但从整个行业看，发酵产业所形成的废弃物对环境的破坏仍然很严重。这种破坏的根源之一便来自发酵中因染菌原因排放的高浓度有机废料。尽管国家已有强制性政策在企业内部建立污水处理系统，但从企业经济效益而言，染菌势必带来制作成本的增加。目前国内发酵企业发酵罐动辄几百立方，每一次染菌带来的损失也是巨大的。
目前关于发酵染菌的研究多集中在发酵染菌的来源（途径）及相关的菌形、不同发酵阶段染菌对发酵的影响及防治措施、从设备角度的分析和防治等方面，很少有报道从发酵具体操作角度去防治并进行详细阐述的。因此，本文根据目前发酵设备、辅助设施及笔者多年从业经验总结了相关的操作细节。
1、发酵系统的整体维护
发酵过程是一个小的生态系统，发酵的成功与否与每一个相关小系统的状况息息相关，因此，在发酵中应关注对每一个小系统的维护和处理。对好氧发酵而言，空气系统不可或缺，应注意对空气系统的维护保养。
在传统发酵中，空气过滤系统是在棉花、活性炭、玻璃纤维、超细玻璃纤维纸等叠加，通过拦截滞留、惯性冲击滞留、重力沉降、静电吸附等作用，除去空气中的尘埃微粒和微生物。随着卷式和折叠式聚丙烯类纤维膜等膜技术的发展，现在空气过滤系统已基本实现膜过滤，其膜孔精度也可达到0.01um，过滤效率可达99.9999%。该类膜失效的原因主要来自油、水和空气压降引起的冲击。因此在空气系统维护时，应做到以下几点：
（1）空气温度。
从空压机到车间总空前，空气一般要经过除油、除水和升温过程，但无菌空气到达车间前温度约在26～28℃。在夏季或晴朗天气，由于室温高，一般降温比较慢，空气湿度相对较小，不会有凝水析出。但在冬季或阴雨天气管道温度低，空气中水分会随温降析出，此时应将总空蒸汽加热阀打开，对进入总空的空气加热，一般维持空气温度在35～45℃，降低空气的相对湿度，保护空气滤芯。
（2）空气排凝水。
总空底部排气阀应保持始终开启，开度以能排出空气中的小颗粒为宜。同时，根据季节、天气情况，加强对总空气中的凝水排放频率，夏季、冬季及阴雨天气应加大排凝水次数。
（3）空气精滤器芯在消后的切换过程要快且稳，切勿使空气突升突降击穿滤芯。
（4）根据上罐批次和空气滤芯使用时间，对总空、预滤及精滤空气滤芯进行检测和维护。
（5）停产或其他原因空气系统长期不用时，应将总空、预滤、精滤等滤芯全部拆下，用干净的塑料袋包好封口，利用与甲醛闷罐的连通管道对空气各管道进行甲醛闷管，防止长期放置中空气凝水析出损坏滤芯。
蒸汽质量直接影响到物料的消毒质量。因此，对蒸汽消毒系统应做到以下几点：
（1）消毒前确定蒸汽压力必须在0.4MPa以上；
（2）消罐前将蒸汽主管道及各分支管中的凝水排净；（3）对蒸汽主管道及分支管道无论长短、粗细均采取保温处理。
根据发酵控制温度的不同，要首先确定不同季节循环水温度，一般循环水温度要低于控制温度10℃，才能有效控制罐温。因此，在进行发酵产品生产或试验时，要了解所处季节的循环水温度，以便于在不适宜季节寻求其他降温水或方式。在一旦染菌时，避开杂菌最适生长温度，从而达到抑菌的目的，减小发酵损失。
有氧发酵一般按发酵级数，需配备几级种子罐和发酵罐。若发酵工艺采用分批补料发酵模式，则还需配备补料罐、pH调节罐及相配套的补料架等设备。这些设备除要符合发酵工艺及工程设计要求外，还应符合发酵这一特殊生产模式的要求，即防止染菌的施工标准。
例如，罐内外管道、阀门、法兰、垫片、焊缝要完全平滑，无沙眼或死角；靠罐管道、小排气连接管道要有一定的向下倾斜角度，防止管道凝水倒流入罐内引起染菌等。设备在节假日停止使用时，应清洗干净，排尽罐及各管道中的余水。松开发酵罐罐盖螺丝，防止密封圈产生永久变形。搅拌电机排风罩要经常清理，防止其中电扇给电机降温过程将罩上或电机上的灰尘吹落进入罐中造成染菌，同时清理后也可保证电机运行中的充分降温。
发酵本身就是对微生物进行培养，为微生物的生长提供适宜的营养和环境，因此，发酵罐的排气口、排污口、出料口等势必会有环境中各种微生物的生长繁殖，为发酵染菌埋下隐患。作为发酵人员，应时刻保持无菌意识，每天对环境卫生进行清扫，定期对发酵空间环境进行消毒处理，处理范围包括地沟、下水道、地面、墙角、设备及空间。
2、发酵上罐前控制
上罐前从菌种无菌控制、性能验证到上罐原料、发酵系统的处理及消后物料营养的保持、体积变化等均应做到位，以保证发酵前稳定的初始条件。菌种是否是纯系培养对发酵而言至关重要。因此在菌种上罐前或选育后要进行杂菌检查，包括好氧菌和厌氧菌、霉菌检查、噬菌体等的检查。在有条件的情况下，还需进行菌种的稳定性试验（传代稳定性、质粒稳定性、表达稳定性和遗传稳定性）。通过以上试验可有效保证菌种的纯度和性能，为发酵提供可靠、稳定、优良的菌种。
罐的彻底拆检是保证发酵不染菌的重要环节。拆检时应注意：
机封，特别是静环下的油污清理；
靠罐阀门、法兰及管道末端小排汽阀门，主要检查阀门、法兰有无裂缝、腐蚀点、存料，法兰内部连接管道有无满焊、沙眼等；
各连接点的垫片是否完好或压偏，同时注意阀垫的材质；
各电极护套，注意其有无腐蚀点；
视镜有无破损；
罐内盘管支架卡扣主要检查其有无积料、罐内固定螺丝有无腐蚀；
搅拌桨轴套，查其有无存料；
罐壁有无腐蚀点等。
现在国内各发酵企业对发酵罐的控制已基本脱离传统的工艺控制模式，多已采用针对发酵的PLC自控系统对发酵过程施行有效精确控制，像pH、DO、温度及补料等均可进行自动检测控制。但这些元器件一旦安装就应保证其完好性，发酵过程中对这些元件的任何插拔行为可能都将导致染菌，因此，发酵人员应特别注意仪表及自控系统的上罐前检修。尽管现在梅特勒和汉密尔顿两家公司都已开发出可以插拔的pH电极和DO电极，但目前普及率还较低。
从目前各产品如酶制剂等所用的原料多数是颗粒大、难于消毒的直接农产品（玉米、大豆）或农副产品（玉米蛋白粉、麸皮、豆粕、豆饼等）。这些物料要先进行粉碎，保证物料的细度，这样既可保障消毒彻底，也可使菌体更加有效的利用营养成分。另外，对于发酵中新到物料应先经摇瓶和小试验证。
3、夏季上罐的控制
夏季季节性环境变化，空气相对湿度大、温度高，环境中的杂菌易于生长。一般发酵企业会在七八月份停产检修。
空气湿度大，空气如不进行重点处理，会造成发酵罐不定期染菌。预使无菌空气质量稳定，在夏季要加强对进入粗过滤器前的空气的加热处理，使空气温度保持在35～45℃，此时空气湿度一般在10%以下（一般只要保证空气湿度在60%以下，便可发挥滤芯作用），可有效发挥滤芯的过滤作用。
发酵原料在夏季应重点管理，特别是原料中含有如玉米粉、玉米蛋白粉、豆粕粉、棉籽饼粉等。在夏季，物料中极易生长虫蝇，如不进行必要的筛分处理，因虫蝇自身携带杂菌在蛋白等成分的保护下很难消透，易导致罐批染菌。因此，投料前最好对物料进行筛分处理，并在罐外溶解、捏碎，谨防虫蝇混入和物料结块造成染菌。
对于发酵行业而言，消泡剂几乎是不可或缺的。目前常用的消泡剂有聚醚类和有机硅类两类。发酵中常用的消泡剂大多为聚醚类消泡剂，无论从消泡效果、抑泡效果还是存储的稳定性上，其都优于有机硅类消泡剂。前物料中如加入大量消泡剂，一方面会影响到菌种的前期生长繁殖，另一方面会对物料中的杂菌起到保护作用，不利于彻底消毒，增加染菌几率。消泡剂的合理添加量一般在0.03%～0.04%。
发酵区域卫生要进行彻底清扫，对发酵区内所有角落及污水沟进行清扫、冲刷。做好卫生后，在沟内洒漂白粉，在罐体、管道、地面等处喷洒84或新洁尔灭进行消毒处理。每月对发酵空间进行甲醛+高锰酸钾熏蒸，尽可能大的减少空间杂菌量。
一般环境消毒使用漂白粉、新洁尔灭、甲醛、二氧化氯等进行交替使用消毒。但要注意的是，环境消毒不能长期使用以一种消毒剂，防止空间中产生对该消毒剂耐受的菌体。
漂白粉的使用：将漂白粉0.3%～0.5%溶液，混匀，快速搅拌下喷洒车间周围环境，每周喷洒两次；
甲醛溶液的使用：将甲醛溶液稀释成5%浓度喷洒，使其扩散至空气中，用于杀灭空气中的微生物；也可在室温条件下，环境喷水使湿度达70%以上，用过量甲醛，紧闭门窗16h进行消毒。由于甲醛对人体危害较大，使用频率建议每月进行一次。
目前国内接种多采用火焰接种、压差接种等方式进行菌种的接入。上述接种方式在秋冬季节接种染菌的几率较小，但在夏季，由于环境温度、空间湿度等原因，环境中杂菌较多，如继续采用火焰接种，染菌的几率将大大增加。同时，1t以上种子罐进行火焰接种需泄掉罐压，如罐密封不佳会造成罐的渗漏，也会增加染菌几率。因此，在夏季应将罐接种方式改为压差接种，将更有利于防止染菌的发生。
一般，液体、空气和蒸汽的截流及大小控制多数采用抗生素阀（截止阀阀头经适当改造加四氟垫片而成），这种阀门的使用是经过发酵行业逐渐摸索建立和完善起来的。
抗生素阀虽然增强了阀头端面的密封性能，但截止阀自身的结构特点在发酵应用中还是有严重的缺陷，即阀门出口端与阀杆相通，一旦出口端与料液接触，很容易从阀杆漏料而造成染菌。因此，靠罐蒸汽抗生素阀、空气靠罐抗生素阀、小排汽截止阀等与料液接触的阀门均应倒装，即截止阀原进口改为出口。
但需注意的是，倒装抗生素阀中的四氟垫片一定要与阀头的大小相合适，以密封紧密。由于在消罐时，高压高温蒸汽在倒装阀门中是由阀头的上端向下急速进入罐中，如密封不好，很容易将垫片打折，造成蒸汽内漏。
因此，倒装阀最好为双阀控制，特别是蒸汽管道上，可有效保护倒装阀门和防止凝水从倒装阀阀杆渗漏。消罐时倒装阀全开，第一阀控制进汽量，消完后关严两阀，可有效弥补倒装缺陷。
另外要注意，阀门是隔膜阀。在更换新的隔膜阀垫第一次消毒后，应对阀垫螺丝再进行检查。生产实践中发现，新的阀垫在进行一次蒸汽消毒后会回缩，造成阀垫螺丝变松，密封性降低，使罐与外界相通而造成染菌。因此，第一次使用的隔膜阀垫必须在消罐后再上紧一次。也可在隔膜阀的螺丝上加弹簧垫片，这样阀垫变松时可有弹簧垫片补偿压紧。
