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發酵罐為提高產物產量創造了條件

  • 來源:video-learn.net 網站編輯:廣世生物 發表時間:2018-08-14 17:03

 發酵罐為提高產物產量創造了條件

   由于發酵罐是放熱過程,多數生物反應體系在運行期間需要冷卻,就地滅菌后的培養基更要求快速冷卻。對大型發酵罐,發酵罐通常采用罐內安裝的冷卻盤管或采用夾套式發酵罐進行溫度控制,而對小型發酵罐,熱交換器多采用夾套作為換熱裝置。
   對大型發酵罐,盤管的冷卻效率要遠高于夾套,而且傳熱面積可以根據需要設計,但它要占用反應器空間,并使反應器清洗和滅菌更加困難。為了強化傳熱,夾套可以設計成蜂窩狀以增加冷卻介質的流速,這樣可以彌補傳熱面積不足的限制。培養基的就地滅菌需要加熱裝置,有時細胞培養的開始階段和結束階段由于細胞產生的代謝熱不足以維持生物反應器內的最適溫度,需要通過熱交換器加熱。大型發酵罐培養基的就地滅菌一般采用直接向反應器中通入高壓水蒸汽的方法實現快速加熱。小型發酵罐則通常采用夾套加熱或電加熱。
   細胞生長都有最適pH值,因此需要對培養介質的pH進行檢測和控制。pH控制系統包括pH電極、酸及堿儲罐、耐酸或堿的管道和泵及相應的控制系統組成。根據不同生物反應體系的實際需要,可以只加酸或加堿系統,也可以兩者都具備。在流加培養時,發酵罐通過碳源或/和氮源的補料也能起到調節pH的作用。
   溶氧是好氧發酵體系最重要的參數之一。傳統的工業發酵罐只是簡單地通過人工調節空氣流量來實現溶氧控制,可滅菌的溶氧電極改變了這種情況,使溶解氧濃度也可以實現在線檢測和控制,為及時了解發酵過程的進程及提高產物產量創造了條件。有些先進的發酵罐還配備了發酵罐尾氣分析裝置,可在線分析尾氣中的氧及二氧化碳濃度,以協助判斷發酵的過程的正常與否,對發酵動力學及代謝流分析等都很有幫助。
   發酵罐發酵過程是微好氧過程,要求反應體系保持很低的溶氧值,還有一些高好氧過程的氧消耗速率很快,造成發酵液中的溶解氧濃度很低,這些過低的溶氧值都可能是溶氧電極無法精確測量的。這種情況就需要安裝氧化還原電極以檢測細胞培養的正常與否。發酵罐是應用比較廣泛的生物反應設備,廣泛用于大規模生產單細胞蛋白質但不適用于高黏度或含大量固體的培養液。氣升式發酵罐具有結構簡單、不易染菌、溶氧效率高、能耗低等優點。
   發酵罐可廣泛用于抗生素、氨基酸、酶制劑、維生素、有機酸等好氧性發酵過程在化工方面可用于氣-液、氣-液-固反應過程,在環保方面可用于污水處理。目前氣升式發酵罐在國內用于谷氨酸、抗生素、黃原膠、糖化酶、檸檬酸的生產,投入使用后取得了非常顯著的經濟效益。

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