一、生物發(fā)酵罐的工作原理

生物發(fā)酵罐是利用空氣噴嘴噴出高速的空氣，空氣以氣泡式分散于液體中，在通氣的一側(cè)，液體平均密度下降，在不通氣的一側(cè)，液體密度較大，因而產(chǎn)生與通氣側(cè)的液體產(chǎn)生密度差，從而形成發(fā)酵罐內(nèi)液體的環(huán)流。

二、生物發(fā)酵罐的種類和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

生物發(fā)酵罐有多種，如機(jī)械攪拌發(fā)酵罐、鼓泡式發(fā)酵罐、液體循環(huán)式發(fā)酵罐等。

1、機(jī)械攪拌發(fā)酵罐

可分為通風(fēng)發(fā)酵罐、自吸發(fā)酵罐等。機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐是發(fā)酵裝置中常用的一種。機(jī)械攪拌通風(fēng)發(fā)酵罐是一種密封的壓力設(shè)備，其主要部件包括罐體、軸封、消泡器、攪拌器、聯(lián)軸器、中間軸承、擋板、送風(fēng)管、換熱器和井筒、管道等。

（1）通風(fēng)發(fā)酵罐：通風(fēng)發(fā)酵罐被稱為通用發(fā)酵罐，是一種工業(yè)上常用的微生物反應(yīng)器。其優(yōu)點(diǎn)是發(fā)酵液酸堿值和溫度易于控制，適合連續(xù)培養(yǎng)。缺點(diǎn)是：在絲狀細(xì)菌培養(yǎng)過程中，細(xì)胞容易受到破壞。

（2）自吸式發(fā)酵機(jī)不需要空氣壓縮機(jī)供給壓縮空氣，自吸式發(fā)酵機(jī)利用攪拌器產(chǎn)生的負(fù)壓吸入空氣，其優(yōu)點(diǎn)是攪拌和送風(fēng)均由機(jī)械攪拌器完成，缺點(diǎn)是吸力范圍不高，無菌要求高的發(fā)酵不適合，因?yàn)閿嚢钑r(shí)空氣進(jìn)入發(fā)酵器，不適合厭氧菌的發(fā)酵。

2、鼓泡發(fā)酵罐

借助鼓泡空氣提供混合和傳質(zhì)所需的動(dòng)力。鼓泡發(fā)酵罐具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，減少了絲狀細(xì)菌培養(yǎng)的危害。鼓泡發(fā)酵罐一般適用于低粘度、低固含量、低耗氧量的發(fā)酵過程。

3、液體循環(huán)發(fā)酵罐

液體循環(huán)發(fā)酵罐有兩種：氣舉式發(fā)酵罐和噴嘴環(huán)形發(fā)酵罐。

（1）氣升式發(fā)酵罐：氣舉發(fā)酵罐與鼓泡發(fā)酵類似，無機(jī)械攪拌，但在槽外設(shè)有外循環(huán)管。氣舉發(fā)酵罐具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。氣舉發(fā)酵罐一般適用于低粘度、低固含量的培養(yǎng)基。

（2）噴嘴環(huán)流式發(fā)酵罐：噴嘴環(huán)形發(fā)酵罐采用機(jī)械泵排出壓縮空氣，在噴嘴處形成剪切力場(chǎng)，將注入的空氣分散到液相中的小氣泡中。與氣舉式發(fā)酵罐相比，噴嘴環(huán)形發(fā)酵罐更適合于更寬的范圍。