【科普】发酵罐常识小讲解

罐体：是发酵罐的主体部分，通常由不锈钢等材质制成，要具备良好的耐腐蚀性和密封性，为发酵过程提供一个相对稳定且封闭的环境，其形状常见有圆筒形等，容积大小根据不同的生产需求从而改变，从几升到几十万升都有。

搅拌系统：一般包含搅拌桨、搅拌轴等部件。搅拌桨在电机的驱动下旋转，能够使发酵液充分混合，让菌体、营养物质等均匀分布在发酵液中，保证发酵过程中各部分的菌体都能获得充足的养分以及适宜的环境条件，同时有助于热量的传递和气体的分散。

通气系统：主要作用是向发酵液中通入无菌空气，为需氧型发酵的菌体提供氧气。其包含空气过滤器、通气管道等部分，空气过滤器会对进入发酵罐的空气进行严格过滤，去除其中的杂质和微生物，确保通入的空气是无菌且洁净的，满足发酵生产对无菌环境的要求。
温度控制系统：通过安装在发酵罐内的温度传感器实时监测发酵温度，并且配备有加热或冷却装置，比如夹套式冷却结构或者内置的冷却盘管等，当温度高于或低于设定的发酵适宜温度时，相应的加热或冷却设备会启动，从而精准调控发酵罐内的温度，使其维持在菌体生长和发酵产物合成的最佳温度区间。

pH控制系统：利用pH电极来检测发酵液的酸碱度，并且连接有酸、碱添加装置，当检测到pH值偏离设定范围时，会自动添加适量的酸液或碱液来调节pH值，保证发酵过程在合适的酸碱环境下进行，因为不同的菌体和发酵产物对pH值有着较为严格的要求。

消泡装置：在发酵过程中，由于菌体代谢等原因可能会产生大量泡沫，消泡装置可以及时消除这些泡沫，避免泡沫过多溢出发酵罐造成物料损失，同时防止泡沫影响发酵过程中的溶氧、搅拌等操作，常见的消泡方式有机械消泡和添加消泡剂等。

好氧发酵罐：这类发酵罐需要向罐内持续通入无菌空气，以满足好氧微生物生长对氧气的需求，像常见的用于生产抗生素、氨基酸等产品的发酵罐多属于好氧发酵罐，结构上通气系统相对复杂且重要，要保证充足且均匀的通气效果。
厌氧发酵罐：主要用于厌氧微生物的发酵，其特点是尽量隔绝空气，营造无氧的环境，（例如沼气池、生产乳酸等产品的发酵罐就是厌氧发酵罐，罐体的密封性要求极高，防止外界空气进入影响发酵进程。）

立式发酵罐：罐体呈竖直放置，这种结构在工业生产中较为常见，具有占地面积小、便于操作和维护等优点，适用于大规模的发酵生产，而且搅拌、通气等系统的布局和运行相对稳定高效。
卧式发酵罐：罐体是水平放置的，一般用于一些特殊的发酵工艺或者小型的发酵应用场景，例如一些葡萄酒的发酵有时会采用卧式发酵罐，它在物料的进出等方面有独特的便利性。

YSD-SE系列

卧式发酵罐

YSD-SE系列

立式发酵罐

小型发酵罐：容积通常在几十升以下，常用于实验室研究、菌种筛选等小规模的发酵试验，便于科研人员精确控制发酵条件，观察发酵过程中的各种变化，并且可以灵活调整发酵参数。
中型发酵罐：容积一般在几十升到几千升之间，

中试生产或者一些产量要求不是特别高的产品发酵，在企业的研发向大规模生产过渡阶段应用较多，能够对工艺进行进一步优化和验证。
大型发酵罐：容积可达到数万升甚至几十万升，主要应用于大规模的工业发酵生产，像生产啤酒、生物制药等行业中的大型发酵生产线都会采用大型发酵罐，以满足的市场需求，但大型发酵罐在操作、控制和维护等方面要求更高，技术难度也相对提升。

灭菌操作：在进行发酵生产前，必须对发酵罐及其连接的管道、设备等进行彻底的灭菌处理，一般采用蒸汽灭菌的方式，要确保各个部位都能达到灭菌所需的温度和时间，杀灭可能存在的杂菌和噬菌体等微生物，防止其对发酵过程造成污染，影响发酵产品的质量和产量。
接种操作：将经过活化、培养等处理后的优良菌种接入发酵罐内，接种过程要在无菌环境下进行，例如可以通过接种口，采用无菌的接种工具或者管道输送等方式，保证菌种能够顺利进入发酵罐，并且均匀分布在发酵液中，快速启动发酵进程。
过程监控：在发酵过程中，要时刻关注发酵罐内各项参数的变化，包括温度、pH 值、溶氧、搅拌速度、压力等，通过自动化控制系统或者人工定时检测的方式，及时发现参数的异常情况，并根据实际情况进行相应的调整，确保发酵过程始终处于最佳状态。
放料操作：当发酵达到预定的时间或者发酵指标符合要求后，需要进行放料操作，将发酵液从发酵罐中放出，放料时要注意控制流速，避免对后续的分离、提纯等工序造成冲击，同时要保证放料过程的无菌性，防止发酵产物受到污染。