发酵罐设备的用法用途介绍
发酵罐是一种用于微生物发酵的设备,广泛应用于食品、制药、化工等多个领域。以下是其具体的用法和用途介绍:
准备工作
清洗:使用前需对发酵罐进行清洗,去除杂质和污垢,确保罐体内部清洁卫生。通常采用热水、蒸汽或化学清洗剂进行清洗,然后用无菌水冲洗干净。
灭菌:对发酵罐及相关管道、配件等进行灭菌处理,以杀灭可能存在的微生物,防止杂菌污染。常用的灭菌方法有湿热灭菌(如高温蒸汽灭菌)、干热灭菌或化学灭菌等。
培养基配制:根据所培养微生物的需求,准确配制合适的培养基。培养基的成分通常包括碳源、氮源、无机盐、维生素等营养物质,以及可能需要的特殊生长因子。将配制好的培养基加入发酵罐中。
接种
发酵过程控制
温度控制:通过发酵罐的夹套或其他控温装置,通入热水、冷水或蒸汽,将发酵温度控制在微生物生长和代谢的最适范围内。不同的微生物对温度要求不同,例如,大多数细菌的最适生长温度在 30 - 37℃,而一些真菌的最适温度则在 25 - 30℃。
pH 控制:监测和调节发酵液的 pH 值,使其保持在适宜的范围内。可通过添加酸(如盐酸、磷酸)或碱(如氢氧化钠、碳酸钠)来调节 pH。一些微生物在发酵过程中会产生酸性或碱性代谢产物,导致 pH 值变化,需要及时调整以维持微生物的正常生长和代谢。
搅拌与通气:根据发酵需求,合理控制搅拌速度和通气量。搅拌可以使发酵液中的微生物、营养物质和氧气充分混合,提高传质和传热效率,同时防止微生物聚集和沉淀。通气则为好氧微生物提供生长所需的氧气,促进其代谢活动。对于厌氧发酵,则需要严格控制通气量,以创造无氧环境。
溶氧控制:对于好氧发酵,溶氧是一个关键参数。通过调节通气量、搅拌速度、发酵罐压力等因素,控制发酵液中的溶氧水平,确保微生物获得足够的氧气进行生长和代谢。溶氧过高或过低都可能影响发酵产物的产量和质量。
泡沫控制:发酵过程中可能会产生大量泡沫,泡沫过多会影响发酵罐的有效容积,甚至导致染菌和逃液等问题。可采用机械消泡(如安装消泡桨)或添加消泡剂等方法来控制泡沫。
补料控制:根据微生物的生长和代谢情况,适时向发酵罐中补充营养物质,如碳源、氮源、微量元素等。补料方式可以是连续补料、间歇补料或根据特定的指标(如溶氧、pH、细胞浓度等)进行反馈补料,以维持微生物的生长和产物合成。
发酵终点判断
出料与设备清洗
食品行业
生产酒类:如啤酒、葡萄酒、白酒等。在酒精发酵过程中,利用酵母等微生物将葡萄糖等糖类转化为酒精和二氧化碳。发酵罐为酵母的生长和发酵提供了适宜的环境,通过控制温度、pH 值、通气等条件,可生产出不同风味和品质的酒类产品。
生产乳制品:如酸奶、奶酪等。以牛奶为原料,接入乳酸菌等发酵剂,在发酵罐中进行发酵。乳酸菌将牛奶中的乳糖转化为乳酸,使牛奶凝固并产生风味和口感。
生产调味品:如酱油、醋等。酱油的生产通常利用米曲霉等微生物在发酵罐中进行固态发酵或液态发酵,将大豆、小麦等原料中的蛋白质和淀粉等成分分解转化为氨基酸、糖类等营养物质,并产生香气和色泽。醋的生产则是利用醋酸菌将酒精氧化为醋酸。
制药行业
生产抗生素:如青霉素、头孢菌素等。通过培养特定的微生物,如青霉菌、头孢菌等,在发酵罐中进行大规模发酵,微生物在生长过程中合成并分泌抗生素。发酵罐的精确控制对于提高抗生素的产量和质量至关重要。
生产生物制剂:如疫苗、重组蛋白药物等。利用基因工程技术将目的基因导入宿主细胞(如大肠杆菌、酵母菌或哺乳动物细胞等),然后在发酵罐中培养这些细胞,使其表达出所需的生物制剂。发酵罐需要提供适合细胞生长和产物表达的环境条件,以确保生物制剂的高效生产。
生产氨基酸:许多氨基酸是重要的药物原料,如谷氨酸、赖氨酸、蛋氨酸等。通过微生物发酵的方法,利用特定的氨基酸生产菌株在发酵罐中进行发酵,将碳源、氮源等营养物质转化为氨基酸。
化工行业
生产有机酸:如柠檬酸、乳酸、醋酸等。这些有机酸广泛应用于食品、饮料、化妆品、制药等行业。通过发酵罐培养相应的微生物,如黑曲霉生产柠檬酸、乳酸菌生产乳酸等,利用微生物的代谢作用将糖类等原料转化为有机酸。
生产生物燃料:如乙醇、生物柴油等。利用微生物发酵将生物质(如玉米、甘蔗、纤维素等)转化为乙醇,可作为燃料添加剂或替代传统汽油。生物柴油则是通过微生物发酵生产油脂,再经过酯交换反应制成。
生产酶制剂:许多工业酶,如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等,是通过微生物发酵生产的。在发酵罐中培养产酶微生物,微生物合成并分泌大量的酶,然后经过分离纯化等工艺得到酶制剂,广泛应用于食品加工、纺织、造纸、洗涤剂等行业。
本厂闲置二手电加热发酵罐




