第三節通風發酵設備機械攪拌通風式生物反應器通風發酵設備的類型通風固相發酵設備自吸式發酵罐氣升環流發酵罐機械攪拌發酵罐常用通風發酵罐一、機械攪拌通風發酵罐主要部件包括：

罐身軸封消泡器攪拌器視鏡換熱裝置擋板空氣分布管人孔以及管路進出料口1－軸封；2、20－人孔；3－梯；4－聯軸節；5－中間軸承；6－溫度計接口；7－攪拌葉輪；8－進風管；9－放料口；10－底軸承；11－熱電偶接口；12－冷卻管；13－攪拌軸；14－取樣管；15－軸承座；16－傳動皮帶；17－電機；18－壓力表；19－取樣口；21－進料口；22－補料口；23－排氣口；24－回流口；25－視鏡1.罐體

罐體由圓柱體及橢圓形或碟形封頭焊接而成，小型發酵罐罐頂和罐身采用法蘭連接，材料一般為不銹鋼。2.攪拌器

攪拌器的主要作用是混合和傳質。使通入的空氣分散成氣泡并與發酵液充分混合。2)使氣泡細碎以增大氣-液界面，以獲得所需要的溶氧速率。3)使生物細胞懸浮分散于發酵體系中，以維持適當的氣-液-固三相的混合與質量傳遞。4)強化傳熱過程。不同攪拌器的流型示意圖平直葉彎葉箭葉液體徑向流動強烈，攪拌能力最弱，消耗功率大，粉碎氣泡能力最強混合要求特別高時用該種，消耗功率較小，粉碎氣泡能力次之液體軸向流動更強烈，攪拌能力最強，消耗功率最小，粉碎氣泡能力最弱通用式機械攪拌生化反應器中的直葉渦輪攪拌器為什么要安一個圓盤呢？3.擋板擋板的作用：改變液流的方向由徑向流改為軸向流促使液體劇烈翻動增加溶解氧上述三種渦輪攪拌器的攪拌流型基本上相同，各在渦輪平面的上下兩側形成向上和向下的兩個翻騰。如不滿足全擋板條件，軸中心位置也有凹陷的旋渦。適當的安排冷卻排管，也可基本消除軸中心凹陷的旋渦可以大大加強循環輸送效果。能將液面的泡沫從套簡的上部入口，抽吸到液體之中，具有自消泡能力。裝有套筒時的攪拌器攪拌流型4.軸封作用：使罐頂或罐底與軸之間的縫隙加以密封，防止泄漏和染菌。填料函軸封端面軸封（機械軸封）轉軸單端面機械封軸動環靜環堆焊硬質O形環雙端面機械封軸雙端面軸封（1）動環和靜環應使此摩擦副（即動環和靜環）在給定的條件下，負荷最輕，密封效果最好，使用壽命最長。為此，動、靜環材料均要有良好的耐磨性，摩擦因數小，導熱性能好，結構緊密，且動環的硬度應比靜環大。（2）彈簧加荷裝置此裝置的作用是產生壓緊力，使動、靜環端面壓緊密切接觸，以確保密封。（3）輔助密封原件輔助密封原件有動環和靜環的密封圈，用來密封動環與軸以及靜環與靜環座之間的縫隙。動環密封圈隨軸一起旋轉，故與軸及動環是相對靜止的。靜環密封圈是完全靜止的。常用的動環密封圈為“O”形環，靜環密封圈為平橡膠墊片。?端面式軸封的優點：–清潔；–密封可靠；–無死角，可以防止雜菌污染；–使用壽命長；–摩擦功率耗損小；–軸或軸套不受磨損；–它對軸的精度和光潔度沒有填料密封要求那么嚴格，對軸的震動敏感性小。?端面式軸封的缺點：–結構比填料密封復雜，裝拆不便；–對動環及靜環的表面光潔度及平直度要求高。5.空氣分布器作用：吹入無菌空氣，使空氣分布均勻。6.消泡器機械消泡裝置：一類置于罐內，目的是防止泡沫外溢，另一類置于罐外，能夠將從排氣中分離已溢出的泡沫使之破碎后將液體部分返回罐內。蛇形柵條槳7.換熱裝置夾套式換熱裝置換熱裝置豎式蛇管換熱裝置豎式列管(排管)換熱裝置

這種裝置多應用于容積較小的發酵罐、種子罐。夾套的高度比靜止液面高度稍高即可，無須進行冷卻面積的設計。

優點：結構簡單，加工容易，罐內無冷卻設備，死角少，容易進行清潔滅菌工作，有利于發酵。

缺點：傳熱壁較厚，冷卻水流速低，發酵時降溫效果差。a)—夾套傳熱

(b)—列管傳熱夾套式換熱裝置容積5m3以上的發酵罐多用這種換熱裝置。

優點：冷卻水在管內的流速大；傳熱系數高。

缺點：氣溫高的地區應采用冷凍鹽水或冷凍水冷卻，這樣就增加了設備投資及生產成本。此外，彎曲位置比較容易蝕穿。豎式蛇管換熱裝置豎式列管(排管)換熱裝置

這種整置是以列管形式分組對稱裝于發酵罐內。

優點：加工方便，適用于氣溫較高，水源充足的地區，當流速較快時，降溫速度快。

缺點：傳熱系數較蛇管低，用水量較大。（一）氣升式發酵罐二、其他通風發酵罐簡介1.氣升環式發酵罐的工作原理特點：沒有攪拌器，且有定向循環流動河南蓮花味精集團公司使用的氣升式發酵罐照片氣升式發酵罐的結構內循環外循環內循環式外循環式其主要結構包括：罐體，上升管、下降管、空氣噴嘴氣升式發酵罐的特點(1)反應溶液分布均勻；(2)較高的溶氧速；(3)剪切力小，對生物細胞損傷小；(4)傳熱良好；(5)結構簡單，易于加工制造；(6)操作和維修方便。（二）自吸式發酵罐圖1機械攪拌自吸式發酵罐機械攪拌自吸式發酵罐的結構：1.罐體2.自吸攪拌器及導輪3.軸封4.換熱裝置5.消泡器工作原理：自吸式發酵罐的導輪的結構示意圖及充氣原理

優點：

(1)不必配備空氣壓縮機及其附屬設備，節約設備投資，減少廠房面