發(fā)酵罐是一種生化反應(yīng)設(shè)備 ，是發(fā)酵生產(chǎn)中必備的設(shè)備 ，發(fā)酵就是使微生物大量分泌抗菌素。發(fā)酵罐就是為菌種提供在適宜的溫度 ，適當(dāng)?shù)耐鈹嚢钘l件下 ，在液體培養(yǎng)基中大量繁殖及分泌抗菌素的設(shè)備。發(fā)酵罐被廣泛應(yīng)用于抗生素、氨基酸、檸檬酸等各個領(lǐng)域。發(fā)酵罐的型式有標(biāo)準(zhǔn)式、無機(jī)械攪拌式和自吸式3種 ，由于發(fā)酵的產(chǎn)品不同 ，菌種不同 ，所以發(fā)酵的工藝要求也不同。因此 ，發(fā)酵罐工藝設(shè)計也不同。
從防止發(fā)酵罐污染的角度考慮 ，整個發(fā)酵罐罐體應(yīng)保證無滲漏、積料、死角?，F(xiàn)代的生物制品發(fā)酵罐罐體大都采用316L不銹鋼制成 ，采用電拋光或化學(xué)拋光 ，有的發(fā)酵罐內(nèi)外都作了鏡面拋光 ，同制品接觸而的光潔度小于0.3μ。高光潔度使得罐體更容易清潔 ，減低了污染幾率。罐體小于10L的實驗規(guī)模發(fā)酵罐一般用硬質(zhì)化學(xué)玻璃制作 ，以適臺觀察。
為了獲得較好的攪拌混合和溶解氧(DO)的效果 ，用于培養(yǎng)細(xì)胞的罐體其高徑比(H/D ，H為罐高 ，D為罐直徑)一般在2～3。在培養(yǎng)細(xì)菌時 ，由于細(xì)菌最終生長密度很大 ，為防止產(chǎn)生沉淀提高溶氧量 ，通常采用高轉(zhuǎn)速 ，高徑比2.5～3 ，罐體瘦長 ，由于攪拌速度較高 ，為防止形成漩渦 ，在罐體壁上常裝有檔板(buffer)。在培養(yǎng)動物細(xì)胞時 ，由于細(xì)胞對攪拌的剪切力敏感 ，攪拌速度一般較低 ，因此其高徑比一般采用1～1.5 ，以便增大氣液接觸面。
由于無菌培養(yǎng)的要求 ，50L以上的發(fā)酵罐一般都配有在位滅菌系統(tǒng)(SIP) ，所以發(fā)酵罐的罐體還需符合壓力容器的有關(guān)規(guī)定 ，如壁厚、材料、連接件、安全裝置等 ，發(fā)酵罐所使用的壓力表因需同制品接觸必須采用衛(wèi)生型隔膜式接頭。
在純蒸汽滅菌操作過程中 ，人員離罐體很近 ，必須具備可靠的安全裝置 ，一些發(fā)酵罐采用爆破片作為過壓；ぷ爸 ，安全可靠但價格高 ，一但過壓爆破只有更新。另一些發(fā)酵罐采用可復(fù)位的安全釋放閥 ，可重復(fù)使用但易污染系統(tǒng)。生產(chǎn)型的發(fā)酵罐系統(tǒng)應(yīng)考慮是否符臺生物制品工業(yè)大規(guī)模安全規(guī)范。
發(fā)酵罐攪拌系統(tǒng)
發(fā)酵罐的攪拌系統(tǒng)多種多樣 ，是各生產(chǎn)商努力研究的重點。首要作用是發(fā)酵液通過攪拌流動 ，增加氣液交換的機(jī)會以提高溶氧值 ，其次使發(fā)酵液充分混和 ，并使液體中的固形物料保持均勻的懸浮狀態(tài) ，有利于營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和代謝物的分散。
各類發(fā)酵罐的攪拌側(cè)重不同 ，攪拌器可以使被攪拌的液體產(chǎn)生軸向流動和徑向流動 ，不同的葉槳所產(chǎn)生的液體流向差別很大。在培養(yǎng)微生物的發(fā)酵罐內(nèi)多采用圓盤渦輪攪拌器 ，它有平葉式、彎葉式和箭葉式三種 ，葉片數(shù)量一般為六個 ，少至三個 ，多至八個。
當(dāng)采用底部進(jìn)氣時 ，攪拌器打碎空氣氣泡 ，使大氣泡分散成較小的氣泡 ，增加氣一液接觸界面 ，以提高氧的傳質(zhì)速率。就粉碎氣泡的能力作比較 ，平葉攪拌器大于彎葉攪拌器 ，彎葉攪拌器大于箭葉攪拌器 ，但其翻動流體的能力則與上述情況相反。為了使發(fā)酵液充分地被攪動 ，根據(jù)發(fā)酵罐的容積 ，在同一攪拌軸上常配置多個攪拌葉槳 ，三層攪拌槳是常用的方法。
在培養(yǎng)細(xì)胞時 ，一般傾向于采用較大的傾斜槳葉攪拌器或船舶推進(jìn)槳式攪拌器 ，特別在采用微載體培養(yǎng)時更是如此 ，它可在較低的攪拌轉(zhuǎn)速下使載體懸浮。此類葉槳多采用三葉、45°傾角 ，它具有較好的使溶液上下翻動的能力。
近年的各類先進(jìn)發(fā)酵罐都安裝了磁偶臺直流電機(jī) ，采用磁偶臺使得罐體內(nèi)外沒有了直接的軸連接 ，進(jìn)一步減小了污染幾率。采用直流電機(jī) ，可以實現(xiàn)無級變速 ，這對于動物細(xì)胞的培養(yǎng)尤其重要 ，慢速的起停減小了對細(xì)胞的傷害。
對于一些較大的發(fā)酵罐系統(tǒng) ，由于功率需要 ，多采用變頻交流電機(jī)控制轉(zhuǎn)速。細(xì)菌培養(yǎng)罐轉(zhuǎn)速大多為50-1000rpm ，細(xì)胞培養(yǎng)罐多為10-300rpm。大多數(shù)的發(fā)酵罐攪拌電機(jī)都安裝在罐體軸線上 ，位于頂部的居多 ，但由于攪拌電機(jī)和頂蓋的重量加大 ，必需增加一套頂蓋提升系統(tǒng) ，攪拌軸一般從罐頂伸人罐內(nèi) ，但對容積很大的大型發(fā)酵罐 ，也可采用下伸軸(即攪拌電機(jī)安裝于罐底) ，下伸軸式裝置可使發(fā)酵罐重心降低 ，軸的長度縮短 ，穩(wěn)定性提高。發(fā)酵罐操作面的傳動嗓音也可大為降低。而且罐頂空間可充分用來安裝其它部件。
一些中小型的發(fā)酵罐為了省去罐體頂蓋提升系統(tǒng)也采用了下伸軸 ，但是下伸軸的使用 ，對軸封的要求更為嚴(yán)格 ，不易清潔 ，檢修也增加了一些難度。有的發(fā)酵罐采用了偏心安裝轉(zhuǎn)軸(即葉輪不在罐體軸線上)的方式 ，可以有效地避免產(chǎn)生漩渦和底部沉積 ，但其缺點同前 ，而且不利于溶液的上下翻滾。
此外還有一類特殊的攪拌方式 ，它采用上下震動的方式來混臺溶液 ，多用于細(xì)菌培養(yǎng)發(fā)酵罐。
