英哥小课堂 | 工业发酵，无菌、无油、无水

工业发酵的过程是利用微生物细胞制造特定产品或净化环境的过程，它包括厌氧培养（如酒精、丙酮、丁醇、乳酸等）及需氧培养（如氨基酸、酶制剂等）两类。

发酵工程的生产产品流程分为

上游加工：发酵、收集

下游加工：提纯、浓缩、无菌过滤、容量控制

工业发酵的流程概述

1.菌种选育

将自然界中的菌种分离后用到：诱变育种、基因工程、细胞工程

2.培养基配置

为选定的微生物提供营养丰富的生长环境，原料经过灭菌进入发酵罐，这个阶段需要为菌种制造理想的生长条件

3.扩大培养

将被分离出用于生产的菌种引入准备好的培养基经过接种进入发酵罐

4.发酵过程

微生物在此过程中代谢培养基中的营养物质并产生所需产物——乙醇、有机酸或酶。在此过程中，适当监测和控制温度、pH 值和氧气水平至关重要

5.产品分离提纯

发酵完成后收获所需产品。使用离心和过滤等各种技术将产品从发酵液中分离出来，确保以纯净形式提取有价值的产品。或经过进一步纯化获得更高纯度的产品

压缩空气是大规模有氧发酵的重要原料，为发酵细菌提供足够的氧气，以生产各种产品。未经处理的空气中含有水雾、油雾、铁锈、颗粒粉尘、细菌等诸多杂质，满足空气要求。

因此压缩空气的品质做到：无菌、无油、无水、恒温

1.洁净度：“无菌空气”，即通过除菌处理后压缩空气中含菌量降低到零或达到洁净度100级的洁净空气

2.压缩空气的压强：一般要求空气压缩机出口的空气压强控制在0.2~0.4MPa

3.相对湿度：将进入总过滤器的压缩空气的相对湿度控制在60%左右

4.空气的温度：影响酶反应的主要因素之一。一方面温度升高时，反应速度加快，一般每升高10°C酶反应速度增加1-2倍；但另一方面，随着温度升高，酶也逐渐受热失去活力。

5.空气流量：根据发酵工厂或发酵车间的总体发酵罐容积，确定应提供的压缩空气的流量。考虑空压机气量可调节范围，选择空压机台份数和气量，避免空压机放空或卸载状态运行。

需氧发酵常用压缩机设备类型：低压无油空压机鼓风机

不同类别的发酵产品用气不同，如有机酸、氨基酸、酶制剂、功能发酵产品等，需要综合考虑到通气比、罐压和发酵周期。

1.通气比：发酵生产中，通气比是计算空气流量的因素之一，通常以一分钟内通过单位体积培养液的空气体积比来表示(V/V·m)。

2.罐压：对于好氧发酵，发酵培养过程中需要通入过滤后的空气，一般发酵罐维持的液位，液位上部空余部分保持压力，这个压力称为罐压。

3.发酵周期从发酵开始到发酵结束所经历的时间