[科普中国]-连续式发酵法

连续式发酵的定义及特点

连续式发酵法又称连续式培养法，指在分批式液体深层培养至微生物对数生长后期时，以一定的流速向发酵罐中连续添加灭菌的新鲜液体培养基，同时以相同的流速自发酵罐中排出发酵液的发酵方法。连续式发酵法的特点如下。

第一，属于稳定状态下的培养与发酵的方法。培养与发酵的环境条件，包括温度、pH、培养物浓度、产物浓度、溶解氧、氧化还原电位等不发生变化，因此，可以无限延长分批法培养中微生物的对数生长期，保持微生物稳定的生长速率和比生长速率，维持发酵罐中的细胞浓度、总菌体量和培养液的体积恒定不变。

第二，可以减少分批法培养与发酵中每次清洗、装料、消毒、接种、放罐等作业时间，节省了人力物力，降低了成本，提高了生产效率。

第三，设备体积缩小，投资减少，同时可采用多级连续培养与发酵，设备配置更完善合理，便于机械化、自动化控制。

第四，连续培养与发酵生产的产品性能稳定。

第五，为微生物在恒定状态下高速生长提供良好的环境，便于进行微生物生理生化和遗传特性的研究。

第六，由于连续长时培养与发酵，易发生菌种变异、退化、杂菌污染。

第七，如果操作不当，新加入的培养基与原来的培养基不易完全混合1。

间歇式发酵法间歇式发酵法是指全部发酵过程始终在一个发酵罐中进行。根据发酵罐容量和糖化醪流加方式等工艺操作不同，间歇式发酵可分为一次加满法、分次添加法、连续添加法、分割主发酵醪法等四种方法。

1、一次加满法

(1)操作方法：该法是将糖化醪冷却到30～34℃后，用泵送入发酵罐一次加满，同时接入糖化醪量约10%的酒母，混合均匀后，发酵温度控制在34～36℃，温度超过34℃时，开冷水冷却，经60～72h发酵，即成熟，可送去蒸馏车间。

(2)工艺特点：优点是操作简便，易于管理。缺点是开始时酵母密度低，发酵迟缓期延长，同时酒母用量大。

(3)适用范围：此法适用于糖化锅与发酵罐容积大致相等的小型酒精工厂。

2、分次添加法

该法是糖化醪分批加入发酵罐(一般分2～4次)。生产时，先打入发酵罐容积1/3左右的糖化醪．接入8%～10%酒母进行发酵．间隔2～3h后，加第二次糖化醪，间隔2～3h。加第三次糖化醪。如此，直至加到发酵罐容积的90%为止。

3、连续添加法

(1)操作方法：该法是先将规定量的酒母打入发酵罐，再连续地将糖化醪送入发酵罐。生产时，根据生产量确定流加速度，连续地将糖化醪送入发酵罐，一般应控制在6～8h内将发酵罐加满．进行发酵。连续添加法的发酵总时间自加满罐时算起，需60～72h。

(2)流加速度：控制糖化醪的流加速度与酒母接种量有密切关系。若流加速度过快，则发酵醪中酵母细胞数太少，不能造成酵母繁殖的优势，易被杂菌所污染；若流加过慢，也会造成后加入的糖化醪中的支链淀粉不能被彻底利用，所以要适当控制流加速度。

(3)连续流加糖化醪的方式：可以在几个罐同时进行，但要注意各罐流量情况，使之符合各罐发酵速度。

(4)适用范围：此法适用于采用连续蒸煮和连续糖化的酒精工厂。

4、分割主发酵醪法

(1)操作方法：该法是将处于旺盛主发酵阶段的第一个发酵罐发酵醪分出1/3～1/2至第二罐，然后两罐同时补加新鲜糖化醪至满罐，继续发酵。待第二罐发酵正常，又处于主发酵阶段时，同法又分出1/3～1/2发酵醪成熟的醪液至第三罐，然后第二、第三罐同时补加新鲜糖化醪至满罐，继续发酵，如此连续分割，第一、第二罐成熟醪液送去蒸馏。

(2)工艺特点：省去了酒母的制备；由于接入的酵母种子量大，相应地减了酵母生长的前发酵期，从而缩短发酵时间；采用此法进行酒精发酵，可使发酵醪不增酸，有利于提高出酒率。

(3)适用范围：此法适用于卫生管理较好的酒精工厂，其无菌要求较高，否则极易染菌2。

半连续式发酵法半连续式发酵法是指在主发酵阶段采用连续发酵，而后发酵阶段采用间歇发酵的方式。

1、半连续式发酵法简介

在半连续发酵中，根据醪液的流加方式不同，又可分为两种方法。

(1)第一种方法：该法是将一组数个发酵罐连接起来，使前三个罐保持连续发酵状态。开始投产时，将第一只罐接入酒母，然后向该罐连续流加糖化醪并使该罐始终处于主发酵状态。待第一罐加满后，醪液流入第二罐，此时分别向第一、第二两罐流加糖化醪，并保持两罐始终处于主发酵状态。待第二罐流加满后，自然流入第三罐。第三罐流加满后，流入第四罐。第四罐满灌后，则由第三罐改流第五罐，第五罐满灌后改流至第六罐，依次类推。第四、第五、第六罐等罐发酵结束后，送去蒸馏。发酵罐空出后清洗灭菌，再重复以上操作。前面三个发酵罐连续一段时间后停止流加糖化醪，让其发酵，直至送去蒸馏，同样要清洗灭菌。此时可取其他二三个空罐用作前三个罐，加入酒母．流加糖化醪。开始新的周期。该方法的特点是使前三罐处于连续主发酵状态，而后面则处于后发酵状态。

(2)第二种方法：该法是由7～8个罐组成一组罐，每个罐之间用溢流管由上一罐上部通入下一罐底部相串连：生产时，先制备发酵罐体积1/3的酒母，加入第一只发酵罐，随后在保持主发酵状态下，流加糖化醪，满罐后，通过溢流管流入第二罐，待第二罐醪液加至1/3体积时，糖化醪改为流加至第二罐。第二罐加满后，流入第三罐，然后重复第二罐操作，直至末罐。最后从首罐至末罐逐个将成熟发酵醪蒸馏。

2、半连续式发酵法特点

优点是省去了酒母制备；缩短了发酵时间；设备利用率较高。 缺点是对无菌操作要求高3。