发酵罐：生物工程领域的 “转化核心”，选型与应用全解析

2025-07-09 09:50:32 浏览量： 575 作者：小编

一、发酵罐的核心构造与工作原理

标准发酵罐由罐体、搅拌系统、温控装置、通气系统四大核心部分组成。罐体多采用不锈钢材质，确保无菌环境与耐腐蚀性；搅拌系统通过桨叶旋转实现物料混合与传质，避免局部浓度不均；温控装置通过夹套或盘管实现温度精准控制（±0.5℃），满足不同微生物的最佳生长条件；通气系统则根据发酵需求提供氧气或惰性气体，维持罐内气压稳定。

工作时，发酵罐先经蒸汽灭菌（121℃、30分钟），再接入菌种与培养基，通过参数调控模拟微生物最适生长环境。例如在抗生素生产中，发酵罐需维持37℃恒温与0.05MPa罐压，同时通过搅拌转速（100-300r/min）调节溶氧量，确保菌丝体高效代谢。

二、发酵罐的类型与适用场景

机械搅拌式发酵罐：适用于大规模工业生产，如啤酒酿造、氨基酸发酵，搅拌功率可达5-500kW，容积从100L到500m³不等。

气升式发酵罐：依靠气体上升带动循环，能耗比机械搅拌式低30%，适合动物细胞培养等对剪切力敏感的场景。

固态发酵罐：采用层状布料设计，多用于食用菌培育、生物肥料生产，物料含水率可控制在50%-70%。

三、发酵罐的选型与维护要点

选型需重点关注“容积匹配度”与“参数可控性”：小试阶段可选5-50L实验室发酵罐，中试推荐100-1000L，量产则需1000L以上工业级设备。同时需确认是否支持pH（2-12）、DO（0-100%）、转速等关键参数的精准调控。

维护方面，每次发酵结束后需进行CIP原位清洗与SIP灭菌，密封圈每30批次更换一次，搅拌轴轴承每100批次检修，避免因设备污染导致批次失败。