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。
全自动发酵罐作为发酵罐的一种形式,可通过PH自动控制系统实现生物发酵全过程的自动化控制,广泛适用于有氧生物与厌氧生物的发酵反应。全自动发酵罐罐体采用不锈钢材质,由圆柱体及椭圆形或碟形封头焊接而成,密封性强,安全卫生无污染,可实现在位高温灭菌,符合国家GMP卫生标准,广泛应用于食品、、化工等行业。
乳制品、酒类发酵过程是一个无菌、无污染的过程,发酵罐采用了无菌系统,避免和防止了空气中微生物的污染,大大延长了产品的保质期和产品的纯正,罐体上特别设计安装了无菌呼吸气孔或无菌正压发酵系统。罐体上设有米洛板或迷宫式夹套,可通入加热或冷却介质来进行循环加热或冷却。发酵罐的容量由300-15000L多种不同规格。发酵罐按使用范围可分为实验室小型发酵罐、中试生产发酵罐、大型发酵罐等。
用于厌气发酵(如生产酒精、溶剂)的发酵罐结构可以较简单。用于好气发酵(如生产、氨基酸、有机酸、维生素等)的发酵罐因需向罐中连续通入大量无菌空气,并为考虑通入空气的利用率,故在发酵罐结构上较为复杂,常用的有机械搅拌式发酵罐、鼓泡式发酵罐和气升式发酵罐。
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