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固體發(fā)酵法是在固體發(fā)酵罐是指利用自然底物做碳源及能源,或利用惰性底物做固體支持物,其體系無水或接近于無水的發(fā)酵過程。主要有淺盤式發(fā)酵和厚層通風(fēng)發(fā)酵。固體發(fā)酵法的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)
在以下方面:
(1)培養(yǎng)基簡(jiǎn)單且來源廣泛,多為便宜的天然基質(zhì)或工業(yè)生產(chǎn)的下腳料;
(2)投資少,能耗相對(duì)較低;
(3)基質(zhì)含水量低,可大大減少生物反應(yīng)器的體積,不需要廢水處理,環(huán)境污染較小;
(4)發(fā)酵過程一般不需要嚴(yán)格的無菌操作,技術(shù)要求較低;
固體發(fā)酵生產(chǎn)的缺點(diǎn)是主要為較難實(shí)行自動(dòng)化、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率較低等。
固體發(fā)酵生產(chǎn)流程大致如下:
生產(chǎn)菌種---固體種或液體種---接種---固體發(fā)酵罐---發(fā)酵---發(fā)酵料
烘干---粉碎---復(fù)配---檢測(cè)---包裝---成品
隨著分子生物工程的不斷發(fā)展,已經(jīng)為優(yōu)良菌種的選育提供了更為廣闊的天地,用基因重組菌種取代,改良原有的檸檬酸、青霉素菌種已見諸報(bào)道。
基因工程手段改造傳統(tǒng)的發(fā)酵工業(yè),已經(jīng)不是遙遙無期的事,如果我們不努力攻關(guān),分子生物工程技術(shù)優(yōu)勢(shì)很可能在新一輪的競(jìng)爭(zhēng)中失去。隨著發(fā)酵罐的日益大型 化,它與手工麩曲制備的矛盾越來越突出,如何實(shí)現(xiàn)麩曲制備的工業(yè)化,或代之以孢子粉,是多年未能突破的難題。自然,最為理想的是制成孢子粉或采用固定化技 術(shù),只是技術(shù)難度很高。目前更為現(xiàn)實(shí)的,是以固體發(fā)酵改變落后的麩曲制備工藝。現(xiàn)在固體發(fā)酵罐早已問世,已有應(yīng)用生物制藥、酶制劑、制曲等工業(yè)的報(bào)道。如一種立式多層固體發(fā)酵罐, 投料前進(jìn)行空罐滅菌。物料從頂部加料孔進(jìn)入,然后進(jìn)行蒸煮、滅菌,物料降溫通過內(nèi)蛇管、外夾套冷卻,罐底進(jìn)入無菌空氣,從罐頂排出,達(dá)到通氣、恒溫要求, 采用軸向攪拌翻料,發(fā)酵罐容積范圍為0 .5~10m3。另一種華東理工大學(xué)的智能生物發(fā)酵罐全容量為50L~5000L, 采用外罐體轉(zhuǎn)動(dòng)的攪拌方式,物料在罐體內(nèi)邊翻滾邊進(jìn)行蒸汽滅菌,通過進(jìn)氣調(diào)節(jié)罐內(nèi)溫度和濕度,轉(zhuǎn)速為0~30rmp ,均為不銹鋼結(jié)構(gòu)。用這類固態(tài)發(fā)酵罐來改革我們傳統(tǒng)的麩曲制備工藝,成功的希望應(yīng)該是很大的。
節(jié)能發(fā)酵罐的概述與發(fā)酵罐的高徑比
高效節(jié)能發(fā)酵罐跟著谷氨酸發(fā)酵出產(chǎn)的發(fā)展,新工藝新技術(shù)不斷被采用。特別是谷氨酸發(fā)酵采用大種量、大風(fēng)量,流加糖連續(xù)上罐發(fā)酵工藝。使原傳統(tǒng)的發(fā)酵罐顯露不足,難以知足發(fā)酵新工藝的要求。也不適應(yīng)高效節(jié)能降耗發(fā)酵大出產(chǎn)的需要。
發(fā)酵罐高度:適當(dāng)?shù)陌l(fā)酵液柱,使空氣在發(fā)酵液中有一定的停留時(shí)間,能進(jìn)步液體中的溶解氧,有利于發(fā)酵產(chǎn)酸。但跟著發(fā)酵液柱的進(jìn)步。發(fā)酵罐空氣的入口壓力必需進(jìn)步。
且進(jìn)氣壓力應(yīng)大于發(fā)酵液柱靜壓加上發(fā)酵罐壓,這樣空壓機(jī)的出口壓力也隨之進(jìn)步,電耗增加;另發(fā)酵罐高度進(jìn)步,進(jìn)罐物料輸送晉升高度增加,電耗相對(duì)增加,而罐體不亂性減小,輕易晃動(dòng)。發(fā)酵廠房高度增加,造價(jià)增大.近年新建發(fā)酵罐容積趨向大型化,從100 罐到250 罐、660 罐,甚至更大。但綜合考慮,發(fā)酵罐直捅高度不宜過高,以不超過14m為宜。
高徑比H/¢ :
當(dāng)發(fā)酵罐高度限定在一定范圍內(nèi)。發(fā)酵罐容積增大,罐徑隨之增大,H/¢減少,發(fā)酵罐由細(xì)長(zhǎng)型逐變?yōu)榘中?。一般H/¢控制在3之內(nèi)為宜。
發(fā)酵罐整機(jī)模塊化設(shè)計(jì)有哪些特點(diǎn)?
發(fā)酵罐采用耐高溫玻璃做罐體,發(fā)酵過程中可清楚的觀察發(fā)酵液體發(fā)生變化,機(jī)械攪拌系統(tǒng)有上攪拌和磁力偶合兩種,轉(zhuǎn)速無級(jí)可調(diào),發(fā)酵溫度、PH、溶解氧等參數(shù)自動(dòng)控制、自控記錄、貯存、打印。發(fā)酵罐用于科研院所以及企業(yè)的微生物實(shí)驗(yàn)室,是精密發(fā)酵試驗(yàn)的理想設(shè)備,也適用于微生物發(fā)酵培養(yǎng)基配方的篩選、發(fā)酵工藝參數(shù)的優(yōu)化以及生產(chǎn)工藝與菌種的驗(yàn)證等。