發(fā)酵罐有封閉式和開放式兩大類，所謂封閉式體系是指該體系在發(fā)酵過程中沒有物質(zhì)添入或從發(fā)酵罐取出，因之在傳統(tǒng)的分批或封閉發(fā)酵體系巾，所有營養(yǎng)成分在發(fā)醉開始時一次投入，其結(jié)果是在該體系中生物的生長速率因為在發(fā)酵過程中營養(yǎng)成分的逐漸消耗或有害物質(zhì)的逐漸積累后遞減到零.正因為這個原因在封閉式發(fā)酵過程中生物的代謝總是處于不斷變化著的狀態(tài)。目前大多數(shù)生物工程過程是以這種方式進行的，故必須使其條件佳化以期獲得所需產(chǎn)品的大產(chǎn)量，杭菌素和酶的生產(chǎn)等等即屬此類。
對分批發(fā)酵的改進是分批填料體系，大量營養(yǎng)物質(zhì)可以在發(fā)酵過程中添加進去，以補充營養(yǎng)的消耗或者起新化合物的選擇性激活劑的作用，面包工業(yè)的酵母生產(chǎn)即是這方面的例子。不過體系還是封閉式的，因為并沒有連續(xù)性的物質(zhì)流出。
與此相反的是，如果一個發(fā)酵體系的所有成分，如生物和營養(yǎng)物質(zhì)能不停地進入發(fā)酵罐和離開發(fā)酵罐，則稱之為開放式體系。這種開放式的連續(xù)流動的發(fā)酵體系，不斷地有新鮮營養(yǎng)物質(zhì)輸入，并不斷地有生物量或其他產(chǎn)品輸出。
從發(fā)酵原理來講，生物在發(fā)酵罐內(nèi)是懸浮在液體營養(yǎng)培養(yǎng)基中，培養(yǎng)基含有生物生長和產(chǎn)物形成所必需的底物。所有的營養(yǎng)物，包括氧氣都必須保證擴散到每個細胞中，而無用的產(chǎn)物如熱量、二氧化碳和代謝廢物則必須除去。
在生物周圍的營養(yǎng)物質(zhì)，濃度必須保持在一定范圍內(nèi)，因為濃度低就限制了生物代謝的速率，過高就要變?yōu)橛卸镜牧恕Ｔ诃h(huán)境參量佳范團內(nèi)，生物反應(yīng)進行得有效，因而我們必須從微觀水平上考慮來提供環(huán)境條件，以便使侮個細胞都能得到相同的適條件。如果考慮到發(fā)酵罐規(guī)模之大就不難理解要在整個群體中達到這些條件是多么不容易?；瘜W工程師和微生物學家的技術(shù)一定要在這里聯(lián)合起來。
發(fā)酵反應(yīng)是多相的，包括一個氣相(含有N2、O2和CO2)，一個或多個液相(含水的培養(yǎng)基和液態(tài)底物)以及微小的固相(微生物和可能存在的固相底物)。所有這些相，彼此必須保持密切接觸，以便能迅速傳遞物質(zhì)和熱。在混合得很好的發(fā)酵堆中，所有進入體系的反應(yīng)物必須立即混合并均勻分布，以保證反應(yīng)器中的均一性。
為了使發(fā)酵體系達到佳狀態(tài)，必須堅持以下操作準則:設(shè)計出的發(fā)酵罐要保證含有需要的生產(chǎn)菌，雜菌不得進入，培養(yǎng)物體積不變(即沒有滲漏或蒸發(fā))，對好氧生物，氧的溶解水平要保持在通氣臨界水平以上，并攪動培養(yǎng)基，環(huán)境參例如濃度、pH等，必須控制，培養(yǎng)液必須很好地混合。用來建造精密發(fā)酵罐的材料標準是重要的。
選用制造發(fā)酵罐的材料標準如下：
1、所有與進入發(fā)酵罐的溶液或生物培養(yǎng)基接觸的材料，必須是抗腐蝕的，以避免痕量金屬的污染。
2、材料必須是無毒的。這樣材料或其成分的微量溶解不會抑制被培養(yǎng)生物的生長。
3、發(fā)酵罐材料必須經(jīng)受得往反復(fù)進行的高壓蒸汽滅菌
4、發(fā)酵罐的攪拌系統(tǒng)、入料口、端板必須是易于機械加工，并且相當堅硬，不會在機械壓力下變形或破損。
5、好能對培養(yǎng)從和培養(yǎng)物進行目測，凡能用透明材料的地方就盡量使用透明材料。
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