固體發(fā)酵罐和液體發(fā)酵罐的優(yōu)缺點(diǎn)分別是什么？

來源：霄漢實業(yè)發(fā)展（廣州）有限公司 2024年12月24日 09:02

　　以下是固體發(fā)酵罐和液體發(fā)酵罐的優(yōu)缺點(diǎn)對比：

　　固體發(fā)酵罐

　　- 優(yōu)點(diǎn)：

　　- 培養(yǎng)基成本低：固體發(fā)酵罐使用的培養(yǎng)基多為谷物、麩皮等農(nóng)產(chǎn)品，來源廣泛，成本低廉.

　　- 下游處理簡單：發(fā)酵后的產(chǎn)物與培養(yǎng)基分離相對容易，常整個基質(zhì)都可被使用，如作為飼料添加物則無需復(fù)雜的回收及純化過程，廢棄物處理也較簡單.

　　- 發(fā)酵條件易控制：可通過夾套等方式控制溫度，實現(xiàn)恒溫發(fā)酵；通風(fēng)系統(tǒng)可保證空氣的無菌供應(yīng)和適宜的風(fēng)量風(fēng)速；濕度也可通過濕度控制儀和相關(guān)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié).

　　- 不易污染：因固體培養(yǎng)基本身的低水分活度和相對簡單的營養(yǎng)成分，雜菌難以生長繁殖，對無菌要求相對較低，不易發(fā)生大面積污染.

　　- 能產(chǎn)生特殊產(chǎn)物：某些微生物在固體發(fā)酵條件下可產(chǎn)生獨(dú)-特的產(chǎn)物或使產(chǎn)物具有特殊的性質(zhì)，如紅麴在固體發(fā)酵時產(chǎn)生的紅色色素是液體發(fā)酵的十倍，Aspergillus在固體發(fā)酵所產(chǎn)生的glucosidase較液體發(fā)酵產(chǎn)生的酵素更具耐熱性.

　　- 缺點(diǎn)：

　　- 傳質(zhì)傳熱不均勻：固體基質(zhì)的導(dǎo)熱性和透氣性較差，導(dǎo)致發(fā)酵過程中熱量傳遞和氧氣供應(yīng)不均勻，可能影響微生物的生長和代謝，使發(fā)酵效果不穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。

　　- 發(fā)酵規(guī)模受限：大規(guī)模固體發(fā)酵時，物料的攪拌、通風(fēng)和溫度控制等難度增加，難以保證發(fā)酵條件的一致性，限制了其在大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中的應(yīng)用，一般較適合中試規(guī)模及以下的生產(chǎn).

　　- 參數(shù)監(jiān)測困難：難以實現(xiàn)在線實時監(jiān)測固體培養(yǎng)基內(nèi)部的微生物生長、代謝等參數(shù)，如pH值、溶氧等，通常只能通過間接方法或取樣檢測來獲取相關(guān)信息，不利于及時準(zhǔn)確地控制發(fā)酵過程.

　　- 自動化程度低：固體發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，操作和控制過程較為繁瑣，自動化程度較低，需要較多的人工干預(yù)，增加了勞動強(qiáng)度和生產(chǎn)成本.

　　液體發(fā)酵罐

　　- 優(yōu)點(diǎn)：

　　- 傳質(zhì)傳熱良好：液體培養(yǎng)基具有良好的流動性和溶解性，能夠使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)、氧氣等在發(fā)酵罐內(nèi)均勻分布，微生物與底物充分接觸，有利于提高發(fā)酵效率和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性.

　　- 易于大規(guī)模生產(chǎn)：液體發(fā)酵罐的結(jié)構(gòu)相對簡單，易于放大和實現(xiàn)自動化控制，可進(jìn)行連續(xù)化、規(guī)模化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，廣泛應(yīng)用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)中.

　　- 參數(shù)監(jiān)測和控制精確：可在線實時監(jiān)測和控制發(fā)酵過程中的各種參數(shù)，如溫度、pH值、溶氧、攪拌速度等，并根據(jù)設(shè)定值自動調(diào)節(jié)，保證發(fā)酵條件的穩(wěn)定性和一致性，有利于提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量.

　　- 菌種選育方便：液體培養(yǎng)基有利于微生物的分散和生長，能夠快速獲得大量均一的菌體，便于進(jìn)行菌種的篩選、誘變和優(yōu)化等工作，提高菌種的性能和發(fā)酵效率。

　　- 缺點(diǎn)：

　　- 培養(yǎng)基成本高：液體發(fā)酵需要使用純度較高的化學(xué)試劑或營養(yǎng)成分明確的培養(yǎng)基，成本相對較高.

　　- 下游處理復(fù)雜：發(fā)酵結(jié)束后，需要進(jìn)行復(fù)雜的分離和純化步驟，如過濾、離心、萃取、層析等，才能獲得高純度的產(chǎn)品，增加了生產(chǎn)成本和工藝復(fù)雜性.

　　- 染菌風(fēng)險高：液體培養(yǎng)基營養(yǎng)豐富，且發(fā)酵過程中需要通入無菌空氣和進(jìn)行攪拌等操作，容易引入雜菌，一旦染菌，可能導(dǎo)致整批發(fā)酵失敗，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失.

　　- 對剪切力敏感的微生物不適用：機(jī)械攪拌或氣體攪拌等方式可能會產(chǎn)生較大的剪切力，對某些對剪切力敏感的微生物，如絲狀菌等，會造成細(xì)胞損傷，影響其生長和代謝.

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