fermenter

定義：具備滅菌和控制發(fā)酵條件等功能的微生物深層液體培養(yǎng)設(shè)備。

學(xué)科：微生物學(xué)_應(yīng)用微生物學(xué)

相關(guān)名詞：發(fā)酵液 傳質(zhì)系數(shù) 空消 實消

圖片來源：視覺中國

【延伸閱讀】

發(fā)酵技術(shù)在生產(chǎn)酶類、酵母、飼料、酒精等產(chǎn)品以及生物制藥和活性污泥處理等過程中應(yīng)用非常廣泛。發(fā)酵罐是指為微生物一個特定生物化學(xué)過程的操作提供良好環(huán)境的容器，工業(yè)發(fā)酵中一般指進行微生物深層培養(yǎng)的設(shè)備。發(fā)酵罐是發(fā)酵設(shè)備中最重要、應(yīng)用最廣的設(shè)備，是發(fā)酵工業(yè)的心臟，是連接原料和產(chǎn)物的橋梁。實驗室常用發(fā)酵罐全容積通常在2升至500升之間，500升至5000升是中試發(fā)酵罐，而實際工業(yè)應(yīng)用的發(fā)酵罐全容積通常在5000升以上。

發(fā)酵罐的基本構(gòu)造通常由罐體、加熱系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、壓力控制系統(tǒng)、傳感器和控制系統(tǒng)、攪拌系統(tǒng)以及進出料口幾個組成部分組成。發(fā)酵罐的具體構(gòu)造和配置會結(jié)合使用場景進行設(shè)計。一些發(fā)酵罐還可能配備附加的設(shè)備，如溶氧控制系統(tǒng)、pH值傳感器等，以提供更好的控制和監(jiān)測。

根據(jù)所培養(yǎng)微生物的好氧和厭氧性，發(fā)酵罐可分為好氧型與厭氧型。好氧型發(fā)酵罐適合于酶類、酵母、抗生素、氨基酸、維生素等產(chǎn)品的發(fā)酵，需要強烈的通風(fēng)攪拌，提高氧在發(fā)酵液中的傳質(zhì)系數(shù)。厭氧型不需要通氣，適合于酒精、啤酒、乳酸等產(chǎn)品發(fā)酵。

按照發(fā)酵罐設(shè)備特點可分為機械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐和非機械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐，這兩類發(fā)酵罐是采用不同的手段使發(fā)酵罐內(nèi)的氣、固、液三相充分混合，從而滿足微生物生長和產(chǎn)物形成對氧的需求。機械攪拌包括循環(huán)式（如伍式發(fā)酵罐、文氏管發(fā)酵罐）和非循環(huán)式的通風(fēng)式發(fā)酵罐和自吸式發(fā)酵罐等。非機械攪拌包括循環(huán)式的氣提式、液提式發(fā)酵罐，以及非循環(huán)式的排管式和噴射式發(fā)酵罐。其中，通氣機械攪拌罐是發(fā)酵過程中的首選設(shè)備。

發(fā)酵罐的操作首先要進行技術(shù)準(zhǔn)備，即檢查電源、管道、空壓機、循環(huán)水系統(tǒng)是否正常。然后在投料前進行空消，保證系統(tǒng)處于無菌狀態(tài)。空消結(jié)束后，加入培養(yǎng)基進行實消。滅菌后冷卻至適宜溫度，接入所需菌種進行發(fā)酵操作。在發(fā)酵過程中，按照規(guī)范的無菌操作進行取樣和檢測。發(fā)酵結(jié)束后放料，清洗發(fā)酵罐。

（延伸閱讀作者：東北師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 原野博士）

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