發酵罐主體采用不銹鋼材料，通常采用渦輪式攪拌器。攪拌軸與罐體的連接要進行無菌密封。發酵罐罐體底部設有空氣分布器或噴嘴，通過空氣過濾器的無菌空氣從孔徑幾毫米的多孔管鼓入培養液內。攪拌器由置于罐頂的攪拌電機以一定的轉速驅動旋轉，通過攪拌渦輪產生的液體漩渦及剪切力，將鼓入的空氣打碎成小氣泡，并均勻分散在培養液中。這樣，既提供了細胞生長所需氧，同時又使培養液濃度均勻。
我們所用的發酵罐一般由以下五個系統組成：
一、發酵罐的機械攪拌系統
作為通氣攪拌罐的主要特征之一，機械攪拌系統提供的動力是機械攪拌罐質量傳遞、熱量傳遞、混合和懸浮物均勻分布的基本保證。攪拌裝置的設計和選擇必須綜合考慮以滿足上述要求并降低造價和動力消耗。
機械攪拌系統由電機、變速箱、攪拌軸、攪拌槳、軸封和擋板組成。
二、發酵罐的通氣系統
通氣系統由無菌空氣制備系統、空氣分布裝置和出口氣體除菌系統組成。無菌空氣制備系統是一套相對獨立的復雜系統。
細胞生長和代謝所需的無菌空氣通過空氣分布管引入罐中。空氣分布管一般位于下層的攪拌槳的正下方。為保證氣泡的分散，多采用帶小孔的環狀空氣分布管，環的直徑一般等于攪拌槳的直徑。在大型通氣攪拌罐中，攪拌槳尖附近的剪切力非常大，一般足以達到充分打碎氣泡的目的，為防止培養液中的固體物料或菌絲堵塞空氣分布管，對某些特殊的發酵體系有時采用向下開口的單孔管。
三、發酵罐的溫度控制系統
為了保證為細胞生長和代謝提供合適的溫度，溫度控制系統也是通氣攪拌罐所*的。溫度控制系統由溫度測量電極、熱交換裝置及相應的控制裝置組成。由于生物反應和機械攪拌都是放熱過程，多數生物反應體系在運行期間需要冷卻，就地滅菌后的培養基更要求快速泠卻。
四、發酵罐的pH值和溶氧測量與控制系統
細胞生長都有適pH值，因此需要對培養介質的pH進行檢測和控制。
pH控制系統包括pH電極、酸及堿儲罐、耐酸或堿的管道和泵及相應的控制系統組成。根據不同生物反應體系的實際需要，可以只加酸或加堿系統，也可以兩者都具備。在流加培養時，通過碳源或/和氮源的補料也能起到調節pH的作用。
五、發酵罐的消泡系統
消泡系統對好氧發酵過程是非常重要的。通氣攪拌罐的裝液量一般不能超過容器容積的70～80％，一方面，這是由于通氣后液面會有所上升；更重要的原因是，預留部分空間可以避免泡沫馬上沖出罐體，為消除泡沫提供一段緩沖的時間。一般對越容易產生泡沫的體系，裝液量要越少。圖9-4中，通氣攪拌罐頂部有一個額外的攪拌槳，稱為消泡槳，其作用就是通過機械作用消除泡沫。在多數情況下，僅憑消泡槳還不足以及時破壞所有的泡沫，因此通常還須進一步采用添加化學消泡劑的方法消泡。
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