發(fā)酵罐在發(fā)酵過程的形式及優(yōu)缺點

　　1.發(fā)酵罐發(fā)酵主要操作方式：根據(jù)發(fā)酵過程操作方式將工業(yè)發(fā)酵分為三種模式，即間歇發(fā)酵，連續(xù)發(fā)酵和流加發(fā)酵。

　　(1)間歇發(fā)酵：是常見的工業(yè)發(fā)酵方式，也稱分批發(fā)酵或批式發(fā)酵。將發(fā)酵罐和培養(yǎng)基滅菌后，向發(fā)酵罐中接入種子、開始發(fā)酵過程。

　　操作簡單、不容易染菌、投資低;但生產(chǎn)能力低、勞動強度大產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。

　　(2)發(fā)酵罐連續(xù)發(fā)酵

　　是指以一定的速度向發(fā)酵罐內(nèi)添加新鮮培養(yǎng)基，同時以相同的速度流出培養(yǎng)液，從而使發(fā)酵罐內(nèi)的液量維持恒定，微生物在穩(wěn)定狀態(tài)下生長。

　　可長期連續(xù)進(jìn)行，生產(chǎn)能力高;但操作控制要求高，投資高、雜菌污染、微生物菌種變異。

　　發(fā)酵罐主要用于實驗室進(jìn)行發(fā)酵動力學(xué)研究，在工業(yè)發(fā)酵中應(yīng)用不多見，只應(yīng)用于菌種的遺傳性質(zhì)比較穩(wěn)定的發(fā)酵，如酒精發(fā)酵等。

　　(3)發(fā)酵罐流加發(fā)酵

　　又稱補料分批發(fā)酵，是介于間歇發(fā)酵與連續(xù)發(fā)酵的一種操作方式。它同時具備兩者的部分優(yōu)點，是一種在工業(yè)上比較常用的操作方式。

　　流加發(fā)酵的特點是在流加階段按一定的規(guī)律向發(fā)酵罐中連續(xù)地補加營養(yǎng)物或(和)前體，由于發(fā)酵罐不向外排放產(chǎn)物，罐中的發(fā)酵體積將不斷增加，直到規(guī)定體積后放罐。

　　補料分批發(fā)酵可分為兩種類型：單一補料分批發(fā)酵和反復(fù)補料分批發(fā)酵。

　　在開始時投入一定量的基礎(chǔ)培養(yǎng)基，到發(fā)酵過程的適當(dāng)時期，開始連續(xù)補加碳源或(和)氮源或(和)其他必須基質(zhì)，直到發(fā)酵液體積達(dá)到發(fā)酵罐最大操作容積后，停止補料，最后將發(fā)酵液一次全部放出，這種操作方式稱為單一補料分批發(fā)酵。

　　反復(fù)補料分批發(fā)酵是在單一補料分批發(fā)酵的基礎(chǔ)上，每隔一定時間按一定比例放出一部分發(fā)酵液，使發(fā)酵液體積始終不超過發(fā)酵罐的最大操作容積，從而在理論上可以延長發(fā)酵周期，直至發(fā)酵產(chǎn)率明顯下降，才最終將發(fā)酵液全部放出。

　　補料分批發(fā)酵作為分批發(fā)酵向連續(xù)發(fā)酵的過渡，兼有兩者優(yōu)點，且克服了兩者缺點：可解除營養(yǎng)物基質(zhì)的抑制、產(chǎn)物反饋抑制和葡萄糖分解阻遏效應(yīng);可避免好氧發(fā)酵在分批發(fā)酵中因一次性投入糖過多造成細(xì)胞大量生長，耗氧過多，以至通風(fēng)攪拌設(shè)備不能匹配的狀況;可在某些情況下減少菌體生成量，提高有用產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率。

　　補料分批發(fā)酵技術(shù)在生產(chǎn)和科研上被廣泛運用，包括單細(xì)胞蛋白、氨基酸、生長激素、抗生素、維生素、酶制劑、核苷酸、有機酸等幾乎整個發(fā)酵工業(yè)。