工业发酵设备 机械搅拌通风发酵罐

6发酵设备6.2.1机械搅拌通风发酵罐需氧发酵设备简介需氧发酵罐又称通气发酵罐、好气性发酵罐，需要将空气不断通入发酵液中，以供微生物所消耗的氧。通入发酵液中的气泡越小，气泡与液体的接触面积就越大，液体中的氧的溶解速率也越快。常见类型机械搅拌发酵罐伍式发酵罐自吸式发酵罐文氏管发酵罐气升式发酵罐自吸式发酵罐文氏管发酵罐机械搅拌发酵罐气升式发酵罐伍氏发酵罐6.2.1机械搅拌通风发酵罐定义：机械搅拌通风发酵罐是利用机械搅拌器的作用，使空气和醪液充分混合，促使氧在醪液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖、发酵所需的氧气。特点：机械搅拌通风发酵是目前使用最多的一种发酵罐（占发酵罐总数的70-80%），又称通用式发酵罐。通常只有在机械搅拌通风式发酵罐的气液传递性能或剪切力不能满足生物过程时才会考虑使用其他类型的发酵罐。

缺点：罐内的机械搅拌剪切力容易损伤娇嫩的细胞，造成某些细胞培养过程减产。6.2.1机械搅拌通风发酵罐一、机械搅拌通气发酵罐的基本要求适宜的径高比（高与直径的比值为1.7-4）；能承受一定压力、温度。搅拌通风装置保证气液充分混合。发酵用的搅拌通风装置能使气液充分混合，保证发酵必需的溶解氧；具有足够的冷却面积。微生物生长代谢过程放出大量的热，为了控制发酵过程不同阶段所需的温度，应装有足够的冷却部件；死角少，灭菌彻底；轴封严密，泄漏少。6.2.1机械搅拌通风发酵罐二、发酵罐的基本组成与结构基本组成：

①罐体部分罐体、进料口、接种口、排料口、安全阀等②搅拌系统电机、减速装置、搅拌轴、轴封、挡板、连轴器、轴承③控制系统冷却管/夹套、空气进管、空气分布器、空气出口、补料口（营养、酸碱、消泡剂、消泡器、取样口等）④测量系统（P,pH，T，O2）⑤附属（人孔、视镜）机械搅拌通风发酵罐的结构图6.2.1机械搅拌通风发酵罐（1）罐体（结构、材质及附属）材料为炭钢或不锈钢，且应有一定的承压能力，131℃，0.25MPa。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。罐身上的接管有：冷却水进出管、进空气管、温度计管和测控仪表接口。排气管应尽量靠近封头的中心轴封位置，在其项盖的内面顺搅拌器转动方向装有弧形挡板，可以减少跑料。取样管可装在罐侧或罐顶，视操作方便而定。原则上讲，罐体上的管路越少越好，能合并的应归并，如进料口、补料口和接种口可合为一个接管口。放料可利用通风管压出，也可在罐底另设放料口。6.2.1机械搅拌通风发酵罐（2）搅拌器作用--混合和传质①气泡与发酵液充分混合，提高溶氧速率;②使细胞悬浮分散于发酵体系中;③强化传热过程。形式：有轴向式（桨叶式、螺旋桨式）和径向式（涡轮式）两种6.2.1机械搅拌通风发酵罐（3）挡板作用：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。挡板对搅拌流型的作用6.2.1机械搅拌通风发酵罐（4）消泡器作用：是将泡沫打破。形式：锯齿形、梳状式及孔板式。

消泡器的长度约为罐径的0.65倍。（5）联轴器及轴承联轴器作用：大型发酵罐搅拌轴较长，常分为2～3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。轴承：为了减少震动，中型发酵罐装有底轴承，大型发酵罐装有中间轴承。6.2.1机械搅拌通风发酵罐（4）消泡器作用：是将泡沫打破。形式：锯齿形、梳状式及孔板式。

消泡器的长度约为罐径的0.65倍。（5）联轴器及轴承联轴器作用：大型发酵罐搅拌轴较长，常分为2～3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。轴承：为了减少震动，中型发酵罐装有底轴承，大型发酵罐装有中间轴承。6.2.1机械搅拌通风发酵罐（6）轴封定义：运动部件与静止部件之间的密封叫作轴封。如搅拌轴与罐盖或罐底之间。作用：防止泄漏和污染杂菌。形式：填料函和端面轴封两种。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。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的相互贴合，并作相对转动而达到密封。6.2.1机械搅拌通风发酵罐（7）驱动及变速装置定义：减速机是一种动力传达机构，利用齿轮等速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。（垂直方向的力乘上与旋转中心的距离）作用：①降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但注意不能超出减速机额定扭矩。②降速同时降低负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。一般电机都有一个惯量数值。试验罐：无级变速装置发酵罐：有三角皮带传动，圆柱或螺旋圆锥齿轮减速装置。6.2.1机械搅拌通风发酵罐（8）发酵罐的换热装置①夹套式换热装置

：小型发酵罐、种子罐优点：结构简单；在罐外，易清洁灭菌缺点：传热壁厚，水流速低，降温效果差②竖式蛇管换热装置：容积5m3

以上的发酵罐，安装于发酵罐内，四组、六组或八组不等优点：水流速大，传热系数高，用水量少。缺点：弯曲位置容易蚀穿③竖式列管换热装置

：大型发酵罐，以列管形式分组对称装于发酵罐内。优点：加工方便，可代替挡板的作用缺点：传热系数较蛇管低，用水量较大6.2.1机械搅拌通风发酵罐三、罐体的尺寸比例罐体各部分的尺寸有一定的比例，罐的高度与直径之比一般为1.7~4左右。

发酵罐通常装有两组搅拌器，