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固态發酵罐的工業應用及影響固态發酵罐的因素

作者:發酵罐 時間:2018-04-13 14:44
發酵罐行業也得到了飛速的發展。固态發酵罐是發酵罐的一種常見類型,它在發酵罐市場上占有很重要的地位,廣泛用于食品、制藥、生物工程、農業及環保等領域。 固态發酵罐采用内循環方 信息摘要:
發酵罐 行業也得到了飛速的發展。固态 發酵 罐是發酵罐的一種常見類型,它在發酵罐市場上占有很重要的地位,廣泛用于食品、制藥、生物工程、農業及環保等領域。 固态發酵罐采用内循環方式,用攪拌槳分散和打碎氣泡,它溶

固态發酵罐的工業應用及影響固态發酵罐的因素

不鏽鋼發酵罐發酵染菌的來源及其影響因素有哪些?

 

發酵罐發酵染菌的來源有哪幾個方面?

設備的滲漏,如冷卻蛇管滲漏易污染水中的微生物,閥門或連接處,罐體滲漏會污染空氣中的微生物,無菌空氣系統過濾失效或減效則會污染大量積于過濾介質上的黴菌、酵母菌和細菌。培養基滅菌不徹底可以污染混雜在原材料中的大量雜菌,罐體及管道無菌不徹底就能污染大量隐藏于死角中的芽孢杆菌,種子系統帶菌至下一代。

微生物廣泛存在于水中、空氣中、工農業産品中和一切物體的表面。

造成發酵罐發酵染菌的因素有哪些?

造成不鏽鋼發酵罐發酵染菌的因素很多,主要因素有設備檢修質量不好,設備洩漏使運轉過程和補料過程污染雜菌;操作質量差也是發酵罐發酵染菌的重要因素,例如消毒工沒有嚴格按照工藝規程操作,培養基和罐體管道滅菌不徹底;看罐工缺乏高度的工作責任心,泡沫控制不好造成頂罐逃液都容易導緻染菌,蒸汽質量不好蒸汽壓力低也會導緻滅菌不徹底而染菌,防染制度、防染措施不健全、不完善都能造成染菌。

噬菌體是一種寄生性微生物,具有單一性,生産菌一旦染之與之親和的噬菌體,便被侵入細胞體内,開始生長繁殖最終使寄生細胞破裂死亡,而噬菌體得以釋放被繼續繁殖,因此發酵污染噬菌體以後危害極大,速度極快、蔓延面積極大使整個生産受損。

固态發酵罐的工業應用及影響固态發酵罐的因素

發酵罐行業也得到了飛速的發展。固态發酵罐是發酵罐的一種常見類型,它在發酵罐市場上占有很重要的地位,廣泛用于食品、制藥、生物工程、農業及環保等領域。

固态發酵罐采用内循環方式,用攪拌槳分散和打碎氣泡,它溶氧速率高,混合效果好。儀表控制液體發酵罐罐體采用SUS304或316L進口不鏽鋼,罐内配有自動噴淋清洗機頭,确保生産過程符合GMP要求。

固态發酵罐的罐體主體設有夾層、保溫層、可加熱、冷卻、保溫功能。罐體與上下橢圓頭均采用旋壓R角加工,罐内壁經鏡面抛光處理,衛生無死角,而全封閉設計确保物料始終處于無污染的狀态下混合、發酵。設備配備空氣呼吸孔,CIP清洗噴頭,人孔、進出料口等裝置。

今天,我們一起來了解下哪些因素會影響固态發酵罐的發酵過程,以及固态發酵罐在工業中的具體應用。

固态發酵(Solidstatefermentation)指體系在沒有或幾乎沒有自由水存在下,微生物在固态物質上生長的過程,過程中維持微生物活性需要的水主要為結合水或與固體基質結合的狀态。大部分研究者認為固态發酵和固體基質發酵(Solidsubstratesfermentation)是同一概念,可是Pandey等卻認為固體基質發酵是在無自由水條件下固體基質作為碳源或氮源的發酵過程,而固态發酵是在無自由水條件下利用天然或惰性底物(如合成泡沫)作為支持物的發酵過程。本文中将其統稱為固态發酵。

近幾年來,随着世界性的能源危機和環境保護意識的增強,固态發酵重新受到重視,主要歸因于農業、工業廢棄物在固态發酵方面得到較大應用,比如土壤修複、生物轉化及生物燃料等,是工業應用的理想技術。

一、影響固态發酵罐的因素

影響固态發酵罐過程的因素很多,主要取決于基質類型、微生物選取和生産規模,可大緻分為生物化學、物理化學和環境因素。所有的因素都是密切相關的,不能獨立地看待。在特定的固态發酵過程中,單個因素作為生化還是物化因素需要區别開來。某個因素在生化反應中可看做獨立的,但在物化反應中是相互影響的,反之亦然。所以,需要分析各個因素在固态發酵進程中的影響。

(1)固态發酵微生物

真菌和細菌是固态發酵使用較多的微生物,真菌是比較理想的(如圖所示,真菌菌絲穿過基質的皮殼到達澱粉顆粒)。接種真菌孢子較營養細胞有一定優勢:接種方便、靈活且易于保存較長時間和較高活性,但也有一定的缺點,如較長的滞後期、孢子接種量較大;在孢子萌發之前需誘導孢子進入代謝活動和酶系合成以防孢子休眠。某些發酵過程需要菌絲接種,如将毛殼菌菌絲接入小麥稭稈中進行固态發酵。接種密度(個/克物料)也是固态發酵的一個重要影響因子。

(2)基質和粒度

固态發酵基質常為農業副産物、天然纖維素、固體廢料等。具有大分子結構的原料其惰性組織将氮源和碳源物質緊緊包裹,不利于發酵,因此原料的預處理是很重要的,主要通過物理、化學或者酶水解等方法降低被包裹或顆粒粒度,提高基質可利用率。采用天然基質進行固态發酵,随着微生物的生長,作為基質結構的部分碳源物質被消耗,影響了傳質和傳熱,通常在發酵過程中加入适量的具有穩定結構的支持物來改善。

基質粒度關系到微生物生長及傳質傳熱效果,将直接影響到單位體積顆粒所能提供的反應表面積的大小,也會影響到菌體是否容易進入基質顆粒内部及氧的供給速率和代謝産物的移出速率等[9]。小的顆粒可以提供較大微生物攻擊表面積,提高固态發酵反應速率,是理想的選擇,但是在許多情況下太小的顆粒容易造成底物積團,顆粒間空隙率也減小,導緻阻力增大,對傳熱、傳質産生不利的影響,導緻微生物不良生長;大顆粒由于存在較大間隙有利于提高傳質和傳熱效率,還可提供更好的呼吸及通氣條件,但微生物攻擊表面積較小。

不鏽鋼儲罐,将延長微生物的滞後期,導緻生物量減少。可以通過加無菌水、加濕空氣和安裝噴濕器等方法來提高Aw,以保證菌體正常生長。

(5)通風和攪拌

好氧發酵過程中對氧的需求及系統中傳質、傳熱的需要,通風和攪拌操作有重要的影響。空氣速率增加可提供微生物生長所需氧氣,又可以移除CO2、揮發性代謝物和反應熱,但很多因素影響O2的傳輸,如空氣壓力、通氣率、基質空隙、料層厚度、培養基水分、反應器幾何特征及機械攪拌裝置的轉速等。

綜上所述,固态發酵罐的應用非常廣泛,固态發酵技術也越來越受到重視。相信在不久的将來,發酵罐将在更多領域有所應用,為我們的美好生活做出更多貢獻。

 

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文章标題:固态發酵罐的工業應用及影響固态發酵罐的因素

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