技术贴！发酵罐该如何达到基本要求及灭菌标准？

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　　发酵罐主要有三大类，即机械搅拌罐、气升式发酵罐和自吸式发酵罐。机械搅拌罐是许多发酵过程的首选设备，具有高传质和传热能力，有着理想的气液混合效果，较长的液体停留时间和较宽的操作气速。机械搅拌发酵罐是利用了机械搅拌器的作用，使得空气和发酵液充分混合，促使了氧在发酵液中溶解，从而保证供给微生物生长繁殖、发酵所需的氧气。所以又称为通用式发酵罐。

　　气升式发酵罐在生产SCP、丝状真菌、废水处理中已获得广泛应用。这种发酵罐的最适高径比是4～6，限制高度为22～24m。虽然它对无菌空气消耗量比较大，但总能量消耗还是比机械搅拌式发酵罐低。在同样的能耗下，其氧传递能力比机械搅拌发酵罐要高得多，因此，在大规模生产单细胞蛋白时备受重视。

　　自吸式发酵罐结构大致上与通用式发酵罐相同，主要区别在于搅拌器的形状和结构的不同。自吸式发酵罐的搅拌转速较通用式高，所以它消耗的功率比通用式大。不过，由于节约了空气压缩机所消耗的大量动力，对于大风量的发酵，总的动力消耗相对而言还是较少的。

　　目前，基因工程手段的改造正影响着传统的发酵工业，如果行业人士不努力进行攻关，分子生物工程技术优势很可能在新一轮的竞争中失去。而随着分子生物工程的发展，其已为优良菌种的选育提供了更为广阔的天地。

　　从行业分析来看，随着发酵罐的日益大型化，它与手工曲制备的矛盾也越来越突出，如何实现麸曲制备的工业化，或是代之以孢子粉，是多年未能突破的难题。最为理想的是制成孢子粉或采用固定化技术，不过技术难度很高。当下更为现实的是以固体发酵来改变落后的曲制备工艺。

　　而固体发酵罐早已问世，已应用于生物制药、酶制剂、制曲等工业。以一种立式多层固体发酵罐为例，投料之前先进行空罐灭菌，物料从顶部加料孔进入，然后进行蒸煮、灭菌，物料降温通过内蛇管、外夹套冷却，罐底再进入无菌空气，然后从罐顶排出，从而达到通气、恒温要求。因此，行业人士应对矛盾问题给予重视，用先进的生产技术和创新的发酵设备赋予落后的工艺新的生命。
　　

　　由于发酵罐功能的强大，其主要应用于三个领域：食物工业、医药工业、环境科学。在食物工业上，发酵罐常用于三大类商品，一是出产传统的发酵商品，如啤酒、果酒、食醋等;二是出产食物添加剂;三是协助解决粮食疑问。

　　在医药工业上，根据发酵工程技能，开发了品种繁复的药品，如人类生长激素、重组乙肝疫苗、某些品种的单克隆抗体、白细胞介素-2、抗血友病因子等。在环境科学上，主要应用于污水处理中微生物的强化。微生物发酵的兴起带动发酵罐需求的增加，在科技的前进中发酵罐的效果在不断改变，不仅提高了安全性，也逐渐深入到人们的日常生活中。

　　为了保证安全性，发酵罐有着严格的要求。其结构需严密，要经得起蒸汽的反复灭菌。此外，内壁还需光滑，耐腐蚀性能也应具备，这样才能有利于彻底灭菌，减小金属离子对生物反应的影响。优质的发酵罐要有良好的气、液、固接触和混合性能，有与高效的热量、质量、动量传递性能;在保持生物反应要求的前提下，降低发酵罐能耗;有良好的热量交换性能，以维持生物反应的最适温度;还要有可行的管路比例和仪表控制，以适用于灭菌操作和自动化控制。

　　提到灭菌，在日常使用中，想要对发酵罐进行一个彻底全方位的消毒是非常困难的。为了保证工作质量，发酵罐该如何达到灭菌标准呢?专注于发酵罐制造与技术研发的江苏弗卢德流体设备有限公司给行业人士分享了以下经验。

　　想要彻底进行消毒灭菌处理，首先就需要将与发酵罐相结合的空气过滤器用蒸汽进行灭菌，然后再用空气吹干。在罐内进行灭菌处理后，再将发酵罐输料管里面长期累积的污水放掉并洗净。尤其是进行灭菌工作的时候，罐内的各个排气部件需要畅通。需要注意的是，每个排气孔的排气量不能过大，一切应以节约用气量为主。最后等到发酵罐内部的压力低于空气压力的时候，向发酵罐内直接输入无菌空气，如此一来就能够达到彻底消毒灭菌的要求。

文章来源：中国制药网

图片来源：百度图片