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發酵罐的定義：發酵罐是發酵生產中zui主要的設備,是按照發酵過程的工藝要求,保證和控制各種生化反應條件（T,P,O2,防止雜菌污染）,以促進微生物的新陳代謝,使之能在低消耗下獲得較高的產量的一種設備。

發酵罐的種類：微生物有好氧和厭氧兩大類，培養這兩大類微生物的發酵罐有很大的區別。相應地發酵罐可分為以下兩種：

1 好氧發酵罐：

     氨基酸、有機酸、酶制劑、抗生素和單細胞蛋白均由此方法制得。在生產過程中需通入無菌空氣，因此其設備的結構要比厭氧發酵復雜些。

生產上根據發酵罐通風和攪拌方式的不同可將其分為四類：機械攪拌式通風發酵罐、自吸式發酵罐、氣升式發酵罐和塔式發酵罐。

2 厭氧發酵罐 

    厭氧發酵也稱靜止培養，因其不需供氧，所以設備和工藝都較好氧發酵簡單。嚴格的厭氧液體深層發酵的主要特色是排除發酵罐中的氧。罐內的發酵液應盡量裝滿，以便減少上層氣相的影響，有時還需充人非氧氣體。發酵罐的排氣口要安裝水封裝置，培養基應預先還原。

 

注意：由于發酵時采用的菌種不同、產物不同或發酵類型不同，培養或發酵條件也就各不相同。因此，需要根據發酵過程的特點和要求來設計和選擇不同結構和形式的發酵罐。

 

一   通用機械攪拌通風發酵罐

通用式發酵罐是指既具有機械攪拌又有壓縮空氣分布裝置的發酵罐。由于這種型式的罐是目前大多數發酵工廠zui常用的，所以稱為"通用式"。其容積可自20 L～200 L，有的甚至可500-50000 L。

（一）結構

     主要由罐體、控溫部分、攪拌部分、通氣部分、進出料口、測量系統和附屬系統等組成。分別介紹各個部件的作用及其工作原理，如下：

1 罐體：為整個發酵過程提供一個密封的環境，防止雜菌污染；同時為了能在一定壓力下進行高溫滅菌，要求罐體承受的壓力至少在0。3MPa以上。

2 控溫部分：保證發酵過程在恒溫條件下進行，并將生物氧化和機械攪拌產生的熱量及時除去。一般的發酵罐上通常裝有測溫的傳感器及冷卻和加熱用的夾套或盤管。容積小于50000L的發酵罐一般采用外夾套作為傳熱裝置；容積大于50000L的發酵罐則采用立式蛇管作為傳熱裝置

 3 攪拌部分: 是該設備的重要組成部分。它是由安裝在一根軸上的多個渦輪式攪拌漿組成的，它可以使被攪拌的物料產生軸向和徑向流動，從而使罐內物料混合良好，液體中的固形物保持懸浮狀態，有利于固體和營養物質充分接觸，便于營養吸收；另一方面，可以打碎氣泡，增加氣液接觸面積，提高氣液間的傳質速率，加強氧的傳遞效果及消除泡沫。

另外，由于攪拌器在攪拌過程中使培養液產生漩渦，因此可以在發酵罐的壁面上安裝適當寬度及數量的擋板，使沿罐壁旋轉流動的液體折向中心，達到消除漩渦的目的；還可以使接近罐壁的液體的剪切速度增加，有利于物料混合均勻。但需要注意的是，擋板和罐壁之間應有一定的空隙，以免出現死角并積垢。

4 通氣部分: 是從罐的底部向罐內通入無菌空氣，一般入口處的壓力為0.1-0.2MPa ，罐頂部有空氣出口。該設備一般采用空氣分布器將無菌空氣引入到發酵液中。空氣分布器一般用單孔管，開口向下，避免培養液中的固體物料在管口堆積而增加污染的機會。

5 進出料口：是進料和出料的裝置，同時還配有補料口裝置。

6 測量系統：包括溫度、酸度和溶解氧的數據監控、傳感器和測量裝置

（三）發酵罐的特點

 

        優點：  適用性強，保障氧氣的供應，通入的是無菌的空氣，減少雜菌污染

        缺點：  成本較高

 

（四）適用于大多數產品的發酵

二  自吸發酵罐

自吸式發酵罐罐體的結構大致上與通用式發酵罐相同，主要區別在大攪拌器的形狀和結構不同。自吸式發酵罐使用的是帶*吸氣口的攪拌器。

（一）工作原理：

 

         該發酵罐利用攪拌旋轉時產生的抽吸力吸入空氣，不需要空氣壓縮機提供壓縮空氣，從而省去了空氣系統，使設備成本降低。它的攪拌器是一個空心葉輪，葉輪快速旋轉時液體由于離心作用而被甩出，并在葉輪空心部分形成負壓，從而將罐外的空氣吸到罐內。同時空氣因受到高速流動液體的摩擦剪切作用而變成細小的氣泡，均勻分散在液體之中，然后借助導輪流將氣液混合物導入發酵液中并與之混合。

（三） 特點

 

     優點：  不需要空氣壓縮機，降低設備成本

     缺點：  進罐空氣處于負壓狀態，雜菌容易侵染，攪拌轉速高有可能切斷微生物菌絲影響細胞生長。

 

（四）多用于乙酸和酵母增殖的發酵生產

三  氣升發酵罐

包括內環流式和外環流式兩種

（一）工作原理：

      借助在環流管底部的噴嘴將空氣以250-300m/s的高速噴入環流管，使氣泡分散在培養基中。由于環流管內部的液體溶有大量氣泡，其密度明顯小于反應器主體中培養液的密度。該反應器正是借助這兩者之間的密度差是培養液在環流關于反應主體間作循環式運動，把反應主體中由于菌體代謝而溶氧量低的培養液送入環流管，待培養液補充氧氣后再送回反應主體，從而為菌體生長提供良好充足的氧氣供應。

（三）特點

 

     優點：  無攪拌裝置，借助培養液的密度差完成液體的，循環節能和降低了設備成本

                 

     缺點： 不適于黏度大或含有大量固體的培養液中應用

 

（四）適用于生產SCP和處理廢水

 發酵罐 編輯：北京靜鑫機械--蔣大偉  87607599