发酵罐有着广泛而重要的应用

 发酵罐发酵过程中，为了能对生产过程进行必要的控制，我们需要对有关参数进行定期取样测定或进行连续测量，以确定其参数对于发酵罐发酵过程的影响程度。

   发酵罐反映发酵过程变化的参数可以分为两类：一类是可以直接采用特定的传感器检测的参数。它们包括反映物理环境和化学环境变化的参数，如温度、压力、搅拌功率、转速、泡沫、发酵液粘度、浊度、pH、离子浓度、溶解氧、基质浓度等，称为直接参数。

　 另一类是至今尚难于用传感器来检测的参数，包括细胞生长速率、产物合成速率和呼吸嫡等。这些参数需要根据一些直接检测出来的参数，借助于电脑计算和特定的数学模型才能得到，因此这类参数被称为间接参数。上述参数中，发酵罐对发酵过程影响较大的有温度、pH值和溶解氧浓度等。

   发酵罐温度对发酵过程的影响是多方面的，它会影响各种酶反应的速率，改变菌体代谢产物的合成方向，影响微生物的代谢调控机制。除这些直接影响外，温度还对发酵液的理化性质产生影响，如发酵液的粘度、基质和氧在发酵液中的溶解度和传递速率、某些基质的分解和吸收速率等，进而影响发酵的动力学特性和产物的生物合成。

  发酵罐发酵温度是既适合菌体的生长，又适合代谢产物合成的温度，它随菌种、培养基成分、培养条件和菌体生长阶段不同而改变。理论上，整个发酵过程中不应只选一个培养温度，而应根据发酵的不同阶段，选择不同的培养温度。在生长阶段，应选择适生长温度，在产物分泌阶段，应选择适生产温度。

　　但实际生产中，由于发酵液的体积很大，升降温度都比较困难，所以在整个发酵过程中，往往采用一个比较适合的培养温度，使得到的产物产量，或者在可能的条件下进行适当的调整。发酵罐发酵温度可通过温度计或自动记录仪表进行检测，通过向发酵罐的夹套或蛇形管中通人冷水、热水或蒸汽进行调节。

   发酵罐工业生产上，所用的大发酵罐在发酵过程中一般不需要加热，因发酵中释放了大量的发酵热，在这种情况下通常还需要加以冷却，利用自动控制或手动调整的阀门，将冷却水通人夹套或蛇形管中，通过热交换来降温，保持恒温发酵。

   微生物发酵的适氧浓度与临界氧浓度是不同的。前者是指溶解氧浓度对生长或合成有一适的浓度范围，后者一般指不影响菌体呼吸所允许的低氧浓度。为了避免生物合成处在氧限制的条件下，需要考察每一发酵过程的临界氧浓度和适氧浓度，并使其保持在适氧浓度范围。

   发酵罐在供氧方面，主要是设法提高氧传递的推动力和氧传递系数，可以通过调节搅拌转速或通气速率来控制。同时要有适当的工艺条件来控制需氧量，使菌体的生长和产物形成对氧的需求量不超过设备的供氧能力。发酵罐发酵液的需氧量，受菌体浓度、基质的种类和浓度以及培养条件等因素的影响，其中以菌浓的影响为明显。发酵液的摄氧率随菌浓增大而增大，但氧的传递速率随菌浓的对数关系减少。

   发酵罐可以通过控制基质的浓度来实现，如控制补糖速率，除控制补料速度外，在工业上，还可采用调节温度(降低培养温度可提高溶氧浓度)。液化培养基、中间补水，添加表面活性剂等工艺措施，来改善溶氧水平。