微生物發(fā)酵罐不同分類簡介
進(jìn)行微生物深層培養(yǎng)的設(shè)備統(tǒng)稱發(fā)酵罐。一個優(yōu)良的發(fā)酵裝置應(yīng)具有嚴(yán)密的結(jié)構(gòu)，良好的液體混和性能，較高的傳質(zhì)、傳熱速率，同時還應(yīng)具有配套而又可靠的檢測及控制儀表。由于微生物有好氧與厭氧之分，所以其培養(yǎng)裝置也相應(yīng)地分為好氧發(fā)酵設(shè)備與厭氧發(fā)酵設(shè)備。對于好氧微生物，發(fā)酵罐通常采用通氣和攪拌來增加氧的溶解，以滿足其代謝需要。根據(jù)攪拌方式的不同，好氧發(fā)酵設(shè)備又可分為機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐和通風(fēng)攪拌式發(fā)酵罐。
機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐
機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐是發(fā)酵工廠常用類型之一。它是利用機(jī)械攪拌器的作用，使空氣和發(fā)酵液充分混合，促進(jìn)氧的溶解，以保證供給微生物生長繁殖和代謝所需的溶解氧。比較典型的是通用式發(fā)酵罐和自吸式發(fā)酵罐。
通用式發(fā)酵罐
通用式發(fā)酵罐是指既具有機(jī)械攪拌又有壓縮空氣分布裝置的發(fā)酵罐。由于這種型式的罐是目前大多數(shù)發(fā)酵工廠zui常用的，所以稱為“通用式”。其容積可自20L～200m3，有的甚至可500m3。
自吸式發(fā)酵罐
自吸式發(fā)酵罐罐體的結(jié)構(gòu)大致上與通用式發(fā)酵罐相同，主要區(qū)別在大攪拌器的形狀和結(jié)構(gòu)不同。自吸式發(fā)酵罐使用的是帶中央吸氣口的攪拌器。攪拌器由從罐底向上伸人的主軸帶動，葉輪旋轉(zhuǎn)時葉片不斷排開周圍的液體使其背側(cè)形成真空，于是將罐外空氣通過攪拌器中心的吸氣管而吸人罐內(nèi)，吸人的空氣與發(fā)酵液充分混合后在葉輪末端排出，并立即通過導(dǎo)輪向罐壁分散，經(jīng)擋板折流涌向液面，均勻分布。空氣吸人管通常用一端面軸封與葉輪連接，確保不漏氣。
通風(fēng)攪拌式發(fā)酵罐
在通風(fēng)攪拌式發(fā)酵罐中，通風(fēng)的目的不僅是供給微生物所需要的氧，同時還利用通人發(fā)酵罐的空氣，代替攪拌器使發(fā)酵液均勻混合。常用的有循環(huán)式通風(fēng)發(fā)酵罐和高位塔式發(fā)酵罐。
循環(huán)式通風(fēng)發(fā)酵罐系利用空氣的動力使液體在循環(huán)管中上升，并沿著一定路線進(jìn)行循環(huán)，所以這種發(fā)酵罐也叫空氣帶升式發(fā)酵罐或簡稱帶升式發(fā)酵罐。帶升式發(fā)酵罐有內(nèi)循環(huán)和外循環(huán)兩種，循環(huán)管有單根的也有多根的。與通用式發(fā)酵罐相比，它具有以下優(yōu)點(diǎn)：①發(fā)酵罐內(nèi)沒有攪拌裝置，結(jié)構(gòu)簡單，清洗方便，加廠容易；②由于取消了攪拌川的電機(jī)，而通風(fēng)量與通用式發(fā)酵罐人致相等，所以動力消耗有很大降低。
高位塔式發(fā)酵罐是一種類似塔式反應(yīng)器的發(fā)酵罐，其高徑比約為7左右，罐內(nèi)裝有若干塊篩板。壓縮空氣由罐底導(dǎo)人，經(jīng)過篩板逐漸上升，氣泡在上升過程中帶動發(fā)酵液同時上升，上升后的發(fā)酵液又通過篩板上帶有液封作用的降液管下降而形成循環(huán)。這種發(fā)酵罐的特點(diǎn)是省去了機(jī)械攪拌裝置，如果培養(yǎng)基濃度適宜，而且操作得當(dāng)?shù)脑挘诓辉黾涌諝饬髁康那闆r下，基本上可達(dá)到通用式發(fā)酵罐的發(fā)酵水平。
厭氧發(fā)酵設(shè)備
厭氧發(fā)酵也稱靜止培養(yǎng)，因其不需供氧，所以設(shè)備和工藝都較好氧發(fā)酵簡單。嚴(yán)格的厭氧液體深層發(fā)酵的主要特色是排除發(fā)酵罐中的氧。罐內(nèi)的發(fā)酵液應(yīng)盡量裝滿，以便減少上層氣相的影響，有時還需充人非氧氣體。發(fā)酵罐的排氣口要安裝水封裝置，培養(yǎng)基應(yīng)預(yù)先還原。此外，厭氧發(fā)酵需使用大劑量接種（一般接種量為總操作體積的10%～20%），使菌體迅速生長，減少其對外部氧滲入的敏感性。酒精、丙酮、丁醇。乳酸和啤酒等都是采用液體厭氧發(fā)酵工藝生產(chǎn)的。具有代表性的厭氧發(fā)酵設(shè)備如酒精發(fā)酵罐和用于啤酒生產(chǎn)的錐底立式發(fā)酵罐。
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