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機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐在整個(gè)制藥行業(yè)、食品行業(yè)起著特別重要的作用。在眾多類(lèi)型的發(fā)酵設(shè)備中，具有通氣而又帶機(jī)械攪拌的發(fā)酵罐。

機(jī)械攪拌通氣發(fā)酵罐的技術(shù)關(guān)鍵在于攪拌技術(shù)復(fù)雜的氣液兩相流動(dòng)問(wèn)題上。機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐不僅能為制藥企業(yè)節(jié)省可觀的投資，還可大大節(jié)省能耗等運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)提高產(chǎn)品產(chǎn)量與收率。

在許多過(guò)程中，氣液接觸是十分重要的，氣體需要與液體進(jìn)行充分且有效的接觸以提供足夠的質(zhì)量傳遞或熱量傳遞能力。比如有的氯化和磺化反應(yīng)是快反應(yīng)，這需要攪拌器能提供很高的傳質(zhì)強(qiáng)度；有的反應(yīng)需要吸收難以溶解的氧氣，這又需要攪拌器能提供很高的分散能力。

早期研究認(rèn)為，氣液分散是氣體直接被攪拌器剪切成細(xì)小的氣泡而形成的。但近年的研究表明，氣液分散是受氣穴控制的。當(dāng)氣速過(guò)大或攪拌轉(zhuǎn)速過(guò)低時(shí)，整個(gè)攪拌器被氣穴包裹，氣體穿過(guò)攪拌器直接上升到液面，發(fā)生氣泛。

氣液接觸過(guò)程的主要有有以下幾種：氣相和液相需要的停留時(shí)間分布、允許壓力降、相對(duì)質(zhì)量流率、是否逆流接觸、局部混合能力、是否需要補(bǔ)充或移出熱量、腐蝕條件、泡沫行為與相分離、反應(yīng)時(shí)需要的流型、反應(yīng)與傳質(zhì)的關(guān)系、層流和過(guò)渡區(qū)的流變行為等。

這些因素又大都與攪拌器關(guān)系密切。

攪拌槽內(nèi)的氣體分散大致有以下幾個(gè)狀態(tài)：氣泛狀態(tài)（大部分氣體未分散，氣泡沿?cái)嚢栎S直接上升到液面），載氣狀態(tài)（氣體基本得到分散，分布器以下分布不良），分散狀態(tài)。

機(jī)械攪拌式其基本結(jié)構(gòu)是在高徑比為2～4的罐體的頂或底部安上向罐內(nèi)延伸的攪拌軸，軸上裝上2～4個(gè)攪拌槳(常用的攪拌槳是帶有圓盤(pán)和6個(gè)矩形與扭成法向分布葉片的稱為Rushton渦輪的槳，槳葉外徑約為罐徑的1/3)。罐底裝有無(wú)菌空氣的分布器(也有用單孔管的)。

由于機(jī)械攪拌的作用可使進(jìn)入罐內(nèi)的空氣很好地獲得破碎和分布，以增加罐內(nèi)氣液接觸面積而有利于氧的傳遞和發(fā)酵液的混合。這種發(fā)酵罐因使用較為廣泛，故也被稱為標(biāo)準(zhǔn)式發(fā)酵罐。

該發(fā)酵罐主要由罐身、攪拌器、軸封、消泡器中間軸承，空氣噴射器、擋板、冷卻裝置、人孔。

1、罐體由圓柱體及橢圓形或碟形封頭焊接成，材料為碳鋼或不銹鋼。為滿足工藝要求，罐需承受一定壓力，通常殺菌壓力0.25MPa(大氣壓)

2、攪拌器和擋板渦輪式攪拌器的葉片有平葉式、彎葉式、箭葉式三種，其主要是打碎氣泡，加速和提高溶氧。平葉式功率消耗較大，彎葉式較小，箭葉式又次之。

擋板的作用是防止液面產(chǎn)生旋渦，促使液體激烈翻動(dòng)，提高溶氧。擋板寬度約為（0.1-0.12）D。裝設(shè)6-4塊擋板，可滿足全擋板條件。全擋板條件是指在一定轉(zhuǎn)速下，再增加罐內(nèi)附件，軸功率仍保持不變。

發(fā)酵罐設(shè)備主要可分為：氣升式發(fā)酵罐、自吸式發(fā)酵罐、菌種培養(yǎng)罐、食用菌發(fā)酵罐以及啤酒發(fā)酵罐。