發酵罐攪拌的主要作用是混合和傳質,即使通入的空氣分散成氣泡并與發酵液充分混合,使氣泡破碎以增大氣-液界面,獲得所需的溶氧速率,并使細胞懸浮分散于發酵體系中,以維持適當的氣-液-固(細胞)三相的混合與質量傳遞,同時強化傳熱過程。因此,發酵罐攪拌器在設計時攪應使發酵液有足夠的徑向流動和適度的軸向運動。
發酵罐攪拌器大多采用渦輪式,渦輪式攪拌器有平葉式、彎葉式、箭葉式三種。渦輪式攪拌器軸向混合差,攪拌強度隨著與攪拌軸距離的增大而減弱。當培養液較黏稠時,混合效果就下降。為了強化軸向混合,可采用渦輪式和推進式葉輪共用的攪拌系統。本設計根據設計要求采用渦輪式攪拌器。
擋板的作用是防止液面中央形成漩渦流動,增強湍動和溶氧傳質。擋板的高度自罐底起至設計的液面高度止。
當采用列管式冷卻時,可用列管冷卻代替擋板,無需安裝擋板;此設計就不需安裝擋板。
發酵罐攪拌軸較長時,常分為二至三段,用聯軸器連接。
第一只聯軸節的安裝位置,對于小型發酵罐可設置在罐頂外機械密封上部;但大型發酵罐將其放置在罐內機械密封下方,上軸一般采用不銹鋼材料。本設計將其放置在罐內機械密封下方,材質用不銹鋼16MnR;而軸選用45碳素鋼為材料。
發酵罐的攪拌軸為超細長軸,常設置底軸承和中間軸承來防止軸的擺動。小型發酵罐用拉桿調節式,大型發酵罐用桁架固定式。本設計采用推力滑動軸系。