化工儀器網(wǎng)
技術(shù)文章
發(fā)酵罐有著哪些廣泛的應用？
閱讀：800 發(fā)布時間：2018-10-24發(fā)酵罐有著哪些廣泛的應用？
發(fā)酵罐發(fā)酵過程中，為了能對生產(chǎn)過程進行必要的控制，我們需要對有關(guān)參數(shù)進行定期取樣測定或進行連續(xù)測量，以確定其參數(shù)對于發(fā)酵罐發(fā)酵過程的影響程度。發(fā)酵罐反映發(fā)酵過程變化的參數(shù)可以分為兩類：一類是可以直接采用特定的傳感器檢測的參數(shù)。它們包括反映物理環(huán)境和化學環(huán)境變化的參數(shù)，如溫度、壓力、攪拌功率、轉(zhuǎn)速、泡沫、發(fā)酵液粘度、濁度、pH、離子濃度、溶解氧、基質(zhì)濃度等，稱為直接參數(shù)。
另一類是至今尚難于用傳感器來檢測的參數(shù)，包括細胞生長速率、產(chǎn)物合成速率和呼吸嫡等。這些參數(shù)需要根據(jù)一些直接檢測出來的參數(shù)，借助于電腦計算和特定的數(shù)學模型才能得到，因此這類參數(shù)被稱為間接參數(shù)。上述參數(shù)中，發(fā)酵罐對發(fā)酵過程影響較大的有溫度、pH值和溶解氧濃度等。
發(fā)酵罐溫度對發(fā)酵過程的影響是多方面的，它會影響各種酶反應的速率，改變菌體代謝產(chǎn)物的合成方向，影響微生物的代謝調(diào)控機制。除這些直接影響外，溫度還對發(fā)酵液的理化性質(zhì)產(chǎn)生影響，如發(fā)酵液的粘度、基質(zhì)和氧在發(fā)酵液中的溶解度和傳遞速率、某些基質(zhì)的分解和吸收速率等，進而影響發(fā)酵的動力學特性和產(chǎn)物的生物合成。發(fā)酵罐發(fā)酵溫度是既適合菌體的生長，又適合代謝產(chǎn)物合成的溫度，它隨菌種、培養(yǎng)基成分、培養(yǎng)條件和菌體生長階段不同而改變。理論上，整個發(fā)酵過程中不應只選一個培養(yǎng)溫度，而應根據(jù)發(fā)酵的不同階段，選擇不同的培養(yǎng)溫度。在生長階段，應選擇適生長溫度，在產(chǎn)物分泌階段，應選擇適生產(chǎn)溫度。
但實際生產(chǎn)中，由于發(fā)酵液的體積很大，升降溫度都比較困難，所以在整個發(fā)酵過程中，往往采用一個比較適合的培養(yǎng)溫度，使得到的產(chǎn)物產(chǎn)量高，或者在可能的條件下進行適當?shù)恼{(diào)整。發(fā)酵罐發(fā)酵溫度可通過溫度計或自動記錄儀表進行檢測，通過向發(fā)酵罐的夾套或蛇形管中通人冷水、熱水或蒸汽進行調(diào)節(jié)。發(fā)酵罐工業(yè)生產(chǎn)上，所用的大發(fā)酵罐在發(fā)酵過程中一般不需要加熱，因發(fā)酵中釋放了大量的發(fā)酵熱，在這種情況下通常還需要加以冷卻，利用自動控制或手動調(diào)整的閥門，將冷卻水通人夾套或蛇形管中，通過熱交換來降溫，保持恒溫發(fā)酵。
微生物發(fā)酵的適氧濃度與臨界氧濃度是不同的。前者是指溶解氧濃度對生長或合成有一適的濃度范圍，后者一般指不影響菌體呼吸所允許的低氧濃度。為了避免生物合成處在氧限制的條件下，需要考察每一發(fā)酵過程的臨界氧濃度和適氧濃度，并使其保持在適氧濃度范圍。發(fā)酵罐在供氧方面，主要是設(shè)法提高氧傳遞的推動力和氧傳遞系數(shù)，可以通過調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速或通氣速率來控制。同時要有適當?shù)墓に嚄l件來控制需氧量，使菌體的生長和產(chǎn)物形成對氧的需求量不超過設(shè)備的供氧能力。發(fā)酵罐發(fā)酵液的需氧量，受菌體濃度、基質(zhì)的種類和濃度以及培養(yǎng)條件等因素的影響，其中以菌濃的影響為明顯。發(fā)酵液的攝氧率隨菌濃增大而增大，但氧的傳遞速率隨菌濃的對數(shù)關(guān)系減少
