不锈钢发酵罐在化工与生物燃料领域的应用主要集中于有机酸、生物基化学品、生物能源等的微生物发酵生产。其耐腐蚀、耐高压、易规模化的特点，使其成为化工生物制造的核心设备。以下是具体应用场景及技术特点：
1. 有机酸生产
典型产品：柠檬酸（黑曲霉发酵）
全球年产量超200万吨，用于食品、医药、洗涤剂。
不锈钢罐需耐酸性（pH 2-3），通常采用316L不锈钢。
乳酸（乳酸菌发酵）
用于PLA（聚乳酸）生物可降解塑料原料。
需厌氧发酵（无氧环境），罐体设计需密封防渗漏。
其他：醋酸、衣康酸、葡萄糖酸等。
工艺要求：
耐酸腐蚀：316L不锈钢或内衬防腐涂层（如PTFE）。
高通气效率：深层发酵需强搅拌与通气（如空气分布器）。
产物分离集成：部分发酵罐直接耦合膜过滤或离子交换系统。
2. 生物燃料生产
（1）乙醇发酵
原料：
第一代：玉米、甘蔗（酵母发酵）。
第二代：纤维素水解液（工程菌如运动发酵单胞菌）。
设备特点：
大型发酵罐（100-500m³），带冷却夹套（控温30-35℃）。
CO₂回收系统：发酵尾气可提纯用于食品或工业。
（2）丁醇/丙酮（ABE发酵）
菌种：梭菌（Clostridium）。
挑战：产物抑制（丁醇浓度＞2%会毒害菌体），需在线萃取或气体 stripping。
不锈钢罐需防爆设计（丁醇易燃）。
（3）生物柴油前体
微生物油脂：产油酵母（如Yarrowia lipolytica）发酵生产甘油三酯。
需高碳氮比培养，不锈钢罐耐油脂附着，易清洗。
3. 生物基化学品
典型产品：1,3-丙二醇（PDO）：用于合成PTT纤维（杜邦Sorona®），由克雷伯氏菌发酵甘油制成。需微氧控制（溶氧＜5%）。
丁二酸：生物法替代石油基，用于可降解塑料（PBS）。不锈钢罐需耐中强酸（pH 6-7）。
技术趋势：
细胞工厂：通过合成生物学改造菌种（如大肠杆菌），直接发酵生产高值化学品（如萜烯、PHA）。
连续发酵：提高产率，如固定化细胞反应器耦合不锈钢罐。
4. 环保与废物资源化
（1）沼气工程
厌氧发酵罐：处理农业废弃物、餐厨垃圾，产生甲烷（CH₄）。不锈钢罐用于水解酸化段（耐H₂S腐蚀）。
（2）工业废水处理
微生物降解：如酚类、甲醛废水的好氧/厌氧生物处理。
罐体配备曝气系统（如射流曝气器）。
原料适应性：开发耐木质纤维素抑制剂（如糠醛）的发酵系统。
过程强化：采用固态发酵（SSF）与不锈钢罐结合，降低水耗。
绿色工艺：耦合电发酵（利用电流驱动微生物合成，如CO₂制甲酸）。
应用案例
巴西乙醇工业：全球最大生物燃料项目，不锈钢发酵罐集群年产乙醇280亿升。
诺维信（Novozymes）：工业酶生产（纤维素酶），采用不锈钢发酵罐+自动化控制系统。
不锈钢发酵罐在化工与生物燃料领域推动绿色制造转型，未来随着合成生物学和碳中和技术的发展，其应用将进一步扩展至CO₂固定、氢气生物合成等前沿领域。