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淺析溫度對發(fā)酵罐使用影響及控制溫度方法

生物發(fā)酵罐對溫度有要求，可根據(jù)工藝要求設(shè)置加熱夾套。生物發(fā)酵罐的加熱方式有:電加熱、蒸汽加熱、導(dǎo)熱油加熱、遠(yuǎn)紅外加熱攪拌罐。也可在攪拌罐頂部加裝噴嘴，對攪拌過程進(jìn)行霧化處理。電機(jī)可采用電磁調(diào)速或擺線針輪減速器，混合漿可采用漿式、框式、推動式、斜葉工等形式，安全可靠，操作維護(hù)簡單。

帶加熱的生物發(fā)酵罐需要確定罐內(nèi)液體材料的高加熱溫度(或蒸汽滅菌溫度)，以確定攪拌電機(jī)支架的方法、罐體的鋼板厚度和附屬零件的承壓能力(成本會有所不同)。罐內(nèi)是否有氮?dú)?、壓縮空氣或真空負(fù)壓也決定了罐的結(jié)構(gòu)不同(成本也會不同)，所以今天我們來談?wù)劸唧w的影響，以及如何控制生物發(fā)酵罐的溫度。

生物發(fā)酵罐對溫度的要求非常嚴(yán)格，因?yàn)闇囟葧苯佑绊懝迌?nèi)反應(yīng)物的反應(yīng)速率和方向，直接影響結(jié)果的導(dǎo)向。生物發(fā)酵罐溫度對發(fā)酵過程有很多影響，會影響各種酶的反應(yīng)速度，改變菌代謝產(chǎn)物的合成方向，影響微生物的代謝調(diào)節(jié)機(jī)制。

除了這些直接影響外，溫度還影響發(fā)酵液的理化性質(zhì)，如發(fā)酵液的粘度、基質(zhì)和氧在發(fā)酵液中的溶解度和傳遞速率、某些基質(zhì)的分解和吸收速率等。，從而影響發(fā)酵的動力學(xué)特性和產(chǎn)物的生物合成。

生物發(fā)酵罐的發(fā)酵溫度不僅適合菌體的生長，也適合代謝產(chǎn)物的合成。它隨著菌種、培養(yǎng)基成分、培養(yǎng)條件和菌體生長階段的不同而變化。理論上，整個發(fā)酵過程不僅要選擇一個培養(yǎng)溫度，還要根據(jù)發(fā)酵的不同階段選擇不同的培養(yǎng)溫度。

那么該怎么控制發(fā)酵溫度呢？

但在實(shí)際生產(chǎn)中，由于發(fā)酵液體積大，升降溫度困難，在整個發(fā)酵過程中，往往采用更合適的培養(yǎng)溫度，使產(chǎn)品產(chǎn)量高，或在可能條件下進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。在生長階段，應(yīng)選擇宜的生長溫度，在產(chǎn)物分泌階段，應(yīng)選擇宜的生產(chǎn)溫度。

要控制發(fā)酵溫度，首先要測量發(fā)酵溫度。發(fā)酵溫度可通過溫度計或自動記錄儀檢測，并通過冷水、熱水或蒸汽調(diào)節(jié)到生物發(fā)酵罐的夾套或蛇形管中。

在工業(yè)生產(chǎn)中，使用的生物發(fā)酵罐在發(fā)酵過程中一般不需要加熱，因?yàn)榘l(fā)酵釋放了大量的發(fā)酵熱。在這種情況下，通常需要冷卻。利用自動控制或手動調(diào)節(jié)的閥門，冷卻水通過人夾套或蛇管冷卻，保持恒溫發(fā)酵。

不銹鋼發(fā)酵罐的攪拌器主要作用是什么呢？

目前市場上銷售的不銹鋼發(fā)酵罐種類繁多，消費(fèi)者可以根據(jù)自己企業(yè)的需求進(jìn)行選擇。不銹鋼發(fā)酵罐可分為機(jī)械攪拌通風(fēng)不銹鋼發(fā)酵罐和非機(jī)械攪拌通風(fēng)不銹鋼發(fā)酵罐。根據(jù)微生物的生長代謝需要，可分為好型不銹鋼發(fā)酵罐和厭氣型發(fā)酵灌溉。厭氣發(fā)酵不銹鋼發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)可以簡單，對不銹鋼發(fā)酵罐的要求是:可以封閉；能承受一定壓力，有冷卻設(shè)備，盡量減少罐內(nèi)裝置，消除死角，便于清洗滅菌。酒精和啤酒都是嫌氣發(fā)酵產(chǎn)物，其不銹鋼發(fā)酵罐不需要通入昂貴的無菌空氣，所以在設(shè)備放大、制造和操作時比好氣發(fā)酵設(shè)備簡單得多。不銹鋼發(fā)酵罐用于好氣發(fā)酵的不銹鋼發(fā)酵罐需要將大量無菌空氣連續(xù)通入罐中，為了考慮通入空氣的利用率，不銹鋼發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。常用的有機(jī)械攪拌不銹鋼發(fā)酵罐、泡沫不銹鋼發(fā)酵罐和氣體升降不銹鋼發(fā)酵罐。

不銹鋼發(fā)酵罐內(nèi)有攪拌漿，用于發(fā)酵過程中不斷攪拌，進(jìn)入菌體生長所需的空氣或氧氣。罐體頂盤上有控制傳感器，的是pH電極和DO電極，用于監(jiān)測發(fā)酵過程中發(fā)酵液pH和DO的變化控制器，用于顯示和控制發(fā)酵條件。

不銹鋼發(fā)酵罐利用機(jī)械攪拌器的作用，將過濾除菌的無菌空氣與發(fā)酵液充分混合，促進(jìn)氧氣在發(fā)酵液中充分均勻地溶解，保證微生物生長、繁殖和代謝所需的氧氣。這種不銹鋼發(fā)酵罐適用性強(qiáng)，是目前生產(chǎn)中最重要的反應(yīng)器。無需空氣壓縮機(jī)，在攪拌過程中自動吸入空氣。多用于乙酸發(fā)酵和酵母增殖的發(fā)酵生產(chǎn)。無攪拌傳動裝置利用培養(yǎng)液的密度差完成液體循環(huán)。常用來生產(chǎn)SCP和處理廢水。

在使用不銹鋼發(fā)酵罐的過程中，我們也應(yīng)該注意一些操作事項(xiàng)。特別是在突然停電的情況下，應(yīng)立即關(guān)閉不銹鋼發(fā)酵罐的空氣系統(tǒng)開關(guān)，以確保不銹鋼發(fā)酵罐和空氣系統(tǒng)沒有負(fù)壓，壓力表不會脫落。

不銹鋼發(fā)酵罐使用注意事項(xiàng)：

1.系統(tǒng)必須在不銹鋼發(fā)酵罐的所有單個設(shè)備正常運(yùn)行時使用。

2.當(dāng)對過濾器進(jìn)行消毒時，通過空氣過濾器的蒸汽壓力不能超過0.17MPa，否則濾芯將被損壞并失去過濾能力。

3、在發(fā)酵過程中，應(yīng)確保罐壓不超過0.17MPa。

4.在實(shí)際消耗過程中，夾套通過蒸汽預(yù)熱時，進(jìn)氣壓力必須控制在設(shè)備的工作壓力范圍內(nèi)(不得超過0.2MPa)，否則會對不銹鋼發(fā)酵罐造成損壞。

5.空消和實(shí)消時，必須排出不銹鋼發(fā)酵罐夾套必須排出。否則可能導(dǎo)致不銹鋼發(fā)酵罐內(nèi)筒體壓扁，對設(shè)備造成損壞；實(shí)際消除時，冷凝水過多，培養(yǎng)液稀釋，達(dá)不到工藝要求。