发酵罐的结构型式及发酵领域的应用

发酵过程可以通过固体培养和深层浸没培养完成，从生产分为间隙分批、半连续和连续发酵等，但是工业化大规模的发酵过程，则以通气纯种深层液体培养为主。通气纯种培养的发酵罐型式有标准式发酵罐、自吸式发酵罐、气升式发酵罐、喷射式叶轮发酵罐、外循环发酵罐和多孔板塔式发酵罐等。

自吸式发酵罐系通过发酵罐内叶轮的高速转动，引成真空将空气吸入罐内，由于叶轮转动产生的真空，其吸入压头和空气流量有一定限制，因而适用于对通气量要求不高的发酵品种；

塔式发酵罐是将发酵液置于多层多孔塔板的细长罐体内(亦称高位筛板塔式)，在罐底部通入无菌空气，通过气体分散进行氧的传递，因而其供氧量受到了一定限制；

气升式发酵罐、喷射式叶轮发酵罐、外循环发酵罐均是通过无菌空气在罐内***管或通过旋转的喷射管和罐外喷射泵使发酵液按照一定规律运行，从而达到气液传质的效果，目前气升式发酵罐在培养其较稀薄，供氧量要求不太高的条件下(如VC发酵)得到了使用。但在发酵工业中，仍数兼具通气又带搅拌的标准式发酵罐用途***为普遍，标准式发酵罐被广泛应用于抗i生素、氨基酸、柠檬酸等各个领域。

发酵罐搅拌时需要注意的措施

发酵罐中搅拌的主要作用是混合和传质，即使空气分散成气泡，与发酵液充分混合，打破气泡，增加气液界面，获得所需的溶解氧速率，使细胞悬浮和分散。在发酵系统中保持适当的气-液-固（池）三相混合和传质强化传热。因此，搅拌器的设计应使发酵液具有足够的径向流动和适度的轴向运动。

　　涡轮搅拌器主要用于发酵罐。涡轮搅拌器有三种类型：平叶片、曲叶片和箭头叶片。涡轮搅拌器轴向混合不良，搅拌强度随距搅拌轴距离的增加而降低。当培养基较厚时，混合效果降低。为了加强轴向混合，涡轮和推进叶轮可以一起使用。本设计根据设计要求采用涡轮搅拌器。

挡板的作用是防止在液面中心产生涡流，增强湍流和溶解氧的传质。挡板的高度从罐底上升到设计液位。当采用管中管冷却时，可以用管中管冷却代替挡板，不需要安装挡板，本设计中不需要安装挡板。当发酵罐的搅拌轴较长时，通常通过耦合将其分成两到三段。

　　第i一联轴器的安装位置可以设置在小发酵罐顶部外的机械密封的上部，但大发酵罐将置于罐内的机械密封之下，上轴一般由不锈钢制成。该设计将置于罐内的机械密封下，材料为16MnR不锈钢，轴由45碳钢制成。

　　发酵罐搅拌轴为超长轴，常安装底轴承和中间轴承，防止轴摆动。小型发酵罐由拉杆控制，大型发酵罐由桁架固定。本设计采用推力滑动轴系统。

发酵罐重要的清洗工作

发酵罐的清洗工作比较重要，我们也在不断努力改进发酵罐的清洗技术，以求更好的让发酵罐为我们工作。

现代化啤酒厂采用***普遍的清洗方式是原位清洗(cleaninginplace，简称CIP)，即在密闭条件下，不拆动设备的零部件或管件，对设备及管路进行清洗及灭菌的方法i。

像发酵罐这样的设备，不可能用充满清洗液的方式清洗。发酵罐的原位清洗是通过洗涤器循环进行的。洗涤器有固定洗球型和旋转喷射型两种型式，通过洗涤器把清洗液喷射到罐体内表面，然后清洗液沿罐壁向下流淌，一般情况下，清洗液会形成一层薄膜附着在罐壁上。这样机械作用的效果很小，清洗效果主要靠清洗剂的化学作用来实现。

固定洗球型洗涤器的作用半径为2m，对于卧式发酵罐就必须安装多个洗涤器，洗液在洗涤器喷咀出口的压力应为0.2～0.3 MPa;对于立式发酵罐和压力测量点在洗涤泵出口的情况，不仅要考虑管路阻力造成的压力损耗，还要考虑高度对清洗压力的影响。

压力太低时，洗涤器的作用半径小，流量不够，喷射的清洗液不能布满罐壁;而压力太高时，清洗液会形成雾状，不能形成沿罐壁向下流动的水膜，或者喷射的清洗液被罐壁反弹回来，降低了清洗效果。

在被清洗设备较脏和发酵罐罐体直径较大(dgt;2 m)时，一般采用旋转喷射型洗涤器，通过增加洗涤器出口压力(0.3～0.7 MPa)，来加大洗涤半径，增强冲洗的机械作用，增加去垢效果。与球型洗涤器相比，旋转喷射型洗涤器可以采用较低的清洗液流量。由于冲洗介质通过时，洗涤器利用流体的反冲力进行旋转，冲洗和流空交替进行，从而提高了清洗效果。

经过不断的实践与改进，我们认为发酵罐的原位清洗技术是比较合适的，能够满足发酵罐的清洗要求。