生物发酵罐的原理、优缺点及发展现状

生物发酵罐广泛应用于乳制品、饮料生物工程、制药、精线化工等行业，乳制品和酒类进行发酵处理。生物发酵罐方面，常用的发酵罐设备是机械搅拌式发酵，其杀菌效果的好坏直接影响到发酵是否能正常进行。

生物发酵罐工作原理
生物发酵罐利用空气喷嘴喷出高速的空气，空气以气泡式分散于液体中，在通气的一侧，液体平均密度下降，在不通气的一侧，液体密度较大，因而产生与通气侧的液体产生密度差，从而形成发酵罐内液体的环流。

生物发酵罐有多种形式,，较常见的有内循环管式，外循环管式、拉力筒式和垂直隔板式等。外循环式的循环管设计在罐体外部，内循环管是两根，设计罐体内部。在生物发酵罐中，罐内液面不高于循环管出口，且不低于环流出口。生物发酵罐的优点是能耗低，液体中的煎切作用小，结构简单。在同样的能耗下，其氧传递能力比普通发酵罐要高得多。

生物发酵罐优缺点
主要优点：

1、生物发酵罐结构简单，基本原理也不复杂，与带搅拌桨的浆式反应器相比能耗较低;

2、依靠气体产生定向循环，而非离心泵类机械设备，流动形式确定，液体循环强烈，内部无运动部件，具有较小的剪切应力，能量耗散很均匀，对剪切力敏感物料具有特别重要的意义;

3、生物发酵罐与传统发酵罐相比，其可操作量的气体和液体流速范围大得多;

4、生物发酵罐供气效率高，升气管中通气可大于鼓泡反应器进气量，有利于好氧类反应;

5、流化效果，可以是固体颗粒，甚至较重的颗粒完全保持悬浮状态。

主要缺点：

1、生物发酵罐需要非常大的空气吞吐量；

2、相间混和接触较差；

3、当循环的有机体和操作条件发生变化时，底物、营养物和氧的量不能保持一致；

4、混和与通气是耦合问题，很难在不改变通气的条件下改善混和状况。

生物发酵罐灭菌方法
1、在生物发酵罐灭菌之前，通常应先将与生物发酵罐相连的空气过滤器用蒸汽灭菌并用空气吹干。实罐灭菌时，先将输料管路内的污水放掉冲净，然后将配制好的培养基泵送至发酵罐内，同时开动搅拌器进行灭菌。

2、生物发酵罐灭菌，先将各排气阀打开，将蒸汽引入夹套或蛇管进行预热，待罐温升至80~90℃，将排气阀逐渐关小。接着将蒸汽从进气口、排料口、取样口直接通入发酵罐中，使罐温上升到118~120℃，发酵罐罐压维持在0.09~0.1Mpa(表压)，并保持30min左右。

3、空发酵罐灭菌即发酵罐罐体的灭菌。空消时一般维持罐压0.15~0.2Mpa，罐温125~130℃，保持30~45min;要求总蒸汽压力不低于0.3~0.35Mpa，使用汽压不低于0.25~0.3MPa。

4、原位灭菌指的是在不改变罐体在生产中的结构进行灭菌，一般采用在线通蒸汽灭菌。离线灭菌可以理解为把发酵罐拆下来灭菌，小型发酵罐可以搬到灭菌箱灭菌。

生物发酵罐发展现状
发酵罐产业在迅速发展，以生物发酵罐作为高新技术的产品逐渐改变了传统高污染、高耗能的生产模式，并将发酵技术和现代生物技术相结合。据了解，生物发酵罐是用来进行微生物发酵的装置，它可通过优化微生物的发酵条件来提高发酵效率。根据所培养微生物的好氧和厌氧性，发酵罐可分为好氧型与厌氧型。

生物发酵罐的罐体尺寸通常从50L到5000L不等，可以根据使用者的要求独立定制。一般生物发酵罐都是立式的，带有标准的夹套，以及平圆的涡轮搅拌装置。生物发酵罐一般都采用不锈钢316L材质，也有时候采用304材质。

生物发酵罐采用的设计压力一般有通常形式的，如果有特殊要求，可以按照要求作出特殊的设计。通常情况下，内筒的设计压力是0.25MPA，夹套设计的压力则在0.33Mpa。生物发酵罐一般都是表面机械抛光，ra小于等于0.35，表面上下封头采用抛光操作。内筒内部采用的亚光处理。

发酵罐正跟着时代的发展而不断升级。从传统的发酵产业到现代发酵产业，再到微生物工程，它不仅成为生物技术工业的重要支柱，而且和基因工程技术的结合更让它如虎添翼。未来，发酵罐将得到更广泛的应用，客户们也应对其进行更为合理和科学地应用。