生物發酵是高能耗產業,在工業生產中,加壓蒸汽高溫滅菌是發酵液滅菌的主要方式,節約發酵液滅菌的蒸汽消耗,將對整個生物發酵產業的節能減排起到積極作用。臭氧具有強氧化性,對細菌有極強的氧化作用,可以破壞細菌的細胞壁,導致細菌死亡,因此廣泛應用于食品、環境和水的消毒。
但是國內外對臭氧用于發酵液的滅菌研究較少,一方面因為臭氧具有強氧化性,對培養基有機物有較大的破壞作用,影響發酵效率,另一方面,臭氧在發酵液里的殘留會影響發酵的順利進行。考慮以上兩方面因素,本文研究采用蒸汽滅菌培養基有機物,臭氧滅菌發酵液中的50%的水,分別滅菌后混合,最終實現節約發酵液滅菌蒸汽的目的。用臭氧滅菌后的培養基進行發酵多糖試驗,并進行了10m3發酵罐的中試試驗驗證。最后,計算了該工藝節約的蒸汽量和冷卻水用量,為該項技術進一步研究和應用提供基礎和依據。
本文研究了臭氧滅菌水用于發酵液發酵,研究發現,當臭氧濃度為3、4、5 mg/L時,達到無菌狀態所需要的時間分別為120、60和40min。在pH8.0、60℃條件下,臭氧在水中分解極快,檢測不到發酵液中臭氧殘留,符合水中臭氧自分解動力學方程。臭氧滅菌好的發酵液發酵的結果顯示,沒有不利影響。10m3發酵罐滅菌的蒸汽耗量可以節約47.3%,每罐可以減少5835kg冷卻水的使用。本文上海申安醫療器械廠通過對臭氧滅菌水用于發酵研究,發現臭氧滅菌水對發酵未產生不利影響,同時可以大幅度節約滅菌蒸汽和減少冷卻水用量。但是本文只是研究了多糖發酵的影響,對其他的發酵產業的應用,沒有進行進一步研究,還需要更多的研究結果來驗證這項技術在行業中的應用效果。