小型發酵罐是實驗室或小規模生產中常用的生物反應設備，主要用于微生物、細胞或酶的體外培養與代謝研究。其操作需嚴格遵循規范，以確保實驗結果的準確性和設備的安全性。測定步驟通常包括準備階段→接種前調試→接種培養→過程監測→結束處理，具體如下：
 

　　1.準備階段
 

　　-設備檢查：確認發酵罐各部件(攪拌系統、溫控系統、通氣系統、pH/溶氧電極、取樣口等)完好，無泄漏或故障。
 

　　-清洗與消毒：
 

　　-罐體內部：用去離子水沖洗，去除殘留培養基或污染物；若為玻璃罐體，避免刮擦內壁。
 

　　-電極與傳感器：pH電極用標準緩沖液(如pH 4.01、7.00)校準；溶氧(DO)電極需在無菌條件下進行零點(通氮氣)和滿點(空氣飽和)校準。
 

　　-管道與濾器：進氣/排氣管道用75乙醇擦拭或高溫蒸汽滅菌(121℃，30min)；空氣過濾器(疏水性濾芯)需定期更換，避免堵塞。
 

　　-培養基配制與裝液：按工藝要求配制培養基(注意碳氮比、滲透壓等)，裝入罐體(裝液量一般為罐體積的50~80，避免攪拌時液體溢出)。
 

　　2.接種前調試
 

　　-密封性測試：關閉所有閥門，通入低壓空氣(0.1~0.2MPa)，檢查罐體、管道、接口是否漏氣(可用肥皂水涂抹檢測氣泡)。
 

　　-參數預設：根據菌種需求設置初始條件(如溫度25~37℃、攪拌轉速200~600rpm、通氣量0.5~2vvm(體積/體積/分鐘)、pH 5.0~7.5)。
 

　　-預運行測試：啟動攪拌和通氣，觀察溶氧(DO)、溫度、pH是否穩定；開啟自動補酸/堿(如鹽酸、*)或消泡劑(如有機硅)系統，確保控制功能正常。
 

　　3.接種與培養
 

　　-種子液制備：提前活化菌種(斜面→搖瓶擴大培養)，確保種子液處于對數生長期(活力高、雜菌少)。
 

　　-無菌接種：在超凈臺中將種子液按比例(5~10)接入發酵罐，快速關閉接種口并密封。
 

　　-啟動培養：設定時間梯度，記錄初始參數(OD600、殘糖、pH、DO等)，進入培養階段。
 

　　4.過程監測與調整
 

　　-實時參數監控：每0.5~2小時記錄關鍵指標：
 

　　-物理參數：溫度(±0.5℃)、攪拌轉速、通氣量、罐壓(維持正壓0.03~0.05MPa，防止染菌)。
 

　　-化學參數：pH(通過自動添加酸堿調節)、DO(反映微生物耗氧速率，低于30可能需提高通氣量或攪拌轉速)。
 

　　-生物量：定時取樣測OD600、干重或活菌計數(注意取樣前先排出管道死體積，避免誤差)。
 

　　-代謝產物：檢測殘糖(折光儀或高效液相色譜HPLC)、氨態氮(靛酚藍法)、目標產物(如抗生素、酶活)等。
 

　　-異常處理：若出現DO驟降(可能染菌或菌體過度生長)、pH突變(代謝異常)、泡沫過多(消泡劑不足)，需及時調整參數或終止實驗。
 

　　5.結束與收樣
 

　　-停止培養：達到目標時間或產物濃度后，關閉攪拌、通氣，釋放罐壓。
 

　　-收獲樣品：打開排料口收集發酵液，離心或過濾分離上清(用于產物提取)和菌體(如需保留)。
 

　　-設備清理：清洗罐體(軟毛刷+去離子水)，電極用專用保存液浸泡(如pH電極存于3mol/L KCl溶液)，管道用蒸餾水沖洗，干燥后封閉。
 

　　小型發酵罐的核心是通過準確控制環境參數(溫度、pH、溶氧等)實現微生物的高效培養。操作中需重點關注無菌操作、參數穩定性和設備維護，同時嚴格遵守安全規范，以保障實驗成功率和設備壽命。