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不論何種發(fā)酵形式，其最終目的是要保證這個發(fā)酵體系 的所有部位都處于相同的條件下。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?了。在環(huán)境參量最佳范團內(nèi)，生物反應(yīng)進行得最有效，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最適條件。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(xué) 工程師和微生物學(xué)家的精湛技術(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)和熱最。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)酵體系達到最佳狀態(tài)，必須堅持以下操作準(zhǔn) 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)境參最例如濃度、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(biāo)準(zhǔn)是重要的.
選用制造發(fā)酵罐的材料標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)堅硬，不會在機械壓力下變形或破損。
5.最好能對培養(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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