发酵罐

能型生物发酵罐罐体机械组成结构：

（1）罐体

发酵罐的罐体由筒体及椭圆形或碟形封头焊接而成，小型发酵罐封头和筒体采用法兰连接。罐顶装有视镜及灯镜，方便观察罐内发酵状态。在发酵罐的罐顶上的接管有：进料管、补料管、排气管、接种管和压力表接管。在罐身上的接管有冷却水进出管、进空气管、取样管、温度计管和测控仪表接口。

（2）罐体的尺寸比例

罐体各部分的尺寸有一定的比例，发酵罐一般由于发酵的特殊需要一般为细长型，高度与直径之比一般为1.7~2.5左右。

（3）搅拌器

   发酵罐通常装有两组搅拌器，两组搅拌器的间距S约为搅拌器直径的三倍。对于大型发酵罐以及液体深度HL较高的，可安装三组或三组以上的搅拌器。最下面一组搅拌器通常与风管出口较接近为好，与罐底的距离C一般等于搅拌器直径Di，但也不宜小于0.8Di，否则会影响液体的循环。

轴向式搅拌器：桨叶式、螺旋桨式

径向式（涡轮式）搅拌器（Disc turbine）：平直叶、弯叶、箭叶

（4）挡板

挡板的作用是改变液流的方向，由径向流改为轴向流，促使液体剧烈翻动，增加溶解氧。

全挡板条件：是指在一定转数下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。要达到全挡板条件必须满足下式要求：

（5）消泡器

消泡器的作用是将泡沫打破。消泡器常用的形式有锯齿式、梳状式及孔板式。孔板式的孔径约10~20毫米。消泡器的长度约为罐径的0.65倍。

（6）联轴器

大型发酵罐搅拌轴较长，常分为二至三段，用联轴器使上下搅拌轴成牢固的刚性联接。常用的联轴器有鼓形及夹壳形两种。小型的发酵罐可采用法兰将搅拌轴连接，轴的连接应垂直，中心线对正。

（7）轴承

为了减少震动，中型发酵罐—般在罐内装有底轴承，而大型发酵罐装有中间轴承，底轴承和中间轴承的水平位置应能适当调节。罐内轴承不能加润滑油，应采用液体润滑的塑料轴瓦(如聚四氟乙烯等)，轴瓦与轴之间的间隙常取轴径的0.4~0.7％。为了防止轴颈磨损，可以在与轴承接触处的轴上增加一个轴套。

（8）变速装置

试验罐采用无级变速装置。发酵罐常用的变速装置有三角皮带传动，圆柱或螺旋圆锥齿轮减速装置，其中以三角皮带变速传动较为简便。

（9）轴封

轴封的作用是使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封，防止泄漏和污染杂菌。常用的轴封有填料函和端面轴封两种。

①填料函式轴封是由填料箱体，填料底衬套，填料压盖和压紧螺栓等零件构成，使旋转轴达到密封的效果。

填料函式轴封的优点是结构简单。主要缺点是：死角多，很难彻底灭菌，容易渗漏及染菌；轴的磨损情况较严重；填料压紧后摩擦功率消耗大；寿命短，经常维修，耗工时多。

②端面式轴封又称机械轴封。密封作用是靠弹性元件（弹簧、波纹管等）的压力使垂直于轴线的动环和静环光滑表面紧密地相互贴合，并作相对转动而达到密封。

（10）发酵罐的换热装置

①夹套式换热装置

    这种装置多应用于容积较小的发酵罐；夹套的高度比静止液面高度稍高即可。这种装置的优点是：结构简单；加工容易，罐内无冷却设备，死角少，容易进行清洁灭菌工作，有利于发酵。其缺点 是：传热壁较厚，冷却水流速低，发酵时降温效果差。

②竖式蛇管换热装置 

这种装置是竖式的蛇管分组安装于发酵罐内，有四组、六组或八组不等，根据管的直径大小而定，容积5 立方米 以上的发酵罐多用这种换热装置。这种装置的优点是：冷却水在管内的流速大；传热系数高。这种冷却装置适用于冷却用水温度较低的地区，水的用量较少。但是气温高的地区，冷却用水温度较高，则发酵时降温困难，发酵温度经常超过40℃， 影响发酵产率，因此应采用冷冻盐水或冷冻水冷却，这样就增加了设备投资及生产成本。此外，弯曲位置比较容易蚀穿。

③竖式列管(排管)换热装置 

这种装置是以列管形式分组对称装于发酵罐内。其优点是：加工方便，适用于气温较高，水源充足的地区。这种装置的缺点是：传热系数较蛇管低，用水量较大。

智能型生物发酵罐控制系统特点

自动控制系统部分：包括采用菜单式液晶显示触屏控制器（TP）的现场控制系统以及PLC主控监视控制系统，中文菜单与界面。其内容有，主菜单系统为子菜单分类，分别为：显示方式，运行选择，参数校正，参数设定，数据曲线分析，运行时间，密码设置及其他目类等多个子菜单功能系统。（数字化）

显示方式，可以进行各种参数的实时显示，触摸屏显示，状态显示以及反馈蠕动泵状态与流量累计显示等。

参数校正，可以进行温度，PH、DO、等传感器与仪表的快速自整定调校。（数字化）

参数设定，可以进行温度，转速，泡沫，PH、DO、罐压，空气流量、灭菌温度，灭菌时间，等数据的一次性设定与与全自动模糊控制；可以设定数据记录周期。

数据分析，（1）运用监视主控制器的大容量存储器，自动记录运行数据；记录数据进行传输并清空。数据库管理系统可以自动记录大容量批次数据，处理更大容量数据与状态信息。（2）TP触屏亦带有数据曲线分析，更直观，更简洁。

密码设置，所有的参数数据设置均需在开机状态下设置，。密码分为操作员与管理员及高级管理员超级密码。

其他目类，系统时间设置与调整，时钟修正（即快慢修正），电机传动比设置，试机功能， （即空机状态下的状态测试），各种泵的标定功能。电子说明书，公司介绍，所有功能键均有手动与自动功能，所有开关均为触摸屏键。形成人机对话的直接功能，所有控制形式均为PLC控制方式，稳定可靠。是理想的进口罐的替代品。

全自动生物发酵罐就是整个系统全部采用自动化控制的发酵罐安全、可靠、稳定、效率高。全自动生物发酵罐为一套系统，主要包括发酵罐、补料罐、无菌空气过滤系统、发酵过程自动控制系统、附属设备、管道阀门系统，是集机械和控制一体化的工程。

常见的全自动小型发酵罐的主要控制点见下表：