回顾发酵罐的历史,可以发现,在随着科学技术的进步和时代的发展,发酵罐越来越成为工业生产过程中不可缺少的机械设备之一。而对于企业来说,重读它的历史不仅可以了解过去,还能对企业在发酵罐未来的发展有着借鉴和参考的意义。
其实,就发酵现象来说早已被人们所认识,但了解它的本质却是近200年来的事。和过去的发酵意义相比,现在所指的发酵早已赋予了不同的含义。发酵是生命体所进行的化学反应和生理变化,是多种多样的生物化学反应根据生命体本身所具有的遗传信息去不断分解合成,以取得能量来维持生命活动的过程。发酵产物则是指在反应过程当中或反应到达终点时所产生的能够调节代谢使之达到平衡的物质。
作为发酵过程中的重要工具,发酵罐与其他工业设备的突出差别是对纯种培养的要求之高,几乎达到十分苛刻的程度。因此,发酵罐的严密性,运行的高度可靠性是发酵工业的显著特点。现代发酵工业为了获得更大的经济利益,更加趋向大型化和自动化发展。具体而言,发酵罐的历史可以分为五个阶段。
1900年以前是现代发酵罐的雏形,那个时期,发酵罐带有简单的温度和热交换仪器,这是个阶段。第二个阶段是1900-1940年,出现了200m3的钢制发酵罐,在面包酵母发酵罐中开始使用空气分布器,机械搅拌开始用在小型的发酵罐中。
值得一提的是,20世纪40年代是当代发酵工程的开始,在以后半个多世纪里,它经历了诸多重大转折。1929年弗莱明发现青霉素,直到1940年才开始少量生产。由于第二次世界大战对青霉素的大量需求,这就迫使人们对发酵技术开始进行深入研究,并逐步采用液体深层发酵替代原先的固体或液体浅盘发酵进行生产。
第三个阶段,也就是1940-1960年,这个时候,机械搅拌、通风、无菌操作和纯种培养等一系列技术开始完善,发酵工艺过程的参数检测和控制方面也已出现。此外,还出现了耐蒸汽灭菌的在线连续测定的pH电极和溶氧电极,计算机也开始对发酵过程进行控制。由此,发酵产品的分离和纯化设备逐步实现了商品化。
1960-1979年,这是发酵罐历史发展中的第四个阶段,发酵罐的使用得到进一步的升级。机械搅拌通风发酵罐的容积已经增大到80-150m3。而由于大规模生产单细胞蛋白的需要,又出现了压力循环和压力喷射型的发酵罐,它可以克服一些气体交换和热交换问题。这个时期,计算机逐渐在发酵工业上得到广泛应用。
后一个阶段就是1979年至今。当前,生物工程和技术迅猛发展,这在给发酵工业带来机遇的同时也给其提出了新的课题。于是,大规模细胞培养发酵罐应运而生,胰岛素、干扰素等基因工程的产品开始走上商品化之路。