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閱讀：127 發布時間：2025-1-2

發酵罐的主要優勢及使用注意事項

發酵罐設計有精密的密封結構，能夠有效防止外界空氣和微生物的進入，確保發酵過程在一個相對無菌的環境中進行。例如，罐體的接口處和閥門都采用了高質量的密封材料和密封工藝，像硅膠密封圈等，對于一些厭氧發酵過程或者對雜菌非常敏感的發酵產品（如某些抗生素、疫苗等）的生產至關重要。在這些發酵過程中，哪怕是少量雜菌的污染都可能導致發酵失敗，造成巨大的經濟損失。

溫度控制：發酵罐通常配備有先進的溫度控制系統。通過夾套或者內置的加熱 / 冷卻盤管，可以精確調節發酵過程中的溫度。例如，在啤酒發酵過程中，不同的發酵階段需要嚴格控制溫度。在主發酵階段，溫度一般控制在 8 - 12℃，這種精確的溫度控制有助于酵母的生長和代謝，產生理想的風味物質。如果溫度過高，可能會導致酵母過早死亡，產生不良風味；溫度過低則會使發酵速度過慢。
pH 值控制：帶有 pH 值監測和調節裝置的發酵罐，能夠實時檢測發酵液的 pH 值，并通過自動添加酸或堿溶液來維持 pH 值的穩定。以酸奶發酵為例，乳酸菌在發酵過程中會產生乳酸，使發酵液的 pH 值下降。通過 pH 值控制裝置，可以將 pH 值穩定在適宜乳酸菌生長和發酵的范圍內（通常為 4.5 - 5.5），保證酸奶的品質和口感。
溶氧控制：對于好氧發酵過程，發酵罐能夠有效地控制溶解氧的含量。通過通氣系統和攪拌裝置的協同作用，可以精確調節發酵液中的溶氧量。在微生物發酵生產氨基酸的過程中，微生物的生長和代謝需要充足的氧氣。發酵罐可以根據微生物的生長階段和需氧量，提供合適的溶氧水平，從而提高氨基酸的產量和質量。

發酵罐內的攪拌裝置可以使發酵液中的營養物質、微生物細胞和溶解氧等均勻分布。攪拌槳的設計形式多樣，如槳式攪拌槳、渦輪式攪拌槳等，不同的攪拌槳適用于不同的發酵體系。在大規模的生物制藥發酵過程中，高效的攪拌能夠確保微生物細胞充分接觸到營養物質和氧氣，加快細胞的生長和代謝速度，提高發酵效率。例如，在利用重組大腸桿菌生產胰島素的發酵過程中，攪拌可以使大腸桿菌均勻地分布在發酵液中，充分利用培養基中的葡萄糖等營養成分，從而提高胰島素的合成效率。

發酵罐有多種規格和型號，可以根據生產規模的大小進行選擇。從小型的實驗室發酵罐（容積可能只有幾升）到大型的工業發酵罐（容積可達數百立方米），能夠滿足不同用戶的需求。同時，發酵罐的材質（如不銹鋼、玻璃等）和內部結構（如單攪拌軸或多攪拌軸、不同的通氣方式等）可以根據不同的發酵工藝和產品進行調整。例如，在食品發酵行業，對于一些傳統的發酵食品（如豆瓣醬），可以選擇相對簡單的不銹鋼發酵罐；而在高科技生物發酵領域，如細胞培養生產單克隆抗體，就需要使用具有更復雜內部結構和高精度控制系統的發酵罐。

基礎要求：發酵罐應該安裝在堅固、平整的基礎上。如果基礎不牢固，在發酵罐運行過程中，尤其是攪拌裝置和通氣系統工作時，可能會引起振動，導致設備損壞或者管道接口松動，引發泄漏。對于大型發酵罐，需要專門設計和建造混凝土基礎，并確保基礎的承載能力符合發酵罐的重量和運行時產生的動態負荷要求。
環境要求：放置發酵罐的環境應該保持干燥、通風良好，避免陽光直射。潮濕的環境可能會導致設備生銹，特別是對于一些金屬部件。通風良好有助于散發發酵過程中產生的熱量和廢氣。同時，要避免發酵罐放置在有腐蝕性氣體或者化學物質的附近，防止罐體和管道等部件受到腐蝕。

無菌操作：在接種、進料、取樣等操作過程中，必須嚴格遵循無菌操作原則。操作人員要穿戴無菌工作服、手套和口罩等防護用品。在接種前，要對種子液和接種口進行嚴格的滅菌處理。例如，使用酒精棉球擦拭接種口周圍，并用火焰灼燒接種口，以殺死可能存在的雜菌。
參數監測與調整：在發酵過程中，要密切關注溫度、pH 值、溶解氧等參數的變化。這些參數的波動可能會影響微生物的生長和發酵產物的質量。操作人員要根據發酵工藝的要求，及時調整參數。但是，參數的調整應該是漸進式的，避免突然的大幅度變化對微生物造成沖擊。例如，在調節溫度時，升溫或降溫的速度不宜過快，一般控制在每小時 1 - 2℃的變化范圍內。
防止泡沫過多：發酵過程中可能會產生泡沫，過多的泡沫可能會導致發酵液溢出，還可能堵塞通氣管道和傳感器接口。可以通過添加適量的消泡劑來控制泡沫。但是，消泡劑的種類和用量要根據發酵工藝和產品要求進行選擇，因為有些消泡劑可能會對微生物生長或者發酵產物質量產生不良影響。

定期清洗：發酵罐使用后要及時清洗，以去除發酵液殘留和污垢。清洗應該包括罐體內部、攪拌裝置、管道和閥門等各個部分。可以使用專門的清洗劑，按照規定的清洗程序進行清洗。例如，對于一些粘性較大的發酵液殘留，可以先使用熱水浸泡，然后再用清洗劑清洗。清洗后，要用清水沖洗干凈，確保無清洗劑殘留。
部件檢查與更換：定期檢查攪拌槳、閥門、傳感器等部件的磨損情況。攪拌槳如果磨損嚴重，可能會影響攪拌效果，導致發酵液混合不均勻。閥門的密封件如果老化或損壞，會引起泄漏。傳感器的精度也會隨著使用時間而下降，需要定期校準或更換。例如，溫度傳感器可能會出現漂移現象，需要定期使用標準溫度計進行校準，一般建議每 3 - 6 個月校準一次。
設備存儲：當發酵罐長時間不使用時，要將其內部清理干凈，關閉所有閥門，保持設備的干燥。可以在罐體內放置干燥劑，防止受潮。同時，要對設備進行適當的防護，避免灰塵和其他雜物進入。如果可能的話，用防塵罩將發酵罐罩起來。