現在大家一般都知道微生物發(fā)酵碰到新工藝或者新菌株時(shí)，需經(jīng)過(guò)逐級放大摸索，即用小發(fā)酵罐開(kāi)始逐級放大至大生產(chǎn)規模。但對于有些一工作就直接面對并最終習慣于大規模生產(chǎn)的同志，需要將大罐規模再縮小到小發(fā)酵罐，并開(kāi)始一些工作任務(wù)時(shí)就可能不知道怎么辦了。如有同志問(wèn)到，知道380m3大罐攪拌最大頻率22HZ，最大通氣比0.45vvm,罐壓最大0.06MPa，如何利用5L小罐開(kāi)始實(shí)驗。這其實(shí)是工藝認知與調整，本質(zhì)上涉及到對小發(fā)酵罐的認識與定位。
對于小發(fā)酵罐的認識，一般認為從搖瓶到小發(fā)酵罐是最關(guān)鍵的一次質(zhì)變，相比于搖瓶是第一次增加反饋與控制，相比于大規模發(fā)酵罐其也有許多優(yōu)點(diǎn)。
小發(fā)酵罐雖小，但其反饋與控制系統與之后的大發(fā)酵罐相當，包括攪拌調控系統、溫控系統、補料（泵）系統與供排氣系統等幾個(gè)系統，且各系統反饋與控制的延滯差異小，這是其優(yōu)于大規模發(fā)酵罐的其一；小發(fā)酵罐罐體本身為透明鋼化玻璃，其附屬的補料系統、供排氣系統中傳遞物料的管道一般采用透明的乳膠管，這些又造就了小發(fā)酵罐"全方位易目測"的特點(diǎn)，易于理性數據與感性現象的對應，這是其優(yōu)于大規模發(fā)酵罐的其二；另外，小發(fā)酵罐的表面積與體積比較大，單位體積的攪拌功率一般也比較大，攪拌模擬設計與現實(shí)偏差小，使得整體上小發(fā)酵罐的傳質(zhì)傳熱效率較高，這是其優(yōu)于大規模發(fā)酵罐的其三。
當然，相比于大規模發(fā)酵的完整控制體系，小發(fā)酵罐的供氣系統無(wú)法控制其進(jìn)罐溫度與濕度，這是其不足一；還有，小發(fā)酵罐基礎料體積及高徑比都較小，即使壓力與流速相同的空氣，其氧吸收率較低，這是其不足二；取樣時(shí)對罐壓的影響，過(guò)程取樣量占總發(fā)酵體積比，都比較高，這是其不足三。
對于小發(fā)酵罐的定位，一般認為不僅是承前啟后的設備，其還有顯得的不少用途。
一是認為小發(fā)酵罐可以用來(lái)測試菌株性能，摸索基本的工藝指導中試放大。小發(fā)酵罐在發(fā)酵過(guò)程中的各種正常的現象作為放大的指引，在放大過(guò)程中不停地發(fā)現問(wèn)題、解決問(wèn)題，得到菌種的產(chǎn)物最高產(chǎn)量與最高效率作為放大的目標。一般認為像5L小發(fā)酵罐的工藝條件，可以作為噸級以?xún)纫幠５墓薜钠鹗紬l件，而不能作為百?lài)嵓壒薜钠鹗紬l件。
二是即使在更高規模放大摸索時(shí)，可反復利用小發(fā)酵罐以提升摸索效率降低試錯成本。在發(fā)酵放大過(guò)程中，利用好小發(fā)酵罐也是提升摸索效率，降低試錯成本的唯一辦法。比如增大補料量與增大帶放，以提升產(chǎn)能的前期工藝摸索；比如更換關(guān)鍵碳源、氮源時(shí)的前期工藝摸索；還有如更換攪拌后工藝配合調整后的前期小試驗證。
三是對現實(shí)問(wèn)題原因的再確認，配合大發(fā)酵罐解決現實(shí)的問(wèn)題。如染菌原因的確認，在懷疑某一操作前可無(wú)菌樣取出后與大罐平行培養；如導致工藝異常原因的確認，在懷疑某一控制時(shí)，刻意重復或者避開(kāi)某個(gè)控制點(diǎn)。
再回到本文開(kāi)頭，知道大罐工藝，再設定不同的小罐工藝就很好理解了。
小發(fā)酵罐的罐壓可比大罐低一些，一是沒(méi)必要，因為小發(fā)酵罐的裝料系數可以低一些，泡沫可觀(guān)易控；二是罐壓更低一些利于廢氣交換排放，使發(fā)酵環(huán)境更接近能提供的最佳條件。所以大罐0.06MPa時(shí)，小罐微起壓，或者在進(jìn)氣閥處設定0.02MPa即可。
小發(fā)酵罐的通氣比一定要比大發(fā)酵罐大些，因為一般小發(fā)酵罐的高徑比低，氧氣利用率低。如上即使大發(fā)酵罐最大通氣比0.45vvm，小發(fā)酵罐可先設定為1vvm。
不建議以大發(fā)酵罐攪拌的最大線(xiàn)速度相等來(lái)線(xiàn)性折算小發(fā)酵罐的轉速，因為個(gè)人曾經(jīng)以大規模罐的藍圖參數與相應的放大工藝控制來(lái)對比5L發(fā)酵罐的情況，相差很大。小發(fā)酵罐一般設定起始轉速為200rpm，這也剛好與通用的搖床轉速對應。之后再根據溶氧還是菌絲情況提升轉速。
最后再發(fā)散地綜合考慮一下攪拌情況，直葉槳+直葉槳，直葉槳+六箭葉圓盤(pán)渦輪槳或者其他搭配，可根據大罐的情況做一定的對應，再通過(guò)調整攪拌槳的間距調整即可。
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