生物發(fā)酵罐是通用型機(jī)械攪拌罐，采用無級(jí)變速調(diào)節(jié)攪拌轉(zhuǎn)速。廣泛用于有機(jī)酸、酵母、酶制劑、維生素等生物制品的生產(chǎn)。發(fā)酵罐是微生物工程中重要的設(shè)備之一，一個(gè)優(yōu)良的培養(yǎng)裝置應(yīng)設(shè)計(jì)為具有嚴(yán)密的結(jié)構(gòu)，良好的液體混合性能，高的傳質(zhì)和傳熱速率，以及可靠的檢測(cè)及控制儀表，才能獲得大的生產(chǎn)效率。
發(fā)酵罐也是應(yīng)用廣泛的生物反應(yīng)設(shè)備。這類反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、不易染菌、溶氧效率高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。氣升式反應(yīng)器有多種類型，常見的有氣升環(huán)流式、鼓泡式、空氣噴射式等，生物工業(yè)已經(jīng)大量應(yīng)用的氣升式發(fā)酵罐有氣升內(nèi)環(huán)流發(fā)酵罐、氣液雙噴射氣升環(huán)流發(fā)酵罐、設(shè)有多層分布板的塔式氣升發(fā)酵罐。
而生物發(fā)酵罐則是原始的通氣發(fā)酵罐，當(dāng)然鼓泡式反應(yīng)器內(nèi)沒有設(shè)置導(dǎo)流筒，故未控制液體的主體定向流動(dòng)。現(xiàn)以氣升環(huán)流式反應(yīng)器為例說明其工作原理。前面已經(jīng)簡(jiǎn)單提到氣升環(huán)式反應(yīng)器的特點(diǎn)，由于氣升環(huán)流反應(yīng)器內(nèi)沒有攪拌器，并且有定向循環(huán)流動(dòng)，故具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，下面具體說明。
1、反應(yīng)溶液分布均勻：氣液固三相的均勻混合與溶液成分的混合分散良好是生物反應(yīng)器的普遍要求，因其流動(dòng)、混合與停留時(shí)間分布均受到影響。對(duì)許多間歇或連續(xù)加料的通氣發(fā)酵，基質(zhì)和溶氧盡可能均勻分散，以保證其基質(zhì)在發(fā)酵罐內(nèi)各處的濃度都落在0.1％～1％范圍內(nèi)，溶解氧為10％一30％。這對(duì)需氧生物細(xì)胞的生長和產(chǎn)物生成有利。此外，還需避免發(fā)酵罐液面生成穩(wěn)定的泡沫層，以免生物細(xì)胞積聚于上而受損害甚至死亡。還有培養(yǎng)基成分尤其是有淀粉類易沉降的顆粒物料，更應(yīng)能懸浮分散。氣升環(huán)流反應(yīng)器能很好地滿足這些要求。
2、較高的溶氧速率和溶氧效率：氣升式反應(yīng)器有較高的氣含率和比氣液接觸介面，因而有高傳質(zhì)速率和溶氧效率，體積溶氧效率通常比機(jī)械攪拌罐高，kLd可達(dá)2000h，且溶氧功耗相對(duì)低。
3、剪切力小，對(duì)生物細(xì)胞損傷小：由于氣升式反應(yīng)器沒有機(jī)械攪拌葉輪，故對(duì)細(xì)胞的剪切損傷可減至低，尤其適合植物細(xì)胞及組織的培養(yǎng)。
4、傳熱良好：好氣發(fā)酵均產(chǎn)生大量的發(fā)酵熱，如酵母培養(yǎng)旺盛期發(fā)酵熱高達(dá)3.0～4.0×105kJ／（m.h），而傳熱溫差則只有幾度（℃），尤其夏季，若使用非冷凍水，則只有3-10℃左右，故需很大的換熱面積與傳熱系數(shù)。生物發(fā)酵罐因液體綜合循環(huán)速率高，同時(shí)便于在外循環(huán)管路上加裝換熱器，以保證除去發(fā)酵熱以控制適宜的發(fā)酵溫度。
生物發(fā)酵罐使用注意事項(xiàng)
1、必須確保發(fā)酵罐的所有單件設(shè)備能正常運(yùn)行時(shí)使用本系統(tǒng)。
2、在消毒過濾器時(shí)，流經(jīng)空氣過濾器的蒸汽壓力不得超過0.17MPa，否則過濾器濾芯會(huì)被損壞，失去過濾能力。
3、在發(fā)酵過程中，應(yīng)確保罐壓不超過0.17MPa。
4、在實(shí)消過程中，夾套通蒸汽預(yù)熱時(shí)，必須控制進(jìn)汽壓力在設(shè)備的工作壓力范圍內(nèi)（不應(yīng)超過0.2MPa），否則會(huì)引起發(fā)酵罐的損壞。
5、在空消及實(shí)消時(shí)，一定要排盡發(fā)酵罐夾套內(nèi)的余水。否則可能會(huì)導(dǎo)致發(fā)酵罐內(nèi)筒體壓扁，造成設(shè)備損壞；在實(shí)消時(shí)，還會(huì)造成冷凝水過多導(dǎo)致培養(yǎng)液被稀釋，從而無法達(dá)到工藝要求。
6、在空消、實(shí)消結(jié)束后冷卻過程中，嚴(yán)禁發(fā)酵罐內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，以免造成污染，甚至損壞設(shè)備。
7、在發(fā)酵過程中，發(fā)酵罐的罐壓應(yīng)維持在0.03～0.05MPa之間，以免引起污染。
8、生物發(fā)酵罐在各操作過程中，必須保持空氣管道中的壓力大于發(fā)酵罐的罐壓，否則會(huì)引起發(fā)酵罐中的液體倒流進(jìn)入過濾器中，堵塞過濾器濾芯或使過濾器失效。
9、如果遇到自己解決不了的問題請(qǐng)直接與發(fā)酵罐的售后服務(wù)部門聯(lián)系。請(qǐng)勿強(qiáng)行拆卸或維修發(fā)酵罐。
