的罐体由筒体及椭圆形或碟形封头焊接而成,小型发酵罐封头和筒体采用法兰连接。罐顶装有视镜及灯镜,方便观察罐内发酵状态。在发酵罐的罐顶上的接管有:进料管、补料管、排气管、接种管和压力表接管。在罐身上的接管有冷却水进出管、进空气管、取样管、温度计管和测控仪表接口。

2)罐体的尺寸比例

罐体各部分的尺寸有一定的比例,发酵罐一般由于发酵的需要一般为细长型,高度与直径之比一般为1.7~2.5左右。

3)搅拌器

   发酵罐通常装有两组搅拌器,两组搅拌器的间距S约为搅拌器直径的三倍。对于大型发酵罐以及液体深度HL较高的,可安装三组或三组以上的搅拌器。下面一组搅拌器通常与风管出口较接近为好,与罐底的距离C一般等于搅拌器直径Di,但也不宜小于0.8Di,否则会影响液体的循环。

轴向式搅拌器:桨叶式、螺旋桨式

径向式(涡轮式)搅拌器(Disc turbine):平直叶、弯叶、箭叶

4)挡板

挡板的作用是改变液流的方向,由径向流改为轴向流,促使液体剧烈翻动,增加溶解氧。

全挡板条件:是指在一定转数下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。要达到全挡板条件必须满足下式要求:

5)消泡器

消泡器的作用是将泡沫打破。消泡器常用的形式有锯齿式、梳状式及孔板式。孔板式的孔径约10~20毫米。消泡器的长度约为罐径的0.65倍。

6)联轴器

大型发酵罐搅拌轴较长,常分为二至三段,用联轴器使上下搅拌轴成牢固的刚性联接。常用的联轴器有鼓形及夹壳形两种。小型的发酵罐可采用法兰将搅拌轴连接,轴的连接应垂直,中心线对正。

7)轴承

为了减少震动,中型发酵罐般在罐内装有底轴承,而大型发酵罐装有中间轴承,底轴承和中间轴承的水平位置应能适当调节。罐内轴承不能加润滑油,应采用液体润滑的塑料轴瓦(如聚四氟乙烯等),轴瓦与轴之间的间隙常取轴径的0.4~0.7%。为了防止轴颈磨损,可以在与轴承接触处的轴上增加一个轴套。

8)变速装置

试验罐采用无级变速装置。发酵罐常用的变速装置有三角皮带传动,圆柱或螺旋圆锥齿轮减速装置,其中以三角皮带变速传动较为简便。

9)轴封

轴封的作用是使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封,防止泄漏和污染杂菌。常用的轴封有填料函和端面轴封两种。

①填料函式轴封是由填料箱体,填料底衬套,填料压盖和压紧螺栓等零件构成,使旋转轴达到密封的效果。

填料函式轴封的优点是结构简单。主要缺点是:死角多,很难*灭菌,容易渗漏及染菌;轴的磨损情况较严重;填料压紧后摩擦功率消耗大;寿命短,经常维修,耗工时多。

②端面式轴封又称机械轴封。密封作用是靠弹性元件(弹簧、波纹管等)的压力使垂直于轴线的动环和静环光滑表面紧密地相互贴合,并作相对转动而达到密封。

10)发酵罐的换热装置

①夹套式换热装置

    这种装置多应用于容积较小的发酵罐;夹套的高度比静止液面高度稍高即可。这种装置的优点是:结构简单;加工容易,罐内无冷却设备,死角少,容易进行清洁灭菌工作,有利于发酵。其缺点 是:传热壁较厚,冷却水流速低,发酵时降温效果差。

②竖式蛇管换热装置 

这种装置是竖式的蛇管分组安装于发酵罐内,有四组、六组或八组不等,根据管的直径大小而定,容积立方米 以上的发酵罐多用这种换热装置。这种装置的优点是:冷却水在管内的流速大;传热系数高。这种冷却装置适用于冷却用水温度较低的地区,水的用量较少。但是气温高的地区,冷却用水温度较高,则发酵时降温困难,发酵温度经常超过40℃, 影响发酵产率,因此应采用冷冻盐水或冷冻水冷却,这样就增加了设备投资及生产成本。此外,弯曲位置比较容易蚀穿。

③竖式列管(排管)换热装置 

这种装置是以列管形式分组对称装于发酵罐内。其优点是:加工方便,适用于气温较高,水源充足的地区。这种装置的缺点是:传热系数较蛇管低,用水量较大。

FC-ZN-50L生物发酵罐控制系统特点

自动控制系统部分:包括采用菜单式液晶显示触屏控制器(TP)的现场控制系统以及PLC主控监视控制系统,中文菜单与界面。其内容有,主菜单系统为子菜单分类,分别为:显示方式,运行选择,参数校正,参数设定,数据曲线分析,运行时间,密码设置及其他目类等多个子菜单功能系统。(数字化)

显示方式,可以进行各种参数的实时显示,触摸屏显示,状态显示以及反馈蠕动泵状态与流量累计显示等。

参数校正,可以进行温度,PHDO、等传感器与仪表的快速自整定调校。(数字化)

参数设定,可以进行温度,转速,泡沫,PHDO、罐压,空气流量、灭菌温度,灭菌时间,等数据的一次性设定与与全自动模糊控制;可以设定数据记录周期。

数据分析,(1)运用监视主控制器的大容量存储器,自动记录运行数据;记录数据进行传输并清空。数据库管理系统可以自动记录大容量批次数据,处理容量数据与状态信息。(2TP触屏亦带有数据曲线分析,更直观,更简洁。

密码设置,所有的参数数据设置均需在开机状态下设置,。密码分为操作员与管理员及管理员密码。

其他目类,系统时间设置与调整,时钟修正(即快慢修正),电机传动比设置,试机功能, (即空机状态下的状态测试),各种泵的标定功能。电子说明书,公司介绍,所有功能键均有手动与自动功能,所有开关均为触摸屏键。形成人机对话的直接功能,所有控制形式均为PLC控制方式,稳定可靠。是进口罐的替代品。

常见的全自动小型发酵罐的主要控制点见下表:

序号

名称

性能要求和技术指标

1

温度控制系统

1、测量范围:0150

2、控制范围:水箱内水温常温-65

3、控制精度:±0.2

4、分  率:0.1

4、控制内容:温度值在线检测、PID智能控制,可根

据发酵过程所需温度进行设定。

1.       部件选配:铂电阻PT100温度传感器、

SUS304不锈钢电极护套、不锈钢

电加热管、SUS304不锈钢恒温水箱、

热水循环泵控制。

6、特   点:

A) 配置热水箱,循环控温,节约能耗。

BPID智能控制系统确保温控的快速及节能。

C)夹套在循环控温的时候可始终保持零压,外围无需安装安全阀,安全、可靠。

7温度带超上下限报警功能。

8软件功能:数据曲线图、数据报表、温度手动、自动两种控制模式。

生产型发酵罐用恒温热水箱,带独立温度控制,进水口、回水口、溢流口、排污口,材质:SUS304不锈钢,表面抛光处理。(三只罐公用一个大热水恒温水箱)

2

PH在线检测、控制系统

1、控制方式:全自动控制,PH值可设定;

2、显示范围:014PH

3、控制范围:212PH

4、分  率:0.01PH

5、控制精度:±0.03PH

6、控制内容:pH值在线检测、PID智能控制;

7、部件选配:梅特勒玻璃凝胶pH电极检

测,可高温在位灭菌,121-30 分钟。在线可插拔电极护套、变送器,并采用梅特勒原装双屏蔽信号传输线与连接,保证pH精确控制。

8执行机构: 微机智能PID控制蠕动泵或电磁阀自动流加酸或碱,使

控制在所设定的范围内,可分手动、自动两种控制模式。

9PH带上下限超限报警功能。

10软件功能:数据曲线图、数据报表、PH手动、自动控制。

11、电极长度120mm,电极外径:12   mm,安装尺寸:25 mm

3

DO检测系统

1、检测方式:自动检测;

2、显示范围:0-100%0-150%

3、显示精度:±0.1%

4、控制内容:DO值在线检测;

5、部件选配:梅特勒极普型溶解氧电极

检测,可高温在位灭菌,121-30

钟。配套不锈钢电极护套、变送器,

采用梅特勒原装双屏蔽信号传输线

PLC连接,保证DO精确显示

6系统带DO异常报警功能。

7、电极长120mm,电极外径:12   mm,安装尺寸:25 mm

4

压力、流量控制系统

1φ60-φ100表面轴向、径向不锈钢压力表指示管路、罐内及夹套压力,手动隔膜阀控制罐压,量程:0-0.4Mpa

2、玻璃转子流量计手动隔膜阀控制进气流量。

3、管道上增设单向止回阀,防止物料倒流污染过滤器。

5

补料系统

1、执行机构:恒流型蠕动泵或电磁阀流加。

2、控制方式:自动流加物料,可分手动或自动二种控制模式。

6

消泡系统

1、控制方式:全自动控制;

2、控制精度:10-100000Ω

3、控制内容:泡沫异常状况报警,自动断续处理;

4、执行机构:泡沫传感器检测,微机自动控制蠕动泵或电磁阀流加消泡剂。

5、控制方式:手动、自动二种控制模式。

7

转速控制系统

西门子变频调速器,转速50-400rpm±1%,变频调速。

发酵罐西门子变频调速器,转速50-350rpm±1%,无级变频调速。

8

下位机发酵过程控制系统

110.4″宽屏彩色液晶触摸屏, PLC可编程控制。人机界面友好,一

台控制器可同时检测并控制多台种子罐及发酵罐的相应参数;

1.       生物发酵过程控制系统由现场控制   器、发酵过程控制软件、传感器和各执行元件组成。 现场控是以可编程序控制器为核心,它采用多级扩展,具有系统足够的A/D转换通道、D/A转换通道、开关量输入输出。现场控制器采用工业级的人机界面,在没有上位机的情况下,发酵系统照常运行。

这样的设计结构和选件,更好地提高了系统的可靠性能。

1.       软件控制系统采用了模糊控制结构,它包

括现场信号的采集与变换的下位机控制器和软件

等组成,控制方面全部采用智能PID控制,控制精

度高,具有参数自整定控制算法。

1.       现场人机操作界面采用液晶触摸屏,触摸手

感,全中文操作界面,具有数字化设定、快速调

校、数据存储、报警和密码设置等功能。下

位机的监控软件采用国内的组态软件进行二

次开发而成。该软件界面美观,功能齐全,操作

灵活简便,性能稳定。

控制器带USB串口,用户可将发酵过程参数数值

拷贝后在其他电脑上连接打印机打印。

控制系统功能描述:

1、可对发酵罐的搅拌转速、温度、pH值、进行检测和控制;

2、各检测和控制回路的参数可以在画面上在线手动设定和修正,操作有密码保护功能。

3、调节方式为PID方式,可满足不同的控制元件和控制性能,可实现手动/自动无扰动切换。

4、各种监控数据都可以进行实时显示和记录,显示方式有趋势线和图,

5、各回路有上下限位和报警功能。

6、系统有断电保护功能,断电时数据进行保护。

7、全部操作都在人机界面上进行,实行可视化操作。

8、系统有时钟功能:发酵批次日期、运行时间等。

9、报警可以被切除,可短时切除、长时切除。

10、具有加酸加碱过程显示;可实现曲线设定,对pH值进行分时分段控制。

11、温度控制:可实现曲线设定,对温度值进行分时分段控制。

12、具有补料过程显示,补料总量显示。

13、具有消泡功能,高泡状况记录,消泡过程显示。

 

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