在食品加工、生物醫(yī)藥、化工等行業(yè)中，小型立式發(fā)酵罐憑借其占地面積小、操作靈活等優(yōu)勢(shì)，成為實(shí)驗(yàn)室研究和小規(guī)模生產(chǎn)的常用設(shè)備。然而，若不了解其工作原理及維護(hù)保養(yǎng)要點(diǎn)，很容易出現(xiàn)發(fā)酵效率低、設(shè)備故障頻發(fā)等問題。本文將深入解析小型立式發(fā)酵罐的工作原理，并提供一套完整的維護(hù)保養(yǎng)攻略，助你充分發(fā)揮設(shè)備效能。

一、深入剖析：小型立式發(fā)酵罐的工作原理

小型立式發(fā)酵罐的工作原理基于微生物在特定環(huán)境下的代謝活動(dòng)，通過精準(zhǔn)控制溫度、壓力、pH 值、溶氧量等參數(shù)，為微生物生長(zhǎng)和代謝創(chuàng)造適宜條件，以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)物的高效合成。

罐體作為發(fā)酵的核心空間，通常采用不銹鋼材質(zhì)，具有良好的耐腐蝕性和密封性。在發(fā)酵過程中，攪拌系統(tǒng)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。攪拌槳通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)，以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，將發(fā)酵液充分混合，使微生物與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)均勻接觸，同時(shí)促進(jìn)氧氣的溶解和傳質(zhì)，防止發(fā)酵液出現(xiàn)局部濃度不均的情況。例如，在抗生素發(fā)酵生產(chǎn)中，均勻的混合能夠確保菌種獲取充足的營(yíng)養(yǎng)，提高抗生素的產(chǎn)量。

溫度控制系統(tǒng)通過夾套或盤管實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)酵液溫度的調(diào)節(jié)。當(dāng)發(fā)酵過程中產(chǎn)生熱量導(dǎo)致溫度升高時(shí)，冷卻介質(zhì)（如水或冷卻液）在夾套或盤管中循環(huán)流動(dòng)，帶走多余熱量；而當(dāng)溫度過低時(shí)，加熱裝置啟動(dòng)，對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行升溫，將溫度維持在微生物生長(zhǎng)的最適范圍內(nèi)。

通氣系統(tǒng)負(fù)責(zé)向發(fā)酵罐內(nèi)通入無菌空氣，為好氧微生物提供氧氣。空氣經(jīng)過除菌過濾后進(jìn)入發(fā)酵罐，其流量和壓力可根據(jù)發(fā)酵需求進(jìn)行調(diào)節(jié)。同時(shí)，pH 控制系統(tǒng)通過添加酸或堿溶液，對(duì)發(fā)酵液的酸堿度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和調(diào)整，保證微生物代謝活動(dòng)的正常進(jìn)行。

二、規(guī)范操作：確保發(fā)酵順利進(jìn)行

（一）發(fā)酵前的準(zhǔn)備工作

在使用小型立式發(fā)酵罐前，必須對(duì)罐體、管道、閥門等進(jìn)行嚴(yán)格的清洗和滅菌處理。采用高壓蒸汽滅菌法時(shí)，需將罐體升溫至 121℃，保持 20 - 30 分鐘，確保徹底殺滅雜菌，避免雜菌污染影響發(fā)酵結(jié)果。同時(shí)，檢查各系統(tǒng)的連接是否牢固，如攪拌系統(tǒng)的傳動(dòng)部件、通氣管道的密封性等，并對(duì)溫度、pH、溶氧等傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，保證參數(shù)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。

（二）發(fā)酵過程中的操作要點(diǎn)

按照工藝要求配制發(fā)酵培養(yǎng)基，并將其加入發(fā)酵罐內(nèi)。啟動(dòng)攪拌系統(tǒng)和通氣系統(tǒng)，逐步調(diào)節(jié)至合適的轉(zhuǎn)速和通氣量。在發(fā)酵過程中，密切關(guān)注各項(xiàng)參數(shù)的變化，每隔一定時(shí)間記錄溫度、pH 值、溶氧量等數(shù)據(jù)。若發(fā)現(xiàn)參數(shù)偏離設(shè)定范圍，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。例如，當(dāng)溶氧量下降時(shí)，可適當(dāng)增大通氣量或提高攪拌轉(zhuǎn)速；當(dāng) pH 值波動(dòng)時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況添加酸或堿溶液進(jìn)行調(diào)節(jié)。

（三）發(fā)酵結(jié)束后的處理

發(fā)酵結(jié)束后，先關(guān)閉通氣系統(tǒng)和攪拌系統(tǒng)，再對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行處理。對(duì)于需要提取產(chǎn)物的發(fā)酵液，按照相應(yīng)的工藝流程進(jìn)行分離和純化；對(duì)于含有微生物菌體的發(fā)酵液，可進(jìn)行后續(xù)的處理或排放。同時(shí)，對(duì)發(fā)酵罐進(jìn)行徹底清洗，清除殘留的發(fā)酵液和雜質(zhì)，為下一次發(fā)酵做好準(zhǔn)備。

三、全面維護(hù)：延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命

（一）日常維護(hù)

每天使用后，用清水對(duì)發(fā)酵罐內(nèi)部進(jìn)行沖洗，去除殘留的發(fā)酵液和雜質(zhì)。定期檢查攪拌系統(tǒng)的運(yùn)行情況，包括電機(jī)的溫度、噪音以及攪拌槳的磨損程度。若發(fā)現(xiàn)電機(jī)溫度過高或有異常噪音，應(yīng)及時(shí)停機(jī)檢查；當(dāng)攪拌槳出現(xiàn)磨損時(shí)，需根據(jù)磨損情況進(jìn)行修復(fù)或更換。此外，檢查通氣管道和閥門是否存在漏氣現(xiàn)象，確保通氣系統(tǒng)的密封性良好。

（二）定期維護(hù)

每隔一定時(shí)間（如每月或每季度），對(duì)發(fā)酵罐進(jìn)行全面的維護(hù)保養(yǎng)。對(duì)罐體進(jìn)行外觀檢查，查看是否有腐蝕、劃痕等情況，如有需要，對(duì)罐體表面進(jìn)行拋光或補(bǔ)漆處理。對(duì)溫度、pH、溶氧等傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)和檢測(cè)，確保其測(cè)量精度。更換通氣系統(tǒng)的空氣過濾器，防止過濾器堵塞影響通氣效果和空氣質(zhì)量。同時(shí)，對(duì)攪拌系統(tǒng)的傳動(dòng)部件進(jìn)行潤(rùn)滑，如添加潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂，減少部件間的摩擦和磨損。

（三）故障排查與處理

在設(shè)備運(yùn)行過程中，若出現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行排查和處理。例如，當(dāng)攪拌系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，首先檢查電機(jī)是否正常工作，電源是否接通，傳動(dòng)皮帶或聯(lián)軸器是否松動(dòng)或損壞；當(dāng)溫度控制系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，檢查加熱或冷卻裝置是否正常，溫度傳感器是否準(zhǔn)確，控制系統(tǒng)是否存在故障。對(duì)于一些復(fù)雜的故障，可聯(lián)系專業(yè)的維修人員進(jìn)行檢修，確保設(shè)備盡快恢復(fù)正常運(yùn)行。

小型立式發(fā)酵罐的高效運(yùn)行離不開對(duì)其工作原理的深入理解和科學(xué)規(guī)范的操作維護(hù)。通過掌握上述工作原理及維護(hù)保養(yǎng)攻略，不僅能確保發(fā)酵過程順利進(jìn)行，提高產(chǎn)物產(chǎn)量和質(zhì)量，還能有效延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。無論是實(shí)驗(yàn)室研究還是小規(guī)模生產(chǎn)，做好小型立式發(fā)酵罐的管理工作，都將為生產(chǎn)和研究活動(dòng)提供有力保障。