【中國制藥網(wǎng) 技術(shù)文章】發(fā)酵罐是工業(yè)上用來進(jìn)行微生物發(fā)酵的裝置。其主體一般為不銹鋼板制成的主式圓筒，在設(shè)計(jì)和加工中應(yīng)注意結(jié)構(gòu)嚴(yán)密性和合理性。發(fā)酵罐能耐受蒸汽滅菌、有一定操作彈性、內(nèi)部附件少(避免死角)、物料與能量傳遞性能強(qiáng)。發(fā)酵罐可進(jìn)行一定的調(diào)節(jié)以便于清洗、減少污染，適合于多種產(chǎn)品的生產(chǎn)以及減少能量消耗。

　　發(fā)酵罐日益大型化 創(chuàng)新工藝有待挖掘

　　發(fā)酵罐主要有三大類，即機(jī)械攪拌罐、氣升式發(fā)酵罐和自吸式發(fā)酵罐。機(jī)械攪拌罐是許多發(fā)酵過程的設(shè)備，具有高傳質(zhì)和傳熱能力，有著理想的氣液混合效果，較長的液體停留時(shí)間和較寬的操作氣速。機(jī)械攪拌發(fā)酵罐是利用了機(jī)械攪拌器的作用，使得空氣和發(fā)酵液充分混合，促使了氧在發(fā)酵液中溶解，從而保證供給微生物生長繁殖、發(fā)酵所需的氧氣。所以又稱為通用式發(fā)酵罐。

　　氣升式發(fā)酵罐在生產(chǎn)SCP、絲狀真菌、廢水處理中已獲得廣泛應(yīng)用。這種發(fā)酵罐的適高徑比是4～6，限制高度為22～24m。雖然它對無菌空氣消耗量比較大，但總能量消耗還是比機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐低。在同樣的能耗下，其氧傳遞能力比機(jī)械攪拌發(fā)酵罐要高得多，因此，在大規(guī)模生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白時(shí)備受重視。

　　自吸式發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)大致上與通用式發(fā)酵罐相同，主要區(qū)別在于攪拌器的形狀和結(jié)構(gòu)的不同。自吸式發(fā)酵罐的攪拌轉(zhuǎn)速較通用式高，所以它消耗的功率比通用式大。不過，由于節(jié)約了空氣壓縮機(jī)所消耗的大量動力，對于大風(fēng)量的發(fā)酵，總的動力消耗相對而言還是較少的。

　　目前，基因工程手段的改造正影響著傳統(tǒng)的發(fā)酵工業(yè)，如果行業(yè)人士不努力進(jìn)行攻關(guān)，分子生物工程技術(shù)優(yōu)勢很可能在新一輪的競爭中失去。而隨著分子生物工程的發(fā)展，其已為優(yōu)良菌種的選育提供了更為廣闊的天地。

　　從行業(yè)分析來看，隨著發(fā)酵罐的日益大型化，它與手工曲制備的矛盾也越來越突出，如何實(shí)現(xiàn)麩曲制備的工業(yè)化，或是代之以孢子粉，是多年未能突破的難題。為理想的是制成孢子粉或采用固定化技術(shù)，不過技術(shù)難度很高。當(dāng)下更為現(xiàn)實(shí)的是以固體發(fā)酵來改變落后的曲制備工藝。

　　而固體發(fā)酵罐早已問世，已應(yīng)用于生物制藥、酶制劑、制曲等工業(yè)。以一種立式多層固體發(fā)酵罐為例，投料之前先進(jìn)行空罐滅菌，物料從頂部加料孔進(jìn)入，然后進(jìn)行蒸煮、滅菌，物料降溫通過內(nèi)蛇管、外夾套冷卻，罐底再進(jìn)入無菌空氣，然后從罐頂排出，從而達(dá)到通氣、恒溫要求。因此，行業(yè)人士應(yīng)對矛盾問題給予重視，用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和創(chuàng)新的發(fā)酵設(shè)備賦予落后的工藝新的生命。

　　應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬 發(fā)酵罐基本要求及滅菌標(biāo)準(zhǔn)需重視

　　由于發(fā)酵罐功能的強(qiáng)大，其主要應(yīng)用于三個(gè)領(lǐng)域：食物工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、環(huán)境科學(xué)。在食物工業(yè)上，發(fā)酵罐常用于三大類商品，一是出產(chǎn)傳統(tǒng)的發(fā)酵商品，如啤酒、果酒、食醋等;二是出產(chǎn)食物添加劑;三是協(xié)助解決糧食疑問。

　　在醫(yī)藥工業(yè)上，根據(jù)發(fā)酵工程技能，開發(fā)了品種繁復(fù)的藥品，如人類生長激素、重組乙肝疫苗、某些品種的單克隆抗體、白細(xì)胞介素-2、抗血友病因子等。在環(huán)境科學(xué)上，主要應(yīng)用于污水處理中微生物的強(qiáng)化。微生物發(fā)酵的興起帶動發(fā)酵罐需求的增加，在科技的前進(jìn)中發(fā)酵罐的效果在不斷改變，不僅提高了安全性，也逐漸深入到人們的日常生活中。

　　為了保證安全性，發(fā)酵罐有著嚴(yán)格的要求。其結(jié)構(gòu)需嚴(yán)密，要經(jīng)得起蒸汽的反復(fù)滅菌。此外，內(nèi)壁還需光滑，耐腐蝕性能也應(yīng)具備，這樣才能有利于徹底滅菌，減小金屬離子對生物反應(yīng)的影響。的發(fā)酵罐要有良好的氣、液、固接觸和混合性能，有與的熱量、質(zhì)量、動量傳遞性能;在保持生物反應(yīng)要求的前提下，降低發(fā)酵罐能耗;有良好的熱量交換性能，以維持生物反應(yīng)的適溫度;還要有可行的管路比例和儀表控制，以適用于滅菌操作和自動化控制。

　　提到滅菌，在日常使用中，想要對發(fā)酵罐進(jìn)行一個(gè)徹底的消毒是非常困難的。為了保證工作質(zhì)量，發(fā)酵罐該如何達(dá)到滅菌標(biāo)準(zhǔn)呢?專注于發(fā)酵罐制造與技術(shù)研發(fā)的江蘇弗盧德流體設(shè)備有限公司給行業(yè)人士分享了以下經(jīng)驗(yàn)。

　　想要徹底進(jìn)行消毒滅菌處理，首先就需要將與發(fā)酵罐相結(jié)合的空氣過濾器用蒸汽進(jìn)行滅菌，然后再用空氣吹干。在罐內(nèi)進(jìn)行滅菌處理后，再將發(fā)酵罐輸料管里面長期累積的污水放掉并洗凈。尤其是進(jìn)行滅菌工作的時(shí)候，罐內(nèi)的各個(gè)排氣部件需要暢通。需要注意的是，每個(gè)排氣孔的排氣量不能過大，一切應(yīng)以節(jié)約用氣量為主。后等到發(fā)酵罐內(nèi)部的壓力低于空氣壓力的時(shí)候，向發(fā)酵罐內(nèi)直接輸入無菌空氣，如此一來就能夠達(dá)到徹底消毒滅菌的要求。