發酵罐設備的用法用途介紹

用法

1. 準備工作

• 清洗：使用前需對發酵罐進行清洗，去除雜質和污垢，確保罐體內部清潔衛生。通常采用熱水、蒸汽或化學清洗劑進行清洗，然后用無菌水沖洗干凈。

• 滅菌：對發酵罐及相關管道、配件等進行滅菌處理，以殺滅可能存在的微生物，防止雜菌污染。常用的滅菌方法有濕熱滅菌（如高溫蒸汽滅菌）、干熱滅菌或化學滅菌等。

• 培養基配制：根據所培養微生物的需求，準確配制合適的培養基。培養基的成分通常包括碳源、氮源、無機鹽、維生素等營養物質，以及可能需要的特殊生長因子。將配制好的培養基加入發酵罐中。

2. 接種

• 種子制備：先將保存的微生物菌種進行活化和擴大培養，制備出足夠數量的優質種子液。種子液的質量對發酵過程至關重要，應確保其活力強、純度高。

• 接種操作：在無菌條件下，將種子液接入發酵罐中。接種量一般根據微生物種類、發酵工藝和發酵罐大小等因素進行調整，通常為發酵液體積的一定比例。

3. 發酵過程控制

• 溫度控制：通過發酵罐的夾套或其他控溫裝置，通入熱水、冷水或蒸汽，將發酵溫度控制在微生物生長和代謝的最適范圍內。不同的微生物對溫度要求不同，例如，大多數細菌的最適生長溫度在 30 - 37℃，而一些真菌的最適溫度則在 25 - 30℃。

• pH 控制：監測和調節發酵液的 pH 值，使其保持在適宜的范圍內。可通過添加酸（如鹽酸、磷酸）或堿（如氫氧化鈉、碳酸鈉）來調節 pH。一些微生物在發酵過程中會產生酸性或堿性代謝產物，導致 pH 值變化，需要及時調整以維持微生物的正常生長和代謝。

• 攪拌與通氣：根據發酵需求，合理控制攪拌速度和通氣量。攪拌可以使發酵液中的微生物、營養物質和氧氣充分混合，提高傳質和傳熱效率，同時防止微生物聚集和沉淀。通氣則為好氧微生物提供生長所需的氧氣，促進其代謝活動。對于厭氧發酵，則需要嚴格控制通氣量，以創造無氧環境。

• 溶氧控制：對于好氧發酵，溶氧是一個關鍵參數。通過調節通氣量、攪拌速度、發酵罐壓力等因素，控制發酵液中的溶氧水平，確保微生物獲得足夠的氧氣進行生長和代謝。溶氧過高或過低都可能影響發酵產物的產量和質量。

• 泡沫控制：發酵過程中可能會產生大量泡沫，泡沫過多會影響發酵罐的有效容積，甚至導致染菌和逃液等問題。可采用機械消泡（如安裝消泡槳）或添加消泡劑等方法來控制泡沫。

• 補料控制：根據微生物的生長和代謝情況，適時向發酵罐中補充營養物質，如碳源、氮源、微量元素等。補料方式可以是連續補料、間歇補料或根據特定的指標（如溶氧、pH、細胞濃度等）進行反饋補料，以維持微生物的生長和產物合成。

4. 發酵終點判斷

• 產物檢測：通過對發酵液進行定期取樣，檢測其中的產物濃度、生物量、代謝產物等指標，以判斷發酵是否達到終點。當產物濃度達到預期目標，且微生物的生長和代謝活動趨于穩定或下降時，通常可以認為發酵達到終點。

• 其他指標：還可以結合發酵時間、pH 值變化、溶氧變化等其他參數來綜合判斷發酵終點。不同的發酵產品和工藝，其發酵終點的判斷標準可能有所不同。

5. 出料與設備清洗

• 出料：發酵結束后，將發酵液從發酵罐中排出，進行后續的分離、純化等處理。出料時應注意避免物料殘留和污染環境。

• 設備清洗：對發酵罐進行清洗，去除殘留的發酵液、微生物菌體和污垢等。清洗過程通常包括水洗、堿洗、酸洗等步驟，然后用蒸汽或化學消毒劑進行消毒，為下一次發酵做好準備。

用途

• 食品行業

• 生產酒類：如啤酒、葡萄酒、白酒等。在酒精發酵過程中，利用酵母等微生物將葡萄糖等糖類轉化為酒精和二氧化碳。發酵罐為酵母的生長和發酵提供了適宜的環境，通過控制溫度、pH 值、通氣等條件，可生產出不同風味和品質的酒類產品。

• 生產乳制品：如酸奶、奶酪等。以牛奶為原料，接入乳酸菌等發酵劑，在發酵罐中進行發酵。乳酸菌將牛奶中的乳糖轉化為乳酸，使牛奶凝固并產生風味和口感。

• 生產調味品：如醬油、醋等。醬油的生產通常利用米曲霉等微生物在發酵罐中進行固態發酵或液態發酵，將大豆、小麥等原料中的蛋白質和淀粉等成分分解轉化為氨基酸、糖類等營養物質，并產生香氣和色澤。醋的生產則是利用醋酸菌將酒精氧化為醋酸。

• 制藥行業

• 生產抗生素：如青霉素、頭孢菌素等。通過培養特定的微生物，如青霉菌、頭孢菌等，在發酵罐中進行大規模發酵，微生物在生長過程中合成并分泌抗生素。發酵罐的精確控制對于提高抗生素的產量和質量至關重要。

• 生產生物制劑：如疫苗、重組蛋白藥物等。利用基因工程技術將目的基因導入宿主細胞（如大腸桿菌、酵母菌或哺乳動物細胞等），然后在發酵罐中培養這些細胞，使其表達出所需的生物制劑。發酵罐需要提供適合細胞生長和產物表達的環境條件，以確保生物制劑的高效生產。

• 生產氨基酸：許多氨基酸是重要的藥物原料，如谷氨酸、賴氨酸、蛋氨酸等。通過微生物發酵的方法，利用特定的氨基酸生產菌株在發酵罐中進行發酵，將碳源、氮源等營養物質轉化為氨基酸。

• 化工行業

• 生產有機酸：如檸檬酸、乳酸、醋酸等。這些有機酸廣泛應用于食品、飲料、化妝品、制藥等行業。通過發酵罐培養相應的微生物，如黑曲霉生產檸檬酸、乳酸菌生產乳酸等，利用微生物的代謝作用將糖類等原料轉化為有機酸。

• 生產生物燃料：如乙醇、生物柴油等。利用微生物發酵將生物質（如玉米、甘蔗、纖維素等）轉化為乙醇，可作為燃料添加劑或替代傳統汽油。生物柴油則是通過微生物發酵生產油脂，再經過酯交換反應制成。

• 生產酶制劑：許多工業酶，如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等，是通過微生物發酵生產的。在發酵罐中培養產酶微生物，微生物合成并分泌大量的酶，然后經過分離純化等工藝得到酶制劑，廣泛應用于食品加工、紡織、造紙、洗滌劑等行業。

本廠閑置二手電加熱發酵罐