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發(fā)酵罐按操作方式分類及優(yōu)缺點(diǎn)分析

1)分批發(fā)酵

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

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

缺點(diǎn):效率低，非穩(wěn)態(tài)工藝過程設(shè)計(jì)和操作困難(培養(yǎng)過程中細(xì)胞生長、產(chǎn)物積累、以及培養(yǎng)基的物理狀態(tài)常常隨時(shí)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(yīng)器中流加新鮮培養(yǎng)基，同時(shí)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(xì)胞密度、產(chǎn)物濃度以及物理狀態(tài)相對(duì)平衡的培養(yǎng)方式。

優(yōu)點(diǎn):增加目的產(chǎn)物產(chǎn)量(細(xì)胞培養(yǎng)周期延長，導(dǎo)致目的產(chǎn)物積累時(shí)間延長);便于對(duì)發(fā)酵罐系統(tǒng)的檢測(cè)(系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)后，細(xì)胞密度、基質(zhì)、產(chǎn)物濃度等趨于恒定)。

缺點(diǎn):裝置較復(fù)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(jiǎn)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(jī)械攪拌開始用在小型的發(fā)酵罐中。

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

第四階段：1960-1979年，機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐的容積增大到80-150m3。由于大規(guī)模生產(chǎn)單細(xì)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(jì)算機(jī)開始在發(fā)酵工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。

第五階段：1979年至今。生物工程和技術(shù)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(xì)胞培養(yǎng)發(fā)酵罐應(yīng)運(yùn)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(jiǎn)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(jiǎn)單。用于好氣發(fā)酵(如生產(chǎn)氨基酸、有機(jī)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(fù)雜，常用的有機(jī)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(jī)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(fù)雜，常用的有機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐、鼓泡式發(fā)酵罐和氣升式發(fā)酵罐。