發(fā)酵罐是用來進行微生物發(fā)酵的裝置，它可通過優(yōu)化微生物的發(fā)酵條件來提高發(fā)酵效率。根據(jù)所培養(yǎng)微生物的好氧和厭氧性，大型生物發(fā)酵罐可分為好氧型與厭氧型。發(fā)酵罐的控制系統(tǒng)主要是通過控制熱工和生化參數(shù)，工業(yè)高污染、高耗能的生產(chǎn)模式，并可以將發(fā)酵技術還有現(xiàn)代生物技術結合起來。達到控制整個發(fā)酵罐的工藝參數(shù)的目的。發(fā)酵罐的控制系統(tǒng)大致經(jīng)歷了儀表控制、儀表+PLC控制(早期的邏輯控制)、PLC控制及其組成的DCS(分散)控制的發(fā)展過程。在整個發(fā)酵罐的工藝控制中，可分為模擬量控制、開關量控制及各參數(shù)的關聯(lián)控制。發(fā)酵罐的控制參數(shù)可分為溫度、壓力、流量、攪拌轉速、液位、pH值、DO值(溶氧量)、排氣O2和排氣CO2、菌絲密度及CIP中的電導率等。
大型生物發(fā)酵罐的特點：
1.發(fā)酵罐自吸式發(fā)酵罐，罐體的結構大致上與通用式發(fā)酵罐相同，主要區(qū)別在于攪拌器的形狀和結構不同。自吸式發(fā)酵罐使用的是帶中央吸氣口的攪拌器。攪拌器由從罐底向上伸人的主軸帶動，葉輪旋轉時葉片不斷排開周圍的液體使其背形成真空，于是將罐外空氣通過攪拌器中心的吸氣管而吸人罐內，吸人的空氣與發(fā)酵液充分混合后在葉輪末端排出，并立即通過導輪向罐壁分散，經(jīng)擋板折流涌向液面，均勻分布。
2.空氣吸人管通常用一端面軸封與葉輪連接，確保不漏氣。由于空氣靠發(fā)酵液高速流動形成的真空白行吸人，氣液接觸十分良好，氣泡分散較細，從而提高了氧在發(fā)酵液中的溶解速率。發(fā)酵罐的基本條件機械攪拌發(fā)酵罐也稱標準式或通用式發(fā)酵罐，它是利用機械攪拌器的作用，使空氣和發(fā)酵液充分混合，并溶解在發(fā)酵液中，以保證微生物的生長繁殖所需要的氧氣。
3.為了使大型生物發(fā)酵罐發(fā)揮大的生產(chǎn)效率，發(fā)酵罐必須滿足幾個要求：
①發(fā)酵罐必須能承受一定的壓力。
②發(fā)酵罐要有適宜的徑高比。
③發(fā)酵罐的攪拌通風設備能使氣液成分混合，實現(xiàn)傳質傳熱作用，保證微生物發(fā)酵過程中所需的溶解氧。
④發(fā)酵罐應具有足夠的冷卻面積。
⑤發(fā)酵罐內應盡量減少死角，避免藏污積垢，保證滅菌*，防止染菌。
⑥攪拌器的軸封要嚴密，減少泄露。機械消泡器作用：將泡沫打碎。因為發(fā)酵液中的蛋白質等發(fā)泡物質量很多，在強烈的通氣攪拌下會產(chǎn)生大量的炮沐，導致發(fā)酵液外溢和增加染菌機會。
