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，成為實驗室研究和小規(guī)模生產(chǎn)的常用設備。然而，若不了解其工作原理及維護保養(yǎng)要點，很容易出現(xiàn)發(fā)酵效率低、設備故障頻發(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保養(yǎng)攻略，助你充分發(fā)揮設備效能。

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，通過精準控制溫度、壓力、pH 值、溶氧量等參數(shù)，為微生物生長和代謝創(chuàng)造適宜條件，以實現(xiàn)目標產(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)揮著關鍵作用。攪拌槳通過電機驅(qū)動，以一定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，將發(fā)酵液充分混合，使微生物與營養(yǎng)物質(zhì)均勻接觸，同時促進氧氣的溶解和傳質(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)通過夾套或盤管實現(xiàn)對發(fā)酵液溫度的調(diào)節(jié)。當發(fā)酵過程中產(chǎn)生熱量導致溫度升高時，冷卻介質(zhì)（如水或冷卻液）在夾套或盤管中循環(huán)流動，帶走多余熱量；而當溫度過低時，加熱裝置啟動，對發(fā)酵液進行升溫，將溫度維持在微生物生長的最適范圍內(nèi)。

通氣系統(tǒng)負責向發(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)過除菌過濾后進入發(fā)酵罐，其流量和壓力可根據(jù)發(fā)酵需求進行調(diào)節(jié)。同時，pH 控制系統(tǒng)通過添加酸或堿溶液，對發(fā)酵液的酸堿度進行實時監(jiān)測和調(diào)整，保證微生物代謝活動的正常進行。

二、規(guī)范操作：確保發(fā)酵順利進行

（一）發(fā)酵前的準備工作

在使用小型立式發(fā)酵罐前，必須對罐體、管道、閥門等進行嚴格的清洗和滅菌處理。采用高壓蒸汽滅菌法時，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，檢查各系統(tǒng)的連接是否牢固，如攪拌系統(tǒng)的傳動部件、通氣管道的密封性等，并對溫度、pH、溶氧等傳感器進行校準，保證參數(shù)監(jiān)測的準確性。

（二）發(fā)酵過程中的操作要點

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，密切關注各項參數(shù)的變化，每隔一定時間記錄溫度、pH 值、溶氧量等數(shù)據(jù)。若發(fā)現(xiàn)參數(shù)偏離設定范圍，及時進行調(diào)整。例如，當溶氧量下降時，可適當增大通氣量或提高攪拌轉(zhuǎn)速；當 pH 值波動時，根據(jù)實際情況添加酸或堿溶液進行調(diào)節(jié)。

（三）發(fā)酵結(jié)束后的處理

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

三、全面維護：延長設備使用壽命

（一）日常維護

每天使用后，用清水對發(fā)酵罐內(nèi)部進行沖洗，去除殘留的發(fā)酵液和雜質(zhì)。定期檢查攪拌系統(tǒng)的運行情況，包括電機的溫度、噪音以及攪拌槳的磨損程度。若發(fā)現(xiàn)電機溫度過高或有異常噪音，應及時停機檢查；當攪拌槳出現(xiàn)磨損時，需根據(jù)磨損情況進行修復或更換。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

每隔一定時間（如每月或每季度），對發(fā)酵罐進行全面的維護保養(yǎng)。對罐體進行外觀檢查，查看是否有腐蝕、劃痕等情況，如有需要，對罐體表面進行拋光或補漆處理。對溫度、pH、溶氧等傳感器進行校準和檢測，確保其測量精度。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，對攪拌系統(tǒng)的傳動部件進行潤滑，如添加潤滑油或潤滑脂，減少部件間的摩擦和磨損。

（三）故障排查與處理

在設備運行過程中，若出現(xiàn)故障，應及時進行排查和處理。例如，當攪拌系統(tǒng)停止運行時，首先檢查電機是否正常工作，電源是否接通，傳動皮帶或聯(lián)軸器是否松動或損壞；當溫度控制系統(tǒng)出現(xiàn)異常時，檢查加熱或冷卻裝置是否正常，溫度傳感器是否準確，控制系統(tǒng)是否存在故障。對于一些復雜的故障，可聯(lián)系專業(yè)的維修人員進行檢修，確保設備盡快恢復正常運行。

小型立式發(fā)酵罐的高效運行離不開對其工作原理的深入理解和科學規(guī)范的操作維護。通過掌握上述工作原理及維護保養(yǎng)攻略，不僅能確保發(fā)酵過程順利進行，提高產(chǎn)物產(chǎn)量和質(zhì)量，還能有效延長設備使用壽命，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。無論是實驗室研究還是小規(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)和研究活動提供有力保障。