生物发酵罐有哪些部件组成？

生物发酵罐通常由以下部件组成：

罐体

- 材质：一般采用不锈钢材料，如304、316L等，具有良好的耐腐蚀性、密封性和可靠性，可保证发酵过程不受外界污染.

- 结构：通常为立式圆筒形，上平盖、下椭圆封头，由筒体及封头焊接或法兰连接而成，罐顶装有视镜及灯镜，方便观察罐内发酵状态，罐身上有各种接管，如进料管、补料管、排气管、接种管、冷却水进出管、进空气管、取样管、温度计管和测控仪表接口等.

搅拌装置

- 电动机：为搅拌提供动力，其输入功率取决于搅拌桨形式和其他发酵罐部件.

- 传动装置：将电动机的动力传递给搅拌轴，常见的有三角皮带传动、圆柱或螺旋圆锥齿轮减速装置等.

- 搅拌轴：连接搅拌桨和传动装置，带动搅拌桨旋转.

- 搅拌桨：常见的有轴向式搅拌器（如桨叶式、螺旋桨式）和径向式搅拌器（如平直叶、弯叶、箭叶的涡轮式搅拌器），其作用是使罐内物料混合均匀，液体中的固形物保持悬浮状态，有利于固体和营养物质充分接触，便于营养吸收，同时还能迅速分散气泡，增加溶解氧.

- 挡板：一般安装在罐体内壁，宽度为发酵罐直径的10%~12%，其作用是改变液流的方向，由径向流改为轴向流，促使液体剧烈翻动，增加混合、传热和传质效率，提高溶解氧.

温度控制系统

- 温度传感器：实时监测发酵罐内的温度，并将温度信号反馈给控制器.

- 恒温设备：根据温度传感器的反馈信号，通过加热或冷却的方式调节发酵罐内的温度，使其保持在设定的范围内，常见的恒温设备有热水循环系统、电加热管、冷却夹套、竖式蛇管或竖式列管换热装置等.

pH控制系统

- pH传感器：用于实时监测发酵罐内发酵液的酸碱度，并将pH值信号传输给控制器.

- 控制装置：根据pH传感器的反馈信号，自动调节加入发酵罐内的酸液或碱液的量，以维持发酵液的pH值在适宜微生物生长和代谢的范围内.

氧气供应系统

- 空气压缩机：为发酵罐提供无菌空气，满足微生物发酵过程中对氧气的需求.

- 空气过滤器：过滤空气中的杂质和微生物，防止其进入发酵罐内污染发酵液，常用的过滤介质有棉花、活性炭、玻璃纤维、有机合成纤维、有机和无机烧结材料以及微孔超滤膜等.

- 空气分布器：将无菌空气均匀地分布到发酵罐内的发酵液中，常见的有单孔管式和多孔管式空气分布器，一般安装在最下面一档搅拌器的下方，要注意防止气孔被发酵液中的菌体或固体颗粒堵塞.

废气处理系统

- 排气管路：用于排出发酵过程中产生的废气，如二氧化碳、水蒸气等.

- 废气处理设备：对排出的废气进行处理，以减少对环境的污染，常见的废气处理方法有吸附、燃烧、催化氧化等.

轴封装置

- 填料函式轴封：由填料箱体、填料底衬套、填料压盖和压紧螺栓等零件构成，结构简单，但存在死角多、难以彻-底灭菌、容易渗漏及染菌、轴的磨损情况较严重、填料压紧后摩擦功率消耗大、寿命短等缺点.

- 端面式轴封：又称机械轴封，密封作用是靠弹性元件的压力使垂直于轴线的动环和静环光滑表面紧密地相互贴合，并作相对转动而达到密封，具有密封性能好、使用寿命长、无泄漏等优点，但结构较为复杂，成本较高.

消泡装置

消泡器的作用是将发酵过程中产生的泡沫打破，防止泡沫溢出罐外，影响发酵过程的正常进行，常用的形式有锯齿式、梳状式及孔板式，孔板式的孔径约10~20毫米，消泡器的长度约为罐径的0.65倍.

取样和分析系统

为了研究微生物在发酵过程中的生长和产物生成情况，发酵罐通常配备了取样和分析系统，可定期取样，并通过各种分析方法，如高效液相色谱法、气相色谱法、生物传感器等，来检测和测量微生物代谢产物的含量和质量.

控制系统

包括现场控制系统以及PLC主控监视控制系统等，通过传感器实时监测和调节发酵罐内的温度、pH值、溶解氧、搅拌速度、罐压、空气流量等参数，以确保微生物在最佳条件下进行生长和代谢，同时还具备数据记录、曲线分析、参数设定、报警等功能.