微生物發(fā)酵罐的選擇與應(yīng)用場(chǎng)景

 

　　發(fā)酵罐的類型

 

　　微生物發(fā)酵罐根據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)可分為多種類型。依據(jù)微生物的生長(zhǎng)代謝需求，可分為好氣型發(fā)酵罐與厭氧型發(fā)酵罐。好氣型發(fā)酵罐適用于酶類、酵母、抗生素、氨基酸、維生素等產(chǎn)品的發(fā)酵，此類發(fā)酵需要強(qiáng)烈的通風(fēng)攪拌，以提高氧在發(fā)酵液中的傳質(zhì)系數(shù)，滿足微生物對(duì)氧氣的需求。例如在抗生素生產(chǎn)中，青霉素的發(fā)酵就依賴好氣型發(fā)酵罐，通過(guò)不斷通入無(wú)菌空氣并攪拌，保證青霉菌的良好生長(zhǎng)和青霉素的高效合成。厭氧型發(fā)酵罐則適合酒精、啤酒、乳酸等產(chǎn)品發(fā)酵，因其發(fā)酵過(guò)程不需要通氣，設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。像傳統(tǒng)的釀酒工藝，在釀造葡萄酒時(shí)，利用厭氧型發(fā)酵罐，為酵母菌創(chuàng)造無(wú)氧環(huán)境，使其將葡萄糖轉(zhuǎn)化為酒精。

 

　　按照發(fā)酵罐的設(shè)備特點(diǎn)，又可分為機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐和非機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐。機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐通過(guò)攪拌裝置使罐內(nèi)的氣、固、液三相充分混合，包括循環(huán)式（如伍式發(fā)酵罐、文氏管發(fā)酵罐）和非循環(huán)式的通風(fēng)式發(fā)酵罐、自吸式發(fā)酵罐等。非機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐則采用氣提式、液提式等方式實(shí)現(xiàn)三相混合，如循環(huán)式的氣提式、液提式發(fā)酵罐，以及非循環(huán)式的排管式和噴射式發(fā)酵罐。其中，通氣機(jī)械攪拌罐由于其良好的混合和傳質(zhì)效果，成為發(fā)酵過(guò)程中的設(shè)備。

 

　　發(fā)酵罐的選擇要素

 

　　選擇微生物發(fā)酵罐時(shí)，需綜合考量多方面因素。首先是發(fā)酵工藝要求，不同的發(fā)酵產(chǎn)品和微生物對(duì)溫度、pH值、溶氧、攪拌速度等條件有特定要求。例如，生產(chǎn)酸奶時(shí)，乳酸菌發(fā)酵需要在特定溫度（通常為40-45℃）和厭氧環(huán)境下進(jìn)行，因此要選擇能精準(zhǔn)控溫且具備良好密封性能的發(fā)酵罐。其次，發(fā)酵規(guī)模也很關(guān)鍵。實(shí)驗(yàn)室小規(guī)模發(fā)酵通常選用全容積在2升至500升之間的小型發(fā)酵罐，便于操作和實(shí)驗(yàn)條件的精確控制；中試發(fā)酵罐容積一般在500升至5000升；而工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)則會(huì)使用全容積5000升以上的大型發(fā)酵罐。此外，設(shè)備成本和運(yùn)行成本也是重要考量因素，包括發(fā)酵罐的采購(gòu)價(jià)格、維護(hù)費(fèi)用、能耗等。如一些采用先進(jìn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)酵罐，雖然采購(gòu)成本高，但能精準(zhǔn)控制發(fā)酵過(guò)程，提高發(fā)酵效率，從長(zhǎng)期來(lái)看可降低運(yùn)行成本。

 

　　發(fā)酵罐的應(yīng)用場(chǎng)景

 

　　微生物發(fā)酵罐廣泛應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)。在食品飲料行業(yè)，酸奶、啤酒、調(diào)味品等的生產(chǎn)都離不開發(fā)酵罐。酸奶發(fā)酵罐通過(guò)精確控制溫度和時(shí)間，讓乳酸菌發(fā)酵牛奶，產(chǎn)生風(fēng)味和質(zhì)地。在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，發(fā)酵罐用于生產(chǎn)抗體、疫苗、酶制劑等高附加值產(chǎn)品。例如，利用發(fā)酵罐大規(guī)模培養(yǎng)生產(chǎn)胰島素的工程菌，經(jīng)過(guò)復(fù)雜的發(fā)酵過(guò)程，提取出高純度的胰島素，用于治療糖尿病。在環(huán)保領(lǐng)域，糞便發(fā)酵罐、糞污發(fā)酵罐等可將有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化為有機(jī)肥料或生物能源。某大型養(yǎng)殖場(chǎng)利用糞便發(fā)酵罐，將畜禽糞便發(fā)酵處理，制成有機(jī)肥料用于農(nóng)田，既解決了環(huán)境污染問(wèn)題，又實(shí)現(xiàn)了資源的回收利用。

 

　　它的選擇需根據(jù)其類型特點(diǎn)，結(jié)合具體工藝要求、發(fā)酵規(guī)模和成本等因素綜合考慮，而不同類型的發(fā)酵罐在食品、醫(yī)藥、環(huán)保等眾多領(lǐng)域都發(fā)揮著不可替代的重要作用，推動(dòng)著相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步。