發酵罐是發酵工廠常用類型之一。它是利用機械攪拌器的作用，使空氣和發酵液充分混合，促進氧的溶解，以保證供給微生物生長繁殖和代謝所需的溶解氧。

　　發酵罐是借攪拌渦輪輸入混合以及相際傳質所需要的功率。這種反應器的適應性最強，從牛頓型流體直到非牛頓型的絲狀菌發酵液，都能根據實際情況和需要，為之提供較高的傳質速率和必要的混合速度。缺點是機械攪拌器的驅動功率較高，這對大型的反應器來說是個巨大負擔。

　　發酵罐和技術在整個制藥、生物產品的開發過程中起著特別重要的作用。在眾多類型的發酵設備中，兼具通氣又帶機械攪拌的標準式發酵罐用途最為普遍，廣泛使用于抗生素、氨基酸、檸檬酸等各個領域。

　　標準式發酵罐設計的技術關鍵在于攪拌技術復雜的氣液兩相流動問題上。機械攪拌式發酵罐不僅能為制藥企業節省可觀的投資，還可大大節省能耗等運行費用，同時提高產品產量與收率。在許多過程中，氣液接觸是十分重要的，氣體需要與液體進行充分且有效的接觸以提供足夠的質量傳遞或熱量傳遞能力。

　　比如有的氯化和磺化反應是快反應，這需要攪拌器能提供很高的傳質強度；有的反應需要吸收難以溶解的氧氣，這又需要攪拌器能提供很高的分散能力。早期研究認為，氣液分散是氣體直接被攪拌器剪切成細小的氣泡而形成的。但近年的研究表明，氣液分散是受氣穴控制的。

　　當氣速過大或攪拌轉速過低時，整個攪拌器被氣穴包裹，氣體穿過攪拌器直接上升到液面，發生氣泛。氣液接觸過程的主要有有以下幾種：氣相和液相需要的停留時間分布、允許壓力降、相對質量流率、是否逆流接觸、局部混合能力、是否需要補充或移出熱量、腐蝕條件、泡沫行為與相分離、反應時需要的流型、反應與傳質的關系、層流和過渡區的流變行為等。

　　這些因素又大都與攪拌器關系密切。攪拌槽內的氣體分散大致有以下幾個狀態：氣泛狀態，載氣狀態，完全分散狀態。設備結構編輯本段回目錄機械攪拌式發酵罐機械攪拌式發酵罐其基本結構是在高徑比為2～4的罐體的頂或底部安上向罐內延伸的攪拌軸，軸上裝上2～4個攪拌槳(常用的攪拌槳是帶有圓盤和6個矩形與扭成法向分布葉片的稱為渦輪的槳，槳葉外徑約為罐徑的1/3)。

　　罐底裝有無菌空氣的分布器。由于機械攪拌的作用可使進入罐內的空氣很好地獲得破碎和分布，以增加罐內氣液接觸面積而有利于氧的傳遞和發酵液的混合。這種發酵罐因使用較為廣泛，故也被稱為標準式發酵罐。機械攪拌罐結構設備主要部件包括罐身、攪拌器、軸封、消泡器中間軸承，空氣噴射器、擋板、冷卻裝置、人孔。

　　1、罐體由圓柱體及橢圓形或碟形封頭焊接成，材料為碳鋼或不銹鋼。為滿足工藝要求，罐需承受一定壓力，通常滅菌壓力0.25MPa。

　　2、發酵罐和擋板渦輪式攪拌器的葉片有平葉式、彎葉式、箭葉式三種，其主要是打碎氣泡，加速和提高溶氧。平葉式功率消耗較大，彎葉式較小，箭葉式又次之。擋板的作用是防止液面中央產生旋渦，促使液體激烈翻動，提高溶氧。擋板寬度約為（0.1-0.12）D。裝設6-4塊擋板，可滿足全擋板條件。全擋板條件是指在一定轉速下，再增加罐內附件，軸功率仍保持不變。

　　要達到全擋板條件必須設備類型編輯本段回目錄機械攪拌式發酵罐機械攪拌式發酵罐主要有三種：通氣式、自吸式和表面更新式。

　　1、通氣式工業上約80％采用了通氣式攪拌器。通氣式常采用各種渦輪攪拌器，主要由氣體分布器、攪拌器、攪拌槽構成。

　　2、自吸式自吸式機械攪拌反應器，是攪拌槳具有開小孔的空心軸或在攪拌軸外裝有軸套，利用葉輪將液體甩出形成的負壓從液面上部吸入氣體，再靠槳葉分散氣泡。氣-液相接觸面積的大小顯著影響反應速率的高低，一般的攪拌設備總是圍繞如何提高新鮮補充氣體的分散特性而設計制造的，但補充的新鮮氣體流量有時是十分有限的，這就嚴重制約了反應速率提高。而自吸式攪拌機具備將釜內液面上的氣體重新吸入并分散于液相的顯著特點，可大幅度提高氣含率和氣-液相的接觸面積，從而達到提高反應速率的目的。

　　發酵罐槳葉中氣泡從槳端逸出，呈球形，運動至釜壁，經擋板碰擊后分別向上向下形成兩個環流流動。就整個反應器而言，氣泡在宏觀上分布比較均勻。

　　氣泡直徑大多是2-3mm的圓球形氣泡，并不象通氣式攪拌中的氣泡要發生變形。這種攪拌器不需要氣體分布器，主要用在粘度很低的流體。普通的自吸式攪拌器只適用于深度不超過2.5m的反應器，如果配上高效軸流槳，自吸式攪拌器的操作深度可達5m。目前這種深槽操作的自吸式攪拌器已經在工業上得到了很好的應用，取得了良好的效果。如果用在三相反應中，比如液相加氫中有顆粒催化劑時，自吸式攪拌器則通常要配以能懸浮催化劑顆粒的攪拌器。

　　3、表面更新式表面更新式攪拌器利用攪拌產生的湍流使氣液接觸表面不斷更新，增加氣液傳質。但是，由于既沒有外部氣體通入，又不能像發酵罐那樣吸入氣體，因此補充的氣體很有限，適用在所需氣體不多的場合。性能參數編輯本段回目錄機械攪拌式發酵罐機械攪拌式發酵罐適合微生物發酵實驗室使用的生化反應器系統。成套系統包括：發酵罐，動力驅動系統，傳感器與控制系統，空氣處理系統，控制柜，專用管閥，平臺（臺架）等。另外為用戶代配套電熱蒸汽發生器，小型空壓機等輔助設備，從而構成完整的實驗室發酵系統。

　　發酵罐主要參數：

　　(1)發酵罐公稱容積為:3L-100KL，裝液系數70%。

　　(2)外形尺寸與動力：3-15L為臺式，15-300L為預裝落地式。500升以上容積的發酵罐需現場安裝。

　　(3)材質：采用SUS321/SUS304/SUS316L/SUS316材質，內外拋光。

　　(4)自動控制系數：DF系列自動控制系統，最多可以控制13種參數。

　　(5)使用電壓：220V/380V50Hz；

　　(6)系統額定功率：0.5kW以上。應用范圍編輯本段回目錄可用于生產藥用酵母、飼料酵母、活性干酵母、液體曲、谷氨酸、檸檬酸、抗生素、維生素、酶制劑、食用醋、賴氨酸等。

　　發酵罐

　　①發酵罐應具有適宜的高徑比。一般高徑比為2.5-4。

　　②發酵罐能承受一定的壓力。由于發酵罐在消毒和正常工作時，罐內有一定的壓力和溫度，因此罐體各部件要有一定的強度，能承受一定的壓力。

　　③發酵罐的通風攪拌裝置要能使氣泡分散細碎，氣液充分混合，保證發酵液必須的溶解氧，提高氧的利用率。

　　④發酵罐應具有足夠的冷卻面積。

　　⑤發酵灌內應拋光，盡量減少死角，避免藏垢積污，使滅菌徹底，避免染菌。

　　⑥攪拌器的軸封嚴密，盡量減少泄漏。

　　發酵罐

　　1、如進氣管與出水管接頭漏氣，當旋緊接頭不解決問題時，應添加或更換填料。

　　2、壓力表與安全閥應定期檢查，如有故障要及時調換或修理。

　　3、清洗發酵罐時，請用軟毛刷進行刷洗，不要用硬器刮擦，以免損傷發酵罐表面。

　　4、配套儀表應每年校驗一次，以確保正常使用。

　　5、電器、儀表、傳感器等電氣設備嚴禁直接與水、汽接觸，防止受潮。

　　6、設備停止使用時，應及時清洗干凈，排盡發酵罐及各管道中的余水；松開發酵罐罐蓋及手孔螺絲，防止密封圈產生永久變形。

　　7、操作平臺、恒溫水箱等碳鋼設備應定期刷油漆，防止銹蝕。

　　8、經常檢查減速器油位，如潤滑油不夠，需及時增加。

　　9、定期更換減速器潤滑油，以延長其使用壽命。

　　10、如果發酵罐暫時不用，則需對發酵罐進行空消，并排盡罐內及各管道內的余水。

　　發酵罐實驗及生產型恒溫、恒濕固態發酵罐

　　1、可對不同形狀對發酵培養基物料進行輕微抖動、按一定角度往復轉動及正反轉圓周轉動進行梳理式攪拌。達到不破壞菌絲的生長，不破壞培養基的發酵狀態又可使物料互不粘連，還能使其充分通氧的作用。

　　2、具有恒溫、恒濕、恒壓、恒氧量技術特點。在實驗條件范圍內隨意設定參數，并可實時任意調節。對一次采集信號進行甄別處理方法，使計測信號精確穩定。

　　3、可容0.1~1噸的物料。這樣可以獲得可靠的研究分析數據。已接近中試效果。故可作為生產型使用。

　　4、根據故態發酵工藝特點，自行開發和建立一個數學模型，使故態發酵中各種參數、運行響應、實時檢測的結果隨時存儲輸出。利用一臺計算機和自行設計的軟件在自控電路操控下既可完成從參數設定至最后數據記錄打印全部工作。脫開計算機自控系統仍能自行進行操控作業。

　　5、在發酵過程中原位進行滅菌、接種和取樣操作不需停機。