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发酵罐日益大型化 - 基本要求及灭菌标准该如何达到

  发酵罐日益大型化 - 基本要求及灭菌标准该如何达到

  发酵罐应用涉及行业众多,行业需求巨大,如何灭菌一直都是大家关注的焦点。

  发酵罐是工业上用来进行微生物发酵的装置。其主体一般为不锈钢板制成的主式圆筒,在设计和加工中应注意结构严密性和合理性。发酵罐能耐受蒸汽灭菌、有一定操作弹性、内部附件少(避免死角)、物料与能量传递性能强。发酵罐可进行一定的调节以便于清洗、减少污染,适合于多种产品的生产以及减少能量消耗。

  发酵罐日益大型化

  创新工艺有待挖掘

  发酵罐主要有三大类,即机械搅拌罐、气升式发酵罐和自吸式发酵罐。机械搅拌罐是许多发酵过程的首选设备,具有高传质和传热能力,有着理想的气液混合效果,较长的液体停留时间和较宽的操作气速。机械搅拌发酵罐是利用了机械搅拌器的作用,使得空气和发酵液充分混合,促使了氧在发酵液中溶解,从而保证供给微生物生长繁殖、发酵所需的氧气。所以又称为通用式发酵罐。

  气升式发酵罐在生产SCP、丝状真菌、废水处理中已获得广泛应用。这种发酵罐的最适高径比是4~6,限制高度为22~24m。虽然它对无菌空气消耗量比较大,但总能量消耗还是比机械搅拌式发酵罐低。在同样的能耗下,其氧传递能力比机械搅拌发酵罐要高得多,因此,在大规模生产单细胞蛋白时备受重视。

  自吸式发酵罐结构大致上与通用式发酵罐相同,主要区别在于搅拌器的形状和结构的不同。自吸式发酵罐的搅拌转速较通用式高,所以它消耗的功率比通用式大。不过,由于节约了空气压缩机所消耗的大量动力,对于大风量的发酵,总的动力消耗相对而言还是较少的。

  目前,基因工程手段的改造正影响着传统的发酵工业,如果行业人士不努力进行攻关,分子生物工程技术优势很可能在新一轮的竞争中失去。而随着分子生物工程的发展,其已为优良菌种的选育提供了更为广阔的天地。

  从行业分析来看,随着发酵罐的日益大型化,它与手工曲制备的矛盾也越来越突出,如何实现麸曲制备的工业化,或是代之以孢子粉,是多年未能突破的难题。最为理想的是制成孢子粉或采用固定化技术,不过技术难度很高。当下更为现实的是以固体发酵来改变落后的曲制备工艺。

  而固体发酵罐早已问世,已应用于生物制药、酶制剂、制曲等工业。以一种立式多层固体发酵罐为例,投料之前先进行空罐灭菌,物料从顶部加料孔进入,然后进行蒸煮、灭菌,物料降温通过内蛇管、外夹套冷却,罐底再进入无菌空气,然后从罐顶排出,从而达到通气、恒温要求。因此,行业人士应对矛盾问题给予重视,用先进的生产技术和创新的发酵设备赋予落后的工艺新的生命。

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