玻璃鋼制品在發酵行業中的應用
自本世紀70年代以來，在分子生物學和細胞生物濱基礎上發展起來的生物技術迅速崛起，使整個生物技術中重要組成部分的發酵工程，得到了飛速的發展，促使發酵設備從傳統向現代化的更新。玻璃鋼耐腐蝕、性能好，是發酵設備較為理想的替代材料。
1、發酵行業對設備的要求
發酵，就是利用微生物對有機物作用而使其分解的過程。發酵過程一般分為以下六個部分：①菌種的選育和保藏；②用于維持復壯種子的制備和發酵的培養基；③滅菌；④活力高、無雜菌的種子制備；⑤發酵的適合的工藝條件；⑥分離過程，包括三廢處理等。
1.1發酵行業所用設備對材質的要求
（1）耐腐蝕
發酵行業的腐蝕性介質主要有三種，一是其產品或生產過程中的中間體及產品本身的腐蝕，如：檸檬酸、醋酸、醬油中的鹽類等；二是工藝過程中所必需用的各種輔料和清洗 消菌用品，如：各種鹽、無機酸（鹽酸、硫酸、亞硫酸等）、堿類（氫氧化鈉、氨水等）；三是以上兩種的混合物，以及應進行環保處理的廢氣、廢水等等。
（2）材料無毒，能接觸食品
設備必須滿足盛裝食品的衛生要求。
（3）有利于防治污染菌
發酵過程中污染雜菌或噬菌體是發酵工業的大敵，染菌不僅防礙生產菌種的生長和產物的合成，打亂政黨生產管理秩序，還會影響下道工序的產品質量嚴重的會造成倒罐（將發酵液放入下水道），使生產遭受很大的損失，所以對設備要求作到無死角、無滲漏，而且其材質無污垢，不易滋生、滯留不良菌種等。
（4）有一定的強度和剛度
發酵行業中除了成品和原輔料的貯存罐外，一些設備還有溫度、壓力、帶攪拌器等要求，如各種發酵罐、味精工業的中和罐、離子交換柱、及制檸檬酸用的真空濃縮罐等等。因此對于制造設備的材料有一定的強度和剛度要求。
（5）控制造價，滿足經濟性要求
1.2 現有設備的材質狀況
目前，用于發酵行業的大部分設備，其材質大體上分三類。類為碳鋼復合，即內襯橡膠、玻璃鋼、不銹鋼、塑料及耐酸瓷磚等；第二類為整體不銹鋼；第三類為整體塑料類（PVC、PP等）。
碳鋼復合和塑料類設備，造價適中，一般可滿足通常耐腐蝕等方面的要求。但碳鋼復合設備襯里材料與碳鋼之間性能差異很大，給施工和維修帶來很多因難，而且襯里易脫落，造成設備腐蝕和對內部介質的污染，另外，維修費用增大，還會造成使用壽命大大縮短。更有甚者，一旦容器的耐蝕襯里穿漏，會使碳鋼殼體產生嚴懲的腐蝕，甚至使整個設備報廢。對于壓力罐，則還有可能發生爆炸等嚴懲事故。
塑料類設備具有較優良的耐腐蝕性，可使用于多種介質。但塑料類設備基本上都屬于熱塑性工程塑料，使用溫度不高，（如PVC，通常在70℃以下），或低溫下性脆，易開裂（如PP等等），強度低，易老化。因此應用受到了限制。
整體不銹鋼設備，整體耐蝕好，加工、維修方便，強度高，耐溫性好，常用于一些關鍵且使用條件較苛刻的設備。然而在實際使用中，也存在一些問題，如腐蝕、染菌等，如果解決不好，不僅發揮不了其優越性，而且可能造成更大的損失。
2 玻璃鋼材質的特點
（1）滿足食品衛生的要求。能否滿足食品衛生要求，這是發酵設備的根本要求。玻璃鋼產品能否符合食品衛生要求，關鍵在于內襯樹脂的選擇，即必須選用食品級樹脂。
（2）輕質高強。玻璃鋼的比重只有1.4~2.0，而纖維纏繞玻璃鋼的拉伸強度可達300~500MPa，超過普通鋼的極限強度，如按比強度計算，也已達到或超過某些特殊合金鋼。因些可作為防腐設備的主要結構材料，并具有運輸、安裝和維修方便的優點。
（3）優良的耐腐蝕性。玻璃鋼的大特點之一，就是耐腐蝕性好。通過樹脂的種類和牌號的選擇，彩適宜的成型工藝，可以生產出耐多種酸、堿、鹽油類及有機溶劑的玻璃鋼制品。
（4）良好的表面性能和易清洗、滅菌性能。由于玻璃鋼是整體成型的，無接縫，內壁光滑，與化學介質接觸時，表面很少有腐蝕產物和結垢現象，更不滋生菌和微生物。因此不污染介質，極易清洗，經食品和藥物管理部門專門檢驗，玻璃鋼已達到食品釀造，醫藥工業的要求。
（5）可設計性好。玻璃鋼是一種可以改變其原料種類、數量比例和增強材料的排布方式，以滿足不同性能要求的復合材料。
（6）良好的施工工藝性。未固化的樹脂和增強材料有改變形狀的能力，因此，可以通過不同的成型方法和模具方便地加工成所需要的形狀。這一特點適合大型、整體和結構復雜的設備的施工要求，適合于現場施工和組裝。
（7）抗老化、阻燃。玻璃鋼是增強塑料范疇的制品，基體材料存在著自然老化和燃燒的問題。但上經過60多年，經過30多年的研究，已經得到初步解決。增強材料加偶聯劑處理，使用50年，變曲強度可保持在64.46%，拉伸強度保留率在71.2%，如再配加防老劑，防老化性能更好；玻璃鋼基體中加入阻燃劑或采用阻燃性樹脂再加入阻燃劑，氧指數可達34~36，完全滿足發酵設備的阻燃防火要求。
（8）綜合造價較低。玻璃鋼作為一種新的功能材料，由于其所用原材料的價格較高，一般說來，玻璃設備的價格高于碳鋼設備和一些塑料設備，而低于不銹鋼和其它一些有色金屬設備。但由于玻璃鋼重量輕、耐蝕性好、使用壽命長、維修少等優點，其安裝、使用費用和綜合造價低；而且對于部分使用條件復雜或苛刻的設備，可以采用各取所長的辦法，如加熱盤管用不銹鋼或鈦材，內襯熱塑性塑料等，以達到既擁有優良性能又可降低造價的目的。
3 設計與制作時應注意的事項
3.1 設計
（1）安全系數。安全系數為極限強度與許用應力的比值，由于玻璃鋼缺乏標準的強度值，而且其實測值分散性較大，故在確定安全系數時，要仔細分析酌情處理，主要考慮下列因素：①對負載分析和應力分析。受力狀態計算得準確時，可用較低的安全系數；②用不同的工藝方法制成的玻璃鋼制品，應選用不同的安全系數；③使用溫度較高時，應視所選用樹脂的熱變形溫度，選擇合理的安全系數；④如有沖擊負載、疲勞負載時，應適當提高安全系數；⑤對于有后固化工藝處理的，可選用較低的安全系數；⑥如有可能造成人身傷亡或是關鍵的設備，要適當提高安全系數。一般說業，總的安全系數，不能低于6，但也不要取過高的安全系數，避免浪費材料。
（2）樹脂類型。要針對所接觸的介質種類和溫度要求，合理地選擇樹脂類型，在無可靠數據時，應采用模擬實驗，以確保所選用樹脂在使用溫度下仍具有要求的耐腐蝕性和強度。
（3）結構設計。設備的結構設計必須滿足使用、安裝方便的要求。如有的設備要求內外清洗方便，就要求進出口、接口、噴咀及支撐處做特別考慮。另外，玻璃鋼的彈性模量較低，應通過合理的結構設計滿足其剛度要求。
3.2 生產
應嚴格按工藝規程進行。尤其是耐腐蝕層的加工，要絕對保證質量，對于部分特殊要求的情況，應有針對性地嚴格控制和管理。如，對有食品衛生要求的容器嚴格控制以下部分：①與介質接觸部分的樹脂必需選取食品級的，符合GB13115標準要求，且有正式的試驗報告：所用固化劑，促進劑、阻聚劑及以上的助劑的溶劑也必須滿足GB13225標準要求；②在容器加工完畢后，應進行后固化處理。通常為80℃溫度下處理3h以上，或室溫下固化不少于14d；③與介質接觸表面應用水蒸汽（溫度為80~120℃）或80℃水沖洗兩沖，并在處理完畢后及使用前處于密封狀態。
3.3 安裝、運輸、使用
玻璃鋼是一種新型材料，它有其自身特點。在安裝，運輸和使用過程中與原來系統材料制成的設備有所不同，應按照圖低和生產廠家的安裝、運輸和使用手冊規定及說明進行，以保證產品質量。
4 結束語
玻璃鋼的發酵設備近年來有了較大的發展，不少廠家在這方面進行了研制、生產和應用，并取得了一定經驗。但隨著生物技術的發展，新的工藝、技術的應用和對產品質量要求的提高，對其設備也提出了更高的要求。隨著耐蝕玻璃鋼原材料和產品的制造設備及技術飛速發展，作為集多項優點于一身的玻璃鋼制品，必將在發酵行業中，為解決尚存的各種問題作出更大的貢獻，使發酵行業中的玻璃鋼設備成為玻璃鋼的主要用途之一。
1、發酵行業對設備的要求
發酵，就是利用微生物對有機物作用而使其分解的過程。發酵過程一般分為以下六個部分：①菌種的選育和保藏；②用于維持復壯種子的制備和發酵的培養基；③滅菌；④活力高、無雜菌的種子制備；⑤發酵的適合的工藝條件；⑥分離過程，包括三廢處理等。
1.1發酵行業所用設備對材質的要求
（1）耐腐蝕
發酵行業的腐蝕性介質主要有三種，一是其產品或生產過程中的中間體及產品本身的腐蝕，如：檸檬酸、醋酸、醬油中的鹽類等；二是工藝過程中所必需用的各種輔料和清洗 消菌用品，如：各種鹽、無機酸（鹽酸、硫酸、亞硫酸等）、堿類（氫氧化鈉、氨水等）；三是以上兩種的混合物，以及應進行環保處理的廢氣、廢水等等。
（2）材料無毒，能接觸食品
設備必須滿足盛裝食品的衛生要求。
（3）有利于防治污染菌
發酵過程中污染雜菌或噬菌體是發酵工業的大敵，染菌不僅防礙生產菌種的生長和產物的合成，打亂政黨生產管理秩序，還會影響下道工序的產品質量嚴重的會造成倒罐（將發酵液放入下水道），使生產遭受很大的損失，所以對設備要求作到無死角、無滲漏，而且其材質無污垢，不易滋生、滯留不良菌種等。
（4）有一定的強度和剛度
發酵行業中除了成品和原輔料的貯存罐外，一些設備還有溫度、壓力、帶攪拌器等要求，如各種發酵罐、味精工業的中和罐、離子交換柱、及制檸檬酸用的真空濃縮罐等等。因此對于制造設備的材料有一定的強度和剛度要求。
（5）控制造價，滿足經濟性要求
1.2 現有設備的材質狀況
目前，用于發酵行業的大部分設備，其材質大體上分三類。類為碳鋼復合，即內襯橡膠、玻璃鋼、不銹鋼、塑料及耐酸瓷磚等；第二類為整體不銹鋼；第三類為整體塑料類（PVC、PP等）。
碳鋼復合和塑料類設備，造價適中，一般可滿足通常耐腐蝕等方面的要求。但碳鋼復合設備襯里材料與碳鋼之間性能差異很大，給施工和維修帶來很多因難，而且襯里易脫落，造成設備腐蝕和對內部介質的污染，另外，維修費用增大，還會造成使用壽命大大縮短。更有甚者，一旦容器的耐蝕襯里穿漏，會使碳鋼殼體產生嚴懲的腐蝕，甚至使整個設備報廢。對于壓力罐，則還有可能發生爆炸等嚴懲事故。
塑料類設備具有較優良的耐腐蝕性，可使用于多種介質。但塑料類設備基本上都屬于熱塑性工程塑料，使用溫度不高，（如PVC，通常在70℃以下），或低溫下性脆，易開裂（如PP等等），強度低，易老化。因此應用受到了限制。
整體不銹鋼設備，整體耐蝕好，加工、維修方便，強度高，耐溫性好，常用于一些關鍵且使用條件較苛刻的設備。然而在實際使用中，也存在一些問題，如腐蝕、染菌等，如果解決不好，不僅發揮不了其優越性，而且可能造成更大的損失。
2 玻璃鋼材質的特點
（1）滿足食品衛生的要求。能否滿足食品衛生要求，這是發酵設備的根本要求。玻璃鋼產品能否符合食品衛生要求，關鍵在于內襯樹脂的選擇，即必須選用食品級樹脂。
（2）輕質高強。玻璃鋼的比重只有1.4~2.0，而纖維纏繞玻璃鋼的拉伸強度可達300~500MPa，超過普通鋼的極限強度，如按比強度計算，也已達到或超過某些特殊合金鋼。因些可作為防腐設備的主要結構材料，并具有運輸、安裝和維修方便的優點。
（3）優良的耐腐蝕性。玻璃鋼的大特點之一，就是耐腐蝕性好。通過樹脂的種類和牌號的選擇，彩適宜的成型工藝，可以生產出耐多種酸、堿、鹽油類及有機溶劑的玻璃鋼制品。
（4）良好的表面性能和易清洗、滅菌性能。由于玻璃鋼是整體成型的，無接縫，內壁光滑，與化學介質接觸時，表面很少有腐蝕產物和結垢現象，更不滋生菌和微生物。因此不污染介質，極易清洗，經食品和藥物管理部門專門檢驗，玻璃鋼已達到食品釀造，醫藥工業的要求。
（5）可設計性好。玻璃鋼是一種可以改變其原料種類、數量比例和增強材料的排布方式，以滿足不同性能要求的復合材料。
（6）良好的施工工藝性。未固化的樹脂和增強材料有改變形狀的能力，因此，可以通過不同的成型方法和模具方便地加工成所需要的形狀。這一特點適合大型、整體和結構復雜的設備的施工要求，適合于現場施工和組裝。
（7）抗老化、阻燃。玻璃鋼是增強塑料范疇的制品，基體材料存在著自然老化和燃燒的問題。但上經過60多年，經過30多年的研究，已經得到初步解決。增強材料加偶聯劑處理，使用50年，變曲強度可保持在64.46%，拉伸強度保留率在71.2%，如再配加防老劑，防老化性能更好；玻璃鋼基體中加入阻燃劑或采用阻燃性樹脂再加入阻燃劑，氧指數可達34~36，完全滿足發酵設備的阻燃防火要求。
（8）綜合造價較低。玻璃鋼作為一種新的功能材料，由于其所用原材料的價格較高，一般說來，玻璃設備的價格高于碳鋼設備和一些塑料設備，而低于不銹鋼和其它一些有色金屬設備。但由于玻璃鋼重量輕、耐蝕性好、使用壽命長、維修少等優點，其安裝、使用費用和綜合造價低；而且對于部分使用條件復雜或苛刻的設備，可以采用各取所長的辦法，如加熱盤管用不銹鋼或鈦材，內襯熱塑性塑料等，以達到既擁有優良性能又可降低造價的目的。
3 設計與制作時應注意的事項
3.1 設計
（1）安全系數。安全系數為極限強度與許用應力的比值，由于玻璃鋼缺乏標準的強度值，而且其實測值分散性較大，故在確定安全系數時，要仔細分析酌情處理，主要考慮下列因素：①對負載分析和應力分析。受力狀態計算得準確時，可用較低的安全系數；②用不同的工藝方法制成的玻璃鋼制品，應選用不同的安全系數；③使用溫度較高時，應視所選用樹脂的熱變形溫度，選擇合理的安全系數；④如有沖擊負載、疲勞負載時，應適當提高安全系數；⑤對于有后固化工藝處理的，可選用較低的安全系數；⑥如有可能造成人身傷亡或是關鍵的設備，要適當提高安全系數。一般說業，總的安全系數，不能低于6，但也不要取過高的安全系數，避免浪費材料。
（2）樹脂類型。要針對所接觸的介質種類和溫度要求，合理地選擇樹脂類型，在無可靠數據時，應采用模擬實驗，以確保所選用樹脂在使用溫度下仍具有要求的耐腐蝕性和強度。
（3）結構設計。設備的結構設計必須滿足使用、安裝方便的要求。如有的設備要求內外清洗方便，就要求進出口、接口、噴咀及支撐處做特別考慮。另外，玻璃鋼的彈性模量較低，應通過合理的結構設計滿足其剛度要求。
3.2 生產
應嚴格按工藝規程進行。尤其是耐腐蝕層的加工，要絕對保證質量，對于部分特殊要求的情況，應有針對性地嚴格控制和管理。如，對有食品衛生要求的容器嚴格控制以下部分：①與介質接觸部分的樹脂必需選取食品級的，符合GB13115標準要求，且有正式的試驗報告：所用固化劑，促進劑、阻聚劑及以上的助劑的溶劑也必須滿足GB13225標準要求；②在容器加工完畢后，應進行后固化處理。通常為80℃溫度下處理3h以上，或室溫下固化不少于14d；③與介質接觸表面應用水蒸汽（溫度為80~120℃）或80℃水沖洗兩沖，并在處理完畢后及使用前處于密封狀態。
3.3 安裝、運輸、使用
玻璃鋼是一種新型材料，它有其自身特點。在安裝，運輸和使用過程中與原來系統材料制成的設備有所不同，應按照圖低和生產廠家的安裝、運輸和使用手冊規定及說明進行，以保證產品質量。
4 結束語
玻璃鋼的發酵設備近年來有了較大的發展，不少廠家在這方面進行了研制、生產和應用，并取得了一定經驗。但隨著生物技術的發展，新的工藝、技術的應用和對產品質量要求的提高，對其設備也提出了更高的要求。隨著耐蝕玻璃鋼原材料和產品的制造設備及技術飛速發展，作為集多項優點于一身的玻璃鋼制品，必將在發酵行業中，為解決尚存的各種問題作出更大的貢獻，使發酵行業中的玻璃鋼設備成為玻璃鋼的主要用途之一。
