生物發(fā)酵罐

常見的發(fā)酵罐分為固體發(fā)酵罐和液體發(fā)酵罐。發(fā)酵罐根據(jù)容積和用途不同，分為種子罐（菌種發(fā)酵罐）和發(fā)酵罐。發(fā)酵罐根據(jù)需氧類型的不同又分為通風(fēng)式發(fā)酵罐和厭氧發(fā)酵罐。

發(fā)酵罐的罐體尺寸從50L—5000L全系列。

一般生物發(fā)酵罐的高徑比為1.7-2.5之間，高徑比大有利于傳熱和溶氧，攪拌剪切力大。發(fā)酵罐的攪拌裝置包括機(jī)械攪拌和非機(jī)械攪拌。通風(fēng)發(fā)酵的攪拌裝置包括電動機(jī)、傳動裝置、攪拌軸、軸密封裝置和攪拌槳。機(jī)械攪拌的目的是迅速分散氣泡和混合加入物料。一個攪拌槳要同時達(dá)到這兩個目的，有時是矛盾的。例如，達(dá)到混合功能需要大直徑的攪拌器和采用低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，而提高分散氣泡效果則需要多葉片、小直徑和大的轉(zhuǎn)速。電動機(jī)輸入功率決定于攪拌槳形式和其他發(fā)酵罐部件。發(fā)酵罐內(nèi)常安裝4塊擋板以增加混合、傳熱和傳質(zhì)效率。擋板之寬度為發(fā)酵罐直徑的10%～12%，擋板越寬則混合效果越好。在好氣深層發(fā)酵罐中，來自無菌空氣系統(tǒng)的壓縮空氣通過空氣分布器射入發(fā)酵罐內(nèi)，分布器有單孔管式和多孔管式。安裝方式各異，一般安裝在下面一檔攪拌器的下方，但都要注意防止氣孔被發(fā)酵液中的菌體或固體顆粒堵塞。有的空氣分布器帶有放水結(jié)構(gòu)，使放罐后沒有發(fā)酵液殘留在管子里。通氣速度以滿足微生物發(fā)酵的需要為準(zhǔn)，在使溶氧在臨界氧深度之上。它決定于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和操作。空氣流速的上限速度是空氣能有效地被攪拌槳分散，這和攪拌槳形式和轉(zhuǎn)速有關(guān)。

微生物在繁殖和耗氧發(fā)酵過程中都需要氧氣，通常以空氣作為氧源?？諝庵泻懈魇礁鳂拥奈⑸?，這些微生物隨著空氣進(jìn)入培養(yǎng)液，在適宜的條件下，它們會大量繁殖，消耗大量的營養(yǎng)物質(zhì)，以及產(chǎn)生各種代謝產(chǎn)物，干擾甚至破壞預(yù)定發(fā)酵的正常進(jìn)行，使發(fā)酵產(chǎn)品的效價降低，產(chǎn)量下降，甚至造成發(fā)酵*失敗等嚴(yán)重事故。因此，空氣的除菌就成為耗氧發(fā)酵工程上的一個重要環(huán)節(jié)。除菌的方法很多，如過濾除菌、熱殺菌、靜電除菌，輻射殺菌等，但各種方法的除菌效果、設(shè)備條件、經(jīng)濟(jì)條件各不相同。所需的除菌程度根據(jù)發(fā)酵工藝要求而定，既要達(dá)到除菌效果，又要盡量簡化除菌流程，以減少設(shè)備投資和正常運(yùn)轉(zhuǎn)的動力消耗。