生物發(fā)酵罐是用于微生物發(fā)酵的密封裝置,在發(fā)酵工業(yè)中處于核心地位,為微生物或細胞提供適宜的生長環(huán)境,以實現(xiàn)目標產(chǎn)物的大量積累。以下是對生物發(fā)酵罐的詳細介紹:
生物發(fā)酵罐的分類;
按微生物生長代謝需要分類:
好氧發(fā)酵罐:用于抗生素、酶制劑、酵母、氨基酸、維生素等產(chǎn)品的發(fā)酵。這類發(fā)酵罐需要強烈的通風攪拌,以提高氧在發(fā)酵液中的體積氧傳遞系數(shù),增加溶解氧。
厭氧發(fā)酵罐:用于酒精、啤酒、乳酸、丙酮、丁醇等產(chǎn)品的發(fā)酵。這類發(fā)酵罐不需要通氣,結(jié)構(gòu)相對簡單。
按發(fā)酵罐設(shè)備特點分類:
機械攪拌通風發(fā)酵罐:利用機械攪拌器使空氣和發(fā)酵液充分混合,促進氧的溶解。這類發(fā)酵罐具有高傳質(zhì)和傳熱能力,在多種發(fā)酵過程中應(yīng)用廣泛。
非機械攪拌通風發(fā)酵罐:包括氣升式發(fā)酵罐、自吸式發(fā)酵罐等。這類發(fā)酵罐采用氣提、液提等方式實現(xiàn)混合,無需機械攪拌裝置。
氣升式發(fā)酵罐:通過空氣提升實現(xiàn)罐內(nèi)液體循環(huán),總能量消耗較機械攪拌式低,在同樣能耗下氧傳遞能力更高。適用于大規(guī)模生產(chǎn)如單細胞蛋白。
自吸式發(fā)酵罐:攪拌器在高速旋轉(zhuǎn)時可自吸空氣,無需單獨的空壓機,對于大風量的發(fā)酵總動力消耗相對較少。
按容積分類:
實驗室發(fā)酵罐:容積通常在500L以下,用于菌種篩選、工藝優(yōu)化和代謝工程研究。
中試發(fā)酵罐:容積在500-5000L之間,用于放大實驗和工藝驗證。
生產(chǎn)規(guī)模發(fā)酵罐:容積在5000L以上,用于工業(yè)化生產(chǎn)。
按操作方式分類:
分批發(fā)酵罐:發(fā)酵工藝條件隨營養(yǎng)液的消耗和產(chǎn)物的形成而變化。每批發(fā)酵結(jié)束,要放罐清洗和重新滅菌,再開始新一輪的發(fā)酵。分批發(fā)酵系統(tǒng)是非穩(wěn)定態(tài)的過程。
連續(xù)發(fā)酵罐:新鮮營養(yǎng)液連續(xù)流入發(fā)酵罐內(nèi),同時產(chǎn)物連續(xù)地流出發(fā)酵罐。連續(xù)發(fā)酵系統(tǒng)可維持菌體濃度穩(wěn)定,實現(xiàn)長時間高效穩(wěn)定運行。