不锈钢发酵罐是一种广泛应用于食品、饮料、生物制药、化工及环保等行业的核心反应设备，主要用于微生物（如酵母、细菌、霉菌）在受控条件下进行有氧或厌氧发酵过程。其主体采用优质304或316L不锈钢制造，具有优异的耐腐蚀性、耐高温性和良好的卫生性能，符合GMP、FDA等国际洁净生产标准。

　　不锈钢发酵罐根据容积可分为实验室小型罐（几升至几十升）、中试罐（数百升）和工业级大型罐（数千至数十万升）。现代发酵罐普遍配备PLC或DCS自动控制系统，可实时监测并调节温度、pH值、溶氧浓度（DO）、搅拌转速、压力等关键参数，并支持数据记录、远程监控和批次管理，大幅提升工艺稳定性和生产效率。

　　不锈钢发酵罐的组成部分介绍：

　　一、罐体结构

　　1、罐体主体

　　材质：采用SUS304或316L不锈钢，耐腐蚀性强，符合食品/药品级卫生标准。

　　形状：圆柱形罐体+椭圆形或碟形封头，减少死角，便于清洗和物料混合。

　　尺寸：容量从几升到数百立方米不等，根据工艺需求定制。

　　2、夹套/盘管

　　功能：通过导热油、蒸汽或冷却水循环，调节罐内温度。

　　类型：

　　全夹套：覆盖整个罐体，换热均匀，适用于大规模发酵。

　　半管夹套：节省材料，换热效率高，常用于中小型罐体。

　　竖式蛇管：内置于罐内，直接接触物料，换热速度快，但清洗难度较大。

　　3、保温层

　　材料：聚氨酯泡沫或岩棉，减少热量损失，降低能耗。

　　厚度：通常为50-100mm，根据环境温度和工艺要求调整。

　　二、搅拌系统

　　1、搅拌电机

　　类型：变频调速电机，支持无级变速（0-300 rpm），适应不同发酵阶段需求。

　　功率：根据罐体容积和物料粘度选择（如100L罐体常用0.75-1.5kW电机）。

　　2、搅拌轴

　　材质：316L不锈钢，耐腐蚀且机械强度高。

　　密封：采用机械密封或磁力密封，防止泄漏和杂菌污染。

　　3、搅拌桨

　　类型：

　　涡轮式桨叶：径向流，适用于高粘度物料或需强剪切力的发酵（如酵母培养）。

　　推进式桨叶：轴向流，促进上下层物料混合，适用于低粘度液体（如抗生素发酵）。

　　组合式桨叶：多层桨叶（如上层涡轮式+下层推进式），兼顾溶氧和混合效率。

　　数量：通常为2-4层，根据罐体高度和工艺需求调整。

　　4、挡板

　　功能：安装在罐体内壁，改变液流方向，将径向流转化为轴向流，增加溶解氧。

　　数量：通常为4块，对称分布。

　　三、通气系统

　　1、空气过滤器

　　类型：无菌级空气过滤器（如聚四氟乙烯膜过滤器），过滤精度0.01-0.2μm，确保进气无菌。

　　位置：安装在空气管道入口处。

　　2、气体分布器

　　类型：

　　微孔式分布器：通过烧结金属或陶瓷微孔释放气泡，增加气液接触面积。

　　环状分布器：环形管道上开孔，气泡均匀分布，适用于大规模发酵。

　　位置：安装在罐体底部，靠近搅拌桨。

　　3、流量计与调节阀

　　功能：监测和控制通气量（如0.1-1 VVM，即每分钟每升罐体通入0.1-1升空气）。

　　类型：质量流量计或转子流量计，配合电动调节阀实现精准控制。

　　四、温度控制系统

　　1、温度传感器

　　类型：PT100铂电阻或热电偶，实时监测罐内温度。

　　位置：安装在罐体中部，避开搅拌桨和加热/冷却元件。

　　2、加热/冷却元件

　　加热：电加热棒或蒸汽加热盘管，快速升温至灭菌温度（如121℃）。

　　冷却：夹套或盘管内循环冷却水，快速降温至发酵温度（如25-37℃）。

　　3、PID控制器

　　功能：根据温度传感器反馈，自动调节加热/冷却功率，将温度波动控制在±0.2℃以内。

　　五、参数检测与控制系统

　　1、pH传感器

　　类型：玻璃电极或离子选择性电极，实时监测发酵液pH值。

　　校准：支持两点校准（如pH 4.0和7.0），确保测量精度。

　　2、溶解氧（DO）传感器

　　类型：覆膜式荧光氧传感器或极谱式氧电极，监测发酵液中溶解氧浓度。

　　补偿：自动温度和压力补偿，提高测量准确性。

　　3、液位传感器

　　类型：电容式或超声波液位计，监测罐内物料高度，防止溢出。

　　3、压力传感器

　　功能：监测罐内压力，确保发酵过程在正压或负压下安全进行。

　　4、控制单元

　　类型：PLC或工业计算机，集成所有传感器信号，实现自动化控制。

　　界面：彩色触摸屏，支持参数设置、曲线显示和报警管理。

　　六、补料与消泡系统

　　1、补料系统

　　补料瓶：不锈钢或玻璃材质，储存酸、碱、营养物等补料。

　　蠕动泵：精准控制补料速率（如0.1-100 mL/min），支持多路补料。

　　管道：卫生级硅胶管，连接补料瓶和罐体，避免污染。

　　2、消泡系统

　　消泡电极：安装在罐体顶部，检测泡沫高度。

　　消泡剂泵：根据泡沫信号自动添加消泡剂（如硅油或植物油）。

　　机械消泡器：锯齿式或孔板式设计，通过物理方式破碎泡沫。

　　七、清洗与灭菌系统

　　1、CIP（原地清洗）系统

　　喷洗球：安装在罐体顶部，360°旋转喷射高温清洗液（如1%NaOH或0.1%HNO₃）。

　　管道：专用清洗管道，连接喷洗球和清洗液储罐。

　　2、SIP（在位灭菌）系统

　　蒸汽发生器：产生121℃饱和蒸汽，对罐体、管道和附件灭菌。

　　疏水阀：排除冷凝水，防止灭菌不彻d。

　　八、辅助部件

　　1、人孔与手孔

　　功能：便于设备检修、取样和清洗。

　　类型：快开式人孔（直径300-600mm）或手孔（直径100-200mm）。

　　2、取样阀

　　类型：卫生级隔膜阀或球阀，支持无菌取样。

　　位置：安装在罐体侧面或底部。

　　3、视镜

　　功能：观察罐内发酵状态（如泡沫、菌体生长情况）。

　　类型：圆形或方形视镜，带照明装置。

　　4、万向脚轮

　　功能：便于移动罐体（如落地式发酵罐）。

　　类型：带刹车功能的重型脚轮。