黑曲霉发酵设备

黑曲霉发酵设备是专用于黑曲霉（Aspergillus niger）工业化培养的生物反应系统，通过精准调控发酵条件，实现菌丝体高密度生长及目标代谢产物（如柠檬酸、葡萄糖

酸、酶制剂）的高效合成，广泛应用于食品、医药及生物化工等领域。

一、设备组成 

1）不锈钢发酵罐（316L，带夹套）；2）高功率搅拌系统（多层圆盘涡轮桨）；3）强化通气装置（多孔环形分布器）；4）在线监测系统（pH、DO、温度、浊度）；

5）补料系统（碳源、氮源、磷酸盐流加）；6）消泡系统（机械消泡桨+自动消泡剂添加）；7）CIP/SIP系统；8）尾气分析系统（O₂、CO₂监测）。

二、工作原理 

采用分期控制策略：在菌丝生长阶段维持适宜温度（30-34℃）和pH（4.0-6.0），通过高强度搅拌（100-300 rpm）与通气（0.8-1.5 vvm）满足菌丝体高耗氧需求；

在产物合成阶段通过限制特定营养（如锰离子）诱导目标代谢物积累，并严格控制溶氧水平（20-40%）以优化产物得率。

三、设计方法 

1）高氧传质设计（kLa≥300 h⁻¹）；

2）高粘度物料混合优化（功率输入3-8 kW/m³）；

3）抗菌丝缠绕结构（镜面抛光，无死角）；

4）防堵塞取样装置（高压反冲设计）；

5）耐腐蚀设计（适应低pH环境）；

6）在线灭菌验证系统。

四、操作流程 

1）实罐灭菌（121℃，30min）； 

2）接种（孢子悬液或种子液）； 

3）菌丝生长阶段（28-32℃，24-48h）； 

4）产物合成阶段（调控温度与补料）； 

5）放罐处理（发酵周期4-7天）。

五、维护保养 

强化清洗流程（热碱循环去除菌丝残留）；每次发酵后检查搅拌桨完整性；每月校验pH与DO传感器；季度性更换机械密封；年度检修换热系统。该设备通过针对丝状真菌

的专用设计，显著提升黑曲霉发酵的产物浓度与生产稳定性，为微生物制造产业提供关键装备支持。