100L发酵罐设计方案

南京天汇生物技术装备有限公司 100L 发酵罐设计方案 系统组成名称 规格型号 数量 1 100L 发酵罐 （含独立自控系统） MSF/A-S-100L （梅特勒原装 pH 电极及变送器 梅特勒原装 DO 电极及变送器） 1 套 2 空压机 BL7504，静音无油空压机，功率 3KW， 容积 120L 1 台 3 空气储罐 150L，移动式压力容器，上海申江牌 1 台 4 空气冷冻干燥机 国产名牌 SLAD-0.5NF，油雾过滤器与 微油雾过滤器（HF 级别） 1 套 5 蒸汽发生器（免检） 上海名牌，扬诺锅炉 30KW，蒸发量 43KG/h 1 套 南京天汇生物技术装备有限公司 一. 100L 发酵罐组成及配置 货物名称 100L 发酵罐 型号 MSF-S-100L 100L 发酵罐 序号 项目 性能要求和技术指标 备注 1 罐体系统 公称容积：100L 装液系数：70% 设计压力：0.3MPa 罐体结构：罐体高径比 2.2:1，罐体设有各种标准接口，带大视角长条 玻璃视镜，罐顶配 LED 暖光源视镜灯，寿命长，可视性好。夹套内置 独特倒流装置，避免冷热水走短路。 罐 顶：配消泡 1 个、投料接种口 1 个、补料口 3 个 、排气口 1 个 （有冷凝器）及多个备用口，所有接口均采用国际标准圆螺纹接口。 罐 壁：配置 1 个发酵罐专用取样阀（带蒸汽灭菌）、设计无死角和 积液。 罐 底：配置 1 个发酵罐专用罐底阀（带蒸汽灭菌），设计无死角和 积液，隔膜阀控制蒸汽开度。 特 点： 1.内外抛光，粗糙度 Ra0.4，材质：SUS316L。 2.夹套传热，材质 SUS304。 3.直径 25 的 pH、DO、温度等国际标准接口，接种、补酸、补碱、补 料等各种工艺接口齐全。 4.按照压力容器标准制造。 2 搅拌系统 1. 采用罐顶式机械密封系统，德国技术机械密封系统，密封性能好；高 性能搅拌桨、消泡桨。 2. 德国三相交流电机德国三相交流电机， 日本变频器日本变频器无极调速。 搅拌轴采用 316L 不锈钢， 搅拌桨动平衡处理，转速平稳抖动小，寿命长，。 3. 发酵专用标准搅拌桨（三档：三档六平直叶，且高度可调）。 3 无菌空气 系统 1. 通气系统：两级无菌空气过滤系统，精过滤精度 0.01m。 2. 进气滤芯：进气管道上有单向阀，防止倒吸污染滤芯；设计合理的过 滤器、空气管路排污系统避免染菌。 3. 排气系统：SUS316L 不锈钢排气冷凝器，自动控制排气量；设计合 理的排气系统避免染菌。 空气管路灭菌：气动隔膜阀控制，灭菌完毕可实现无菌空气自动吹干。 4 温控系统 1. 特制温度传感器 PT100，温控系统控制精度 0.1。 2. 气动角座阀通入外源自来水降温，也可接入冷冻水。 3. 电加热恒温水箱升温，热水罐防干烧，配置高温保护，自动补水功 能，安全可靠。 夹套独特导流装置，确保热传递效率高，避免罐内局部温差大。 5 流量、罐压 调节 1. 质量流量计指示控制流量，调节范围 0-100L/min。 2. PID 自动调节罐压，防震压力表显示罐压，调节范围 0-0.20MPa。 南京天汇生物技术装备有限公司 6 pH 检测/控 制 1、采用智能 PID 控制，2 台蠕动泵开关控制流加酸碱，自动控制，自 动计量。 瑞士梅特勒玻璃凝胶电极梅特勒玻璃凝胶电极可重复灭菌， 配套梅特勒电极屏蔽线梅特勒电极屏蔽线， 瑞士原装瑞士原装梅特勒变送器梅特勒变送器，校正功能完全由系统软件校正。 2.配置酸、碱蠕动泵共两套，2000ml 耐高温灭菌血清瓶 2 只，无菌换气 过滤器，实现 pH 自动控制，控制稳定、操作方便。 显示范围：2.00-12.00；显示精度： 0.02；控制精度 0.1。 3. 控制器可实现：pH 值曲线分析、加酸、加碱量曲线分析、批报表分 析、酸加入量累计显示记录、碱加入量累计显示记录，发酵过程顺序控 制。 7 DO 检测/控 制 极谱型 DO 电极进行检测，并可与转速、补料、时间段进行偶联控制。 范围：0-100%；显示，记录，精度： 2%； 1.光学型光学型 DO 电极（瑞士梅特勒）电极（瑞士梅特勒）、瑞士原装进口瑞士原装进口屏蔽电缆屏蔽电缆、不锈钢、不锈钢 护套，护套，瑞士原装梅特勒变送器瑞士原装梅特勒变送器。 2.用户可根据发酵工艺自行选择切换控制方法（根据发酵时间控制） 8 消泡系统 特制探针式消泡电极，100 100000；蠕动泵一套，5000ml 耐高温灭 菌血清瓶 1 只，无菌换气过滤器。 9 灭菌 原位在线手动灭菌。 10 补料系统 间隙式蠕动泵控制，有手动、自动、关闭三个档位相互切换，手动或者 自动控制流加并计量（可根据发酵时间段采用不同策略控制补料）。控 制器可实现：补料量曲线分析，加入量累计显示记录，批报表分析，数 据保存。 蠕动泵 2 套，2L 耐高温灭菌血清瓶 2 只，无菌换气过滤器 2 只 11 管道阀门 管道设计合理、美观，所有阀门均可在正面操作。 1.所有与物料、空气管道均采用优质 SUS316L 不锈钢卫生级不锈钢管， 其余管道采用 SUS304 不锈钢卫生级不锈钢管；所有管道、管件均采用 内表面氩气保护焊接。 12 人机界面 1.304 不锈钢拉丝控制柜 2.10 英寸 MCGS 现场触摸屏，功能强大，操作方便 3.德国西门子 PLC 13 备件 1.每台发酵罐标配 pH、DO 电极堵头 2 个，补料针堵头 4 个。 2.pH、DO 电极护套 O 型圈 4 个，补料针 O 型圈 4 个，温度电极 O 型 圈 4 个。 3.补料针、取料针各 3 只、原装中美合资保定兰格硅胶管 10 米、补料瓶 3 只（2000ml 3）、进口换气过滤器（呼吸器）3 只。 南京天汇生物技术装备有限公司 二50L 自动灭菌发酵罐过程控制软件 MSF-V2018 1 核心硬件核心硬件 控制系统以德国西门子 PLC、10 英寸触摸屏为核心组成，是国内一流的操作 系统，没有上位机的情况下可以进行数据处理和曲线显示，画面简单明了，操作 简单方便，有 USB 接口，可以选择通过软件方便的标定 pH、DO 电极，亦可选择 pH、DO 变送器直接标定 pH、DO 电极。 2 控制软件控制软件 汇科生物发酵过程控制软件 V2018 版以 PLC 为核心组成， 其中 10纯平触摸 显示器作为显示界面，显示内容丰富齐全，操作简单方便。该控制系统能适应不 同的传感器和执行机构的范围的输出输入信号。 控制和显示参数：温度、搅拌转速、pH、溶氧、消泡、空气流量、罐压、补 料量、（发酵液体积、排气 O2、排气 CO2 可选）等 14 个直接参数并可计算间接 参数。 1控制方式 手动控制方式：可以设定开阀比例或阀门开度（当采用调节阀）。 自动控制方式：可以选择 PID 连续或 PID 开关方式控制。 顺序控制方式：对所有的控制参数可以预先设定多个控制段，以实现自动分段 控制。 关联控制：溶氧可以选择转速、空气流量、罐压、补料等进行控制；pH 可以选 择加酸加碱来控制。 2 计量功能：可以对补料、消泡剂、酸碱等计量 3 X Y 轴实进走向图， 可以对图形任意展开和收缩显示， 帮助操作着判断参数之 间的相互影响，从而对发酵过程进行快速修改和调整 4 数据处理功能 能显示、分析所有参数的趋势曲线 能存储、显示、分析所有参数的历史曲线，可随意选择不同时间段及其他罐 批记录数据在同一界面展现对照比较,随意设置曲线显示的上下限，可以同时 任意显示 1-12 条过程曲线。 能显示所有参数的报表 能直接用优盘拷贝数据 数据存储格式与 EXCEL 兼容，可至 EXCEL 平台处理 5 控制软件功能 图形界面动态画面显示、所有可控元件动态显示于画面。 数据实时曲线。 数据历史曲线，可查找存于电脑中任何时间段、点的精确数据（也可按发酵批 次查询）。 各搅拌电机启停、报警等状态的历史查询。 发酵系统的各工艺控制参数的在线、离线设定。 工艺参数的报警，报警参数的设定、报警实时动态显示、报警历史记录、查询、 数据处理等功能。 发酵罐发酵批次的设定、记录、查询（数据表格查询和曲线查询），并可随意 设定该发酵批次中数据存盘的时间间隔。 综合报表:综合处理存于存储介质中的历史数据，并可以 Excel 表格的形式导 出数据。 控制柜上 10 英寸液晶显示器显示发酵罐的实时状态参数，实时曲线等。实时 状态参数包括：发酵罐温、搅拌转速、pH 值、DO 值，泡沫报警，补料量等。 用户权限管理：系统设有操作员、管理员和系统管理员三个等级的操作权限， 并可在线维护用户数据，如修改密码、删除用户、创建用户等。 南京天汇生物技术装备有限公司 三、技术参数 序号 参数 关键部件规格和型号 控制指标 控制器数据处理功能 1 温度 传感器：PT100，0 150 德国元件组装 循环泵：丹麦格兰富 角座阀：上海钜良 全自动 PID 控制，带缺水 保护装置控制范围冷却 水温度+555 0.2 发酵过程顺序控制 温度曲线记录和分析数据保 存，并可传输到上位计算机 2 转速 德国交流电机 全自动设定控制发酵过 程顺序控制 转速曲线记录和分析数据保 存，并可传输到上位计算机 3 pH PH 电 极：梅特勒 量 程：014， 检测精度： 0.01PH 控制精度： 0.02PH 显示范围： 0.0014.00 0.01全自动控 制范围：2.0012.00 0.02 发酵过程顺序控制 pH 值曲线记录和分析酸加 入量累计显示记录碱加入量 累计显示记录数据保存，并 可传输到上位计算机 4 DO DO 电 极：梅特勒 量 程：0150 检测精度：5 根据需要可以与转速和 补料关联控制控制范围 0150%， 1%发酵过程顺 序控制 DO 值曲线记录和分析数据 保存，并传输到上位计算机 5 补料 蠕动泵头：中美合资兰 格蠕动泵 全自动PID控制发酵过程 分段控制 补料量曲线记录和分析加入 量累计显示记录数据保存， 并可传输到上位计算机 6 泡沫 消沫电极：南京天汇 蠕动泵头：保定兰格 全自动 PID 控制与报警 灵敏度 100 100000 泡沫（或液位）异常状况记 录消泡剂（或补料）加入量 累计显示记录数据保存，并 可传输到上位计算机 7 压力 现场压力表显示 00.25MPa 8 流量 空气玻璃转子流量计 1:2VVm，自动控制 南京天汇生物技术装备有限公司 四关键部件材质和品牌 序号 主要部件 型号及材质 数量/件 1 罐体 SUS316L/SUS304 1 2 触摸屏 10 英寸触摸屏 1 3 调速电机 SEW 1 4 调速器 富士 1 5 流量计 质量流量计 1 6 控温角座阀 连接 1/2”内螺纹 304 不锈钢 防水锤 4 7 循环泵 UPA90/120 1 8 pH 电极 InPro3030/120 1 9 pH 电缆 梅特勒 AK9/3m 1 10 pH 变送器 梅特勒 1 11 DO 电极 光学溶氧电极带变松输出 1 12 DO 电缆 梅特勒 VP6-ST/3m 1 13 空气过滤器 0.01m 2.5 英寸 2 14 呼吸过滤器 Sartorius 37 8 15 蠕动泵 保定兰格 5 16 消泡电极 XP-2015 1 17 调