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發(fā)酵罐按操作方式分類及優(yōu)缺點分析

1)分批發(fā)酵

培養(yǎng)基后，在一個培養(yǎng)體積中接種細胞和添加中途不添加也不更換培養(yǎng)基的方式。

優(yōu)點:污染雜菌比例小，發(fā)酵罐操作靈活，可進行不同產(chǎn)品的生產(chǎn)。

缺點:效率低，非穩(wěn)態(tài)工藝過程設計和操作困難(培養(yǎng)過程中細胞生長、產(chǎn)物積累、以及培養(yǎng)基的物理狀態(tài)常常隨時間變化而變化)

2)連續(xù)發(fā)酵在培養(yǎng)過程中，不斷向反應器中流加新鮮培養(yǎng)基，同時以相同的流量從系統(tǒng)中取出培養(yǎng)液，從而維持培養(yǎng)系統(tǒng)內(nèi)在細胞密度、產(chǎn)物濃度以及物理狀態(tài)相對平衡的培養(yǎng)方式。

優(yōu)點:增加目的產(chǎn)物產(chǎn)量(細胞培養(yǎng)周期延長，導致目的產(chǎn)物積累時間延長);便于對發(fā)酵罐系統(tǒng)的檢測(系統(tǒng)進入穩(wěn)定狀態(tài)后，細胞密度、基質(zhì)、產(chǎn)物濃度等趨于恒定)。

缺點:裝置較復雜，容易污染雜菌。

發(fā)酵罐發(fā)展歷史

一階段：1900年以前，是現(xiàn)代發(fā)酵罐的雛形，它帶有簡單的溫度和熱交換儀器。

第二階段：1900-1940年，出現(xiàn)了200m3的鋼制發(fā)酵罐，在面包酵母發(fā)酵罐中開始使用空氣分布器，機械攪拌開始用在小型的發(fā)酵罐中。

第三階段：1940-1960年，機械攪拌，通風，無菌操作和純種培養(yǎng)等一系列技術開始完善，發(fā)酵工藝過程的參數(shù)檢測和控制方面已出現(xiàn)，耐蒸汽滅菌的在線連續(xù)測定的pH電極和溶氧電極，計算機開始進行發(fā)酵過程的控制。發(fā)酵產(chǎn)品的分離和純化設備逐步實現(xiàn)商品化。

第四階段：1960-1979年，機械攪拌通風發(fā)酵罐的容積增大到80-150m3。由于大規(guī)模生產(chǎn)單細胞蛋白的需要，又出現(xiàn)了壓力循環(huán)和壓力噴射型的發(fā)酵罐，它可以克服?些氣體交換和熱交換問題。計算機開始在發(fā)酵工業(yè)上得到廣泛應用。

第五階段：1979年至今。生物工程和技術的迅猛發(fā)展，給發(fā)酵工業(yè)提出了新的課題。于是，大規(guī)模細胞培養(yǎng)發(fā)酵罐應運而生，胰島素，干擾素等基因工程的產(chǎn)品走上商品化。

   用于厭氣發(fā)酵(如生產(chǎn)酒精、溶劑)的發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)可以較簡單。用于厭氣發(fā)酵(如生產(chǎn)酒精、溶劑)的發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)可以較簡單。用于好氣發(fā)酵(如生產(chǎn)氨基酸、有機酸、維生素等)的發(fā)酵罐因需向罐中連續(xù)通入大量無菌空氣，并為考慮通入空氣的利用率，故在發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)上較為復雜，常用的有機械攪拌式發(fā)酵罐、鼓泡式發(fā)酵罐和氣升式發(fā)酵罐。用于好氣發(fā)酵(如生產(chǎn)氨基酸、有機酸、維生素等)的發(fā)酵罐因需向罐中連續(xù)通入大量無菌空氣，并為考慮通入空氣的利用率，故在發(fā)酵罐結(jié)構(gòu)上較為復雜，常用的有機械攪拌式發(fā)酵罐、鼓泡式發(fā)酵罐和氣升式發(fā)酵罐。