生物发酵罐是用于微生物发酵的密封装置,在发酵工业中处于核心地位,为微生物或细胞提供适宜的生长环境,以实现目标产物的大量积累。以下是对生物发酵罐的详细介绍:
生物发酵罐的分类;
按微生物生长代谢需要分类:
好氧发酵罐:用于抗生素、酶制剂、酵母、氨基酸、维生素等产品的发酵。这类发酵罐需要强烈的通风搅拌,以提高氧在发酵液中的体积氧传递系数,增加溶解氧。
厌氧发酵罐:用于酒精、啤酒、乳酸、丙酮、丁醇等产品的发酵。这类发酵罐不需要通气,结构相对简单。
按发酵罐设备特点分类:
机械搅拌通风发酵罐:利用机械搅拌器使空气和发酵液充分混合,促进氧的溶解。这类发酵罐具有高传质和传热能力,在多种发酵过程中应用广泛。
非机械搅拌通风发酵罐:包括气升式发酵罐、自吸式发酵罐等。这类发酵罐采用气提、液提等方式实现混合,无需机械搅拌装置。
气升式发酵罐:通过空气提升实现罐内液体循环,总能量消耗较机械搅拌式低,在同样能耗下氧传递能力更高。适用于大规模生产如单细胞蛋白。
自吸式发酵罐:搅拌器在高速旋转时可自吸空气,无需单独的空压机,对于大风量的发酵总动力消耗相对较少。
按容积分类:
实验室发酵罐:容积通常在500L以下,用于菌种筛选、工艺优化和代谢工程研究。
中试发酵罐:容积在500-5000L之间,用于放大实验和工艺验证。
生产规模发酵罐:容积在5000L以上,用于工业化生产。
按操作方式分类:
分批发酵罐:发酵工艺条件随营养液的消耗和产物的形成而变化。每批发酵结束,要放罐清洗和重新灭菌,再开始新一轮的发酵。分批发酵系统是非稳定态的过程。
连续发酵罐:新鲜营养液连续流入发酵罐内,同时产物连续地流出发酵罐。连续发酵系统可维持菌体浓度稳定,实现长时间高效稳定运行。