发酵罐有封闭式和开放式两大类,所谓封闭式体系是指该体系在发酵过程中没有物质添入或从发酵罐取出,因之在传统的分批或封闭发酵体系巾,所有营养成分在发醉开始时一次投入,其结果是在该体系中生物的生长速率因为在发酵过程中营养成分的逐渐消耗或有害物质的逐渐积累后递减到零.正因为这个原因在封闭式发酵过程中生物的谢总是处于不断变化着的状态。目前大多数生物工程过程是以这种方式进行的,故必须使其条件佳化以期获得所需产品的大产量,啤酒酿造,杭菌素和酶的生产等等即属此类。
工业生产用的发酵大小围可以从10000升到200000升,巨型的400000。升的反应器近也已投入使用。
较小的发酵罐主要用于价格昂贵、体积小的产品,如某些酶类和化学试剂。而较大一些的发酵罐则广泛用于生产素和有机酸等。
对分批发酵的改进是分批填料体系,大量营养物质可以在发酵过程中添加进去,以补充营养的消耗或者起合物的选择性激活剂的作用,面包工业的酵母生产即是这方面的例子。不过体系还是封闭式的,因为并没有连续性的物质流出.
与此相反的是,如果一个发酵体系的所有成分,如生物和营养物质能不停地进入发酵罐和离开发酵罐,则称之为开放式体系。这种开放式的连续流动的发酵体系,不断地有新鲜营养物质输入,并不断地有生物量或其他产品输出。
随着发酵产品需求量增加,发酵过程控制和检测旋转喷水搅拌水平提高,发酵罐机嘚了解和化嘚机认识水平提高,以及空气无菌处技术水平嘚提高,发酵罐嘚容积增推进式搅拌规格大已成为抗生素工业嘚趋势。
在工业生产中,尤其是制药工业中,使用得广泛的就是通用式发酵罐。这种发酵绕既具有机械搅拌装置,又具有压缩空气分布装置。发酵罐的搅拌轴既可置于发酵罐的顶部,也可置于其底部,其高径比为2:1-6:19有关的重要因素是氧传递效率,功率输入,混合质量,搅拌桨形式和发酵罐的几何比例等。
发酵工艺家们试图通过对发酵罐环境的准确控制来达到培养潜力的大限度,可是究竟什么样的环境条件才能得到生物或产物的佳产量还缺乏了解。为了充分了解和控制某一发醉过程,知道该发酵过程每一瞬时的状态是必要的,并且还需要知道生物对这一套能测定出来的环境条件如何反应。过程的佳化需要准确的和迅速反馈的调控。将来,计算机会是大多数发酵过程的不可分割的部分,但是目前还缺
少非常灵敏的探测器。这些探侧器应能对发醉过程中的化学成分进行追踪分析。
发酵通常分为三个阶段或三种规模。在阶段中是用简的微生物学技术,例如平皿,锥形瓶等,来完成基本的筛选程序,接下去是中间试验,以确定容积为5-200升时的佳操作条件。后的阶段是转向工广规模的研究,以研究如何实现终的经济效益。
生物工程们的目标是在上述所有阶段中为反应过程保持佳的环境条件。这些环境条件既及化学因素(底物浓度等)也及物因素(物质转移能力,混合能力,能量消耗等)。当从一种规模扩大为另一种规模时,物因子尤其是重要的问题。
发酵罐广泛应用于乳制品、饮料生物工程、制药、精线化工等行业,乳制品和酒类进行发酵处理罐体与上下填充头(或雏形)均采用旋压R角加工,罐内壁经镜面抛光处理,无卫生死角,罐体设有夹层、保温层、可加热、冷却、保温。而全封闭设计确保物料始终处一无污染的状态下混合、发酵,设备配备空气呼吸孔,CIP清洗喷头,人孔等装置。 发酵罐一般分类方式有3种,按微生物星辰代谢,按发酵罐设备的特点和按发酵罐的容积
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