液體發酵法的工業特點是以液體為培養基，進行微生物的生產繁殖和產酶。根據通風方法不同又可分為液體表層發酵法和液體深層發酵法。液體表層發酵法即液態靜置發酵法，它是將滅菌的培養基直接接入微生物後，裝入可密閉的發酵箱內的盤架上的淺盤中，約1～2cm厚，然後通入無菌空氣，維持一定溫度，進行發酵，不斷攪拌。此法目前實際上已被淘汰。
基本介紹
- 中文名：液態靜置發酵法
- 外文名：Liquid static fermentation
- 別稱：液體表層發酵法
- 套用領域：發酵工業
- 其他發酵方法：液體深層發酵法
- 操作要點：將滅菌的培養基直接接入微生物
液體發酵法,發酵條件與控制,
液體發酵法
液體發酵法的工業特點是以液體為培養基，進行微生物的生產繁殖和產酶。根據通風方法不同又可分為液體表層發酵法和液體深層發酵法。
(1)液體表層發酵法
液體表層發酵法又稱液體淺盤發酵法或靜置發酵法：它是將滅菌的培養基直接接入微生物後，裝入可密閉的發酵箱內的盤架上的淺盤中，約1～2cm厚，然後通入無菌空氣，維持一定溫度，進行發酵，不斷攪拌。此法目前實際上已被淘汰。
(2)液體深層發酵法
採用具有攪拌槳葉和通氣系統的密閉發酵罐，從培養基的滅菌冷卻到發酵都在同一發酵罐內進行。它是現代普遍採用的方法。我國的抗菌素、有機酸、胺基酸、核苷酸、維生素、酶製劑等的發酵生產都採用此法。影響深層發酵產酶的主要因素除菌種、培養基、溫度外，通風量、攪拌速度仍是決定酶產量的因素。由於深層培養微生物利用培養液中溶解氧進行呼吸，通風量大，攪拌速度快提高了溶解氧水平。氧溶解速度可用單位體積發酵液在一定時間內氧的溶解量表示，稱為溶氧速率。溶氧速率亦受到通風量、攪拌速度、罐壓、黏度、溫度、攪拌器直徑與發酵罐直徑之比(d/D)以及發酵罐徑與高度之比(D/H)、攪拌器形狀、發酵罐形狀等諸多因素的影響。在發酵過程中，隨著菌體的大量繁殖，耗氧速率增加。一方面發酵液黏度增加可引起溶氧速率下降，同時由於液體表面張力下降而形成大量泡沫，為此添加的消泡劑也可引起溶解氧下降，導致供氧不足。因此，在生產中常採用以下措施：
①採用合理的d/D值的攪拌器，適當提高攪拌速度；
②適當增加通氣量；
③適當提高罐壓或加水稀釋，使發酵液黏度下降。
深層發酵時最大威脅是染菌。發酵罐越大、越易染菌，造成損失越大。染菌主要來自：種子帶菌；空氣帶菌；培養基滅菌不徹底；設備滲漏；設計方案不合理等方面。因此，在發酵工業中大量空氣的除菌主要依靠過濾法除菌。空氣在離地面10m以上的採風口經入口的粗過濾器濾去直徑大的灰塵後，進人空氣壓縮機，冷卻後，油霧、水汽遇冷而凝結析出，用旋風式分離器分離，再經一次或兩次去濕後，經一道絲網分離器進一步去除油霧後進入儲氣罐，然後經熱交換器將其加熱，使相對濕度降到60%，可除去99.9%以上空氣中的塵埃量。
當空氣進入發酵罐前，再經一道過濾器過濾以保證空氣的質量。工業上還需做無菌試驗：當發酵罐盛培養基後，攪拌、保溫培養，若4天后而不染菌者為可靠。為了保證培養基及保證設備無菌，需要注意以下問題：
①使用排層冷凝水的乾飽和蒸汽應從發酵罐的排污口(放料口)、取樣口、通風口通入，從其他所有口排出來滅菌；
②要保證空氣在所欲滅菌的管道流暢，所有排氣口及與發酵罐有關的管道、空氣過濾器等必須在培養基滅菌時間時進行滅菌；
③消泡劑應選擇高效無菌的品種。
發酵條件與控制
(1)發酵溫度：根據菌類生長的條件嚴格控制罐內溫度，通過溫度計進行檢測，並以間接方式進行升溫或降溫控制與調節。先進的設備均可實現溫度的自動化測試、記錄和控制。
(2)發酵罐內的壓力：罐內保持一定的壓力可有效地防止雜菌的侵入。一般種子罐壓力為4.9MPa，發酵罐壓力為2.9～4.9MPa。
(3)通氣與攪拌：好氧菌需要有足夠的氧氣才能快速繁殖與生長，為此必須通入無菌的空氣。由於不同菌種以及同一菌種在不同的發酵階段對氧的需求量各不相同，因此必須根據實際情況確定通氣量和攪拌速度。發酵液中的溶解氧可經自動測試儀測定，也可以亞硫酸鈉滴定。
(4)pH值：發酵液的酸鹼度對發酵影響很大，必須通過反覆精確實驗，方可確定某微生物生長和繁殖的最適pH值，並應在發酵過程中自動控制與嚴格地調節。
