發(fā)酵罐的控溫工藝核心是維持發(fā)酵體系溫度穩(wěn)定,以適配微生物 / 細胞的代謝需求,整體可分為溫控系統(tǒng)構成和工藝執(zhí)行邏輯兩部分,具體如下:

1.溫控系統(tǒng)核心組件
①夾套 / 盤管:是發(fā)酵罐的主要換熱結構,夾套包裹罐體外壁,盤管則內置在罐內,二者均通過流通換熱介質實現(xiàn)溫度調節(jié)。
②溫控單元:多配套高低溫一體機或冷水機(含加熱模塊),負責為夾套 / 盤管提供恒溫介質,同時集成溫度傳感器、溫控閥、循環(huán)泵等部件。

③監(jiān)測與控制系統(tǒng):罐內布設鉑電阻等溫度傳感器,實時采集發(fā)酵液溫度數(shù)據(jù),通過 PLC 或工控系統(tǒng)與溫控單元聯(lián)動,實現(xiàn)閉環(huán)調控。
2.具體控溫工藝邏輯
①預熱階段:發(fā)酵前,溫控單元輸出加熱后的介質(如導熱油、純水),經(jīng)夾套 / 盤管循環(huán),將罐內培養(yǎng)基或空罐升溫至預設發(fā)酵起始溫度(如 28-37℃,依菌種而定),確保接種后微生物能快速啟動代謝。
②發(fā)酵階段
降溫為主:微生物發(fā)酵過程會釋放大量代謝熱,此時溫控單元切換為制冷模式,輸送低溫介質帶走多余熱量,精準維持設定溫度;若出現(xiàn)溫度波動,系統(tǒng)會自動調節(jié)介質流量或溫控閥開度,避免局部過冷 / 過熱。
特殊場景加熱:針對低溫發(fā)酵菌種(如某些乳酸菌),或環(huán)境溫度過低導致罐溫下降時,溫控單元啟動加熱模塊,補充熱量以穩(wěn)定溫度。
③發(fā)酵后階段:發(fā)酵完成后,可根據(jù)需求通過溫控系統(tǒng)調節(jié)溫度(如升溫滅活菌種,或降溫保存發(fā)酵液),為后續(xù)提取工序做準備。
3.工藝關鍵要求
①均勻性:通過優(yōu)化夾套結構、增設攪拌裝置(配合溫控),保證罐內不同區(qū)域溫度偏差≤±1℃,避免局部溫度差異影響菌種活性。
②響應及時性:溫控系統(tǒng)需具備快速換熱能力,應對發(fā)酵過程中代謝熱驟增的情況,防止溫度超閾值導致發(fā)酵失敗。
③介質兼容性:換熱介質需適配發(fā)酵體系(如制藥行業(yè)需用純化水、食品級導熱油),且需做好介質循環(huán)回路的保溫與防腐處理。
免責聲明