摩擦功率耗损小； 轴或轴套不受磨损； 它对轴的精度和光洁度没有填料密封要求那么严格，对轴的震动敏感性 小。 端面式轴封的缺点： 结构比填料密封复杂，装拆不便； 对动环及静环的表面光洁度及平直度要求高。 （9）发酵罐的换热装置 ①夹套式换热装置 这种装置多应用于容积较小的发酵罐、种子罐；夹套的高度比静止液面高度 稍高即可，无须进行冷却面积的设计。这种装置的优点是：结构简单；加工容易， 罐内无冷却设备，死角少，容易进行清洁灭菌工作，有利于发酵。其缺点 是： 传热壁较厚，冷却水流速低，发酵时降温效果差， ②竖式蛇管换热装置 这种装置是竖式的蛇管分组安装于发酵罐内，有四组、六组或八组不等，根 据管的直径大小而定，容积 5 米 3 以上的发酵罐多用这种换热装置。这种装置 的优点是：冷却水在管内的流速大；传热系数高。这种冷却装置适用于冷却用水 温度较低的地区，水的用量较少。但是气温高的地区，冷却用水温度较高，则发 酵时降温困难，发酵温度经常超过 40¢ªC， 影响发酵产率，因此应采用冷冻盐 水或冷冻水冷却，这样就增加了设备投资及生产成本。此外，弯曲位置比较容易 蚀穿。 ③竖式列管(排管)换热装置 这种装置是以列管形式分组对称装于发酵罐内。其优点是：加工方便，适用 于气温较高，水源充足的地区。这种装置的缺点是：传热系数较蛇管低，用水量 较大。 二、气升式发酵罐 机械搅拌通风发酵罐其通风原理是罐内通风，靠机械搅拌作用使气泡分割细 碎，与培养基充分混合，密切接触，以提高氧的吸收系数；设备构造比较复杂， 动能消耗较太。采用气升式发酵罐可以克服上述的缺点。 1，气升式发酵罐的特点 （1）结构简单，冷却面积小； （2）无搅拌传动设备，节省动力约 50%，节省钢材； （3）操作时无噪音； （4）料液装料系数达 80~90％，而不须加消泡剂；
摩擦功率耗损小； 轴或轴套不受磨损； 它对轴的精度和光洁度没有填料密封要求那么严格，对轴的震动敏感性 小。 端面式轴封的缺点： 结构比填料密封复杂，装拆不便； 对动环及静环的表面光洁度及平直度要求高。 （9）发酵罐的换热装置 ①夹套式换热装置 这种装置多应用于容积较小的发酵罐、种子罐；夹套的高度比静止液面高度 稍高即可，无须进行冷却面积的设计。这种装置的优点是：结构简单；加工容易， 罐内无冷却设备，死角少，容易进行清洁灭菌工作，有利于发酵。其缺点 是： 传热壁较厚，冷却水流速低，发酵时降温效果差， ②竖式蛇管换热装置 这种装置是竖式的蛇管分组安装于发酵罐内，有四组、六组或八组不等，根 据管的直径大小而定，容积 5 米 3 以上的发酵罐多用这种换热装置。这种装置 的优点是：冷却水在管内的流速大；传热系数高。这种冷却装置适用于冷却用水 温度较低的地区，水的用量较少。但是气温高的地区，冷却用水温度较高，则发 酵时降温困难，发酵温度经常超过 40¢ªC， 影响发酵产率，因此应采用冷冻盐 水或冷冻水冷却，这样就增加了设备投资及生产成本。此外，弯曲位置比较容易 蚀穿。 ③竖式列管(排管)换热装置 这种装置是以列管形式分组对称装于发酵罐内。其优点是：加工方便，适用 于气温较高，水源充足的地区。这种装置的缺点是：传热系数较蛇管低，用水量 较大。 二、气升式发酵罐 机械搅拌通风发酵罐其通风原理是罐内通风，靠机械搅拌作用使气泡分割细 碎，与培养基充分混合，密切接触，以提高氧的吸收系数；设备构造比较复杂， 动能消耗较太。采用气升式发酵罐可以克服上述的缺点。 1，气升式发酵罐的特点 （1）结构简单，冷却面积小； （2）无搅拌传动设备，节省动力约 50%，节省钢材； （3）操作时无噪音； （4）料液装料系数达 80~90％，而不须加消泡剂；
（5）维修、操作及清洗简便，减少杂菌感染。 但气升式发酵罐还不能代替好气量较小的发酵罐，对于粘度较大的发酵液溶 氧系数较低。 2，气升式发酵罐的结构及原理 分为内循环和外循环两种。其主要结构包括：罐体、上升管、空气喷嘴。其 结构如下图所示。 图 10-6 气升式发酵罐的结构示意图 3，气升式发酵罐的性能指标 气升式发酵罐是否符合工艺要求及经济指标，应从下面几方面进行考虑。 （1）循环周期时间必须符合菌种发酵的需要。 （2）选用适当直径的喷嘴。具有适当直径的喷嘴才能保证气泡分割细碎， 与发酵液均匀接触，增加溶氧系数。 三、自吸式发酵罐 自吸式发酵罐是一种不需要空气压缩机，而在搅拌过程中自动吸入空气的发 酵罐。这种设备的耗电量小，能保证发酵所需的空气，并能使气液分离细小，均 匀地接触，吸入空气中 70~80%的氧被利用。采用了不同型式、容积的自吸式发 酵罐生产葡萄糖酸钙、力复雷素、维生素 C、酵母、蛋白酶等，都取得了良好的 成绩。 1，自吸式发酵罐的结构 自吸式发酵罐的主体结构包括：（1）罐体；（2）自吸搅拌器及导轮；（3）轴 封；（4）换热装置；（5）消泡器
（5）维修、操作及清洗简便，减少杂菌感染。 但气升式发酵罐还不能代替好气量较小的发酵罐，对于粘度较大的发酵液溶 氧系数较低。 2，气升式发酵罐的结构及原理 分为内循环和外循环两种。其主要结构包括：罐体、上升管、空气喷嘴。其 结构如下图所示。 图 10-6 气升式发酵罐的结构示意图 3，气升式发酵罐的性能指标 气升式发酵罐是否符合工艺要求及经济指标，应从下面几方面进行考虑。 （1）循环周期时间必须符合菌种发酵的需要。 （2）选用适当直径的喷嘴。具有适当直径的喷嘴才能保证气泡分割细碎， 与发酵液均匀接触，增加溶氧系数。 三、自吸式发酵罐 自吸式发酵罐是一种不需要空气压缩机，而在搅拌过程中自动吸入空气的发 酵罐。这种设备的耗电量小，能保证发酵所需的空气，并能使气液分离细小，均 匀地接触，吸入空气中 70~80%的氧被利用。采用了不同型式、容积的自吸式发 酵罐生产葡萄糖酸钙、力复雷素、维生素 C、酵母、蛋白酶等，都取得了良好的 成绩。 1，自吸式发酵罐的结构 自吸式发酵罐的主体结构包括：（1）罐体；（2）自吸搅拌器及导轮；（3）轴 封；（4）换热装置；（5）消泡器
图 10-7 自吸式发酵罐的结构示意图 2，自吸式发酵罐的充气原理 自吸式发酵罐的主要的构件是自吸搅拌器及导轮，简称为转子及定子。转子 由箱底向上升入的主轴带动，当转子转动时空气则由导气管吸入。转子的形式有 九叶轮、六叶轮、三叶轮、十字形叶轮等，叶轮均为空心形。 图 10-8 自吸式发酵罐的导轮的结构示意图及充气原理
图 10-7 自吸式发酵罐的结构示意图 2，自吸式发酵罐的充气原理 自吸式发酵罐的主要的构件是自吸搅拌器及导轮，简称为转子及定子。转子 由箱底向上升入的主轴带动，当转子转动时空气则由导气管吸入。转子的形式有 九叶轮、六叶轮、三叶轮、十字形叶轮等，叶轮均为空心形。 图 10-8 自吸式发酵罐的导轮的结构示意图及充气原理
3，自吸式发酵罐的类型 根据通气的型式不同，自吸式发酵罐可分为三个类型： （1）回转翼片式自吸式发酵罐； （2）具有转子及定子的自吸式发酵罐； （3）喷射式自吸式发酵罐。 前两者自吸式发酵罐结构简单，制作容易，比较广泛采用。其传动装置有装 在罐底及罐顶两种，如装在罐底，则端面密封装置的加工和安装要求特别精密， 否则容易漏液染菌。第三种喷射式自吸式发酵罐，电耗少，但是泵的构造复杂。 4，自吸式发酵罐的优点： （1）节约空气净化系统中的空气压缩机、冷却器、油水分离器、空气贮聪、 总过滤器等设备，减少厂房占地面积。 （2）减少工厂发酵设备投资约 30％左右，例如应用自吸式发酵罐生产酵母， 容积酵母的产量可高达 30~50 克。 （3）设备便于自动化、连续化，降低劳动强度，减少劳动力。 （4）酵母发酵周期短，发酵液中酵母浓度高，分离酵母后的废液量少。 （5）设备结构简单，溶氧效果高，操作方便。 四、伍式发酵罐 1，结构 伍式发酵罐的主要部件是套筒、搅拌器。 图 10-9 伍式发酵罐的结构示意图 2，通气原理 搅拌时液体沿着套筒外向上升至液面，然后由套筒内返回罐底，搅拌器是用 六根弯曲的空气管子焊于圆盘上，兼作空气分配器。空气由空心轴导入经过搅拌
3，自吸式发酵罐的类型 根据通气的型式不同，自吸式发酵罐可分为三个类型： （1）回转翼片式自吸式发酵罐； （2）具有转子及定子的自吸式发酵罐； （3）喷射式自吸式发酵罐。 前两者自吸式发酵罐结构简单，制作容易，比较广泛采用。其传动装置有装 在罐底及罐顶两种，如装在罐底，则端面密封装置的加工和安装要求特别精密， 否则容易漏液染菌。第三种喷射式自吸式发酵罐，电耗少，但是泵的构造复杂。 4，自吸式发酵罐的优点： （1）节约空气净化系统中的空气压缩机、冷却器、油水分离器、空气贮聪、 总过滤器等设备，减少厂房占地面积。 （2）减少工厂发酵设备投资约 30％左右，例如应用自吸式发酵罐生产酵母， 容积酵母的产量可高达 30~50 克。 （3）设备便于自动化、连续化，降低劳动强度，减少劳动力。 （4）酵母发酵周期短，发酵液中酵母浓度高，分离酵母后的废液量少。 （5）设备结构简单，溶氧效果高，操作方便。 四、伍式发酵罐 1，结构 伍式发酵罐的主要部件是套筒、搅拌器。 图 10-9 伍式发酵罐的结构示意图 2，通气原理 搅拌时液体沿着套筒外向上升至液面，然后由套筒内返回罐底，搅拌器是用 六根弯曲的空气管子焊于圆盘上，兼作空气分配器。空气由空心轴导入经过搅拌
器的空心管吹出，与被搅拌器甩出的液体相混合，发酵液在套筒外侧上升，由套 筒内部下降，形成循环。设备的缺点是结构复杂，清洗套筒较困难，消耗功率较 高。 五、文氏管发酵罐 其原理是用泵将发酵液压入文氏管中，由于文氏管的收缩段中液体的流速增 加，形成真空将空气吸入，并使气泡分散与液体混合，增加发酵液中的溶解氧。 这种设备的优点是：吸氧的效率高，气、液、 固三相均匀混合，设备简单，无 须空气压缩机及搅拌器，动力消耗省。 这种设备的缺点是气体吸入量与液体循环量之比较低，对于好氧量较大的微 生物发酵不适宜。 图 10-10 文氏管发酵罐的结构示意图 第二节 通气与搅拌 一、搅拌器的型式及流型 1，型式 发酵罐中的机械搅拌器大致可分为轴向和径向推进两种型式。前者如螺旋桨 式，后者如涡轮式。 （1） 螺旋桨式搅拌器
器的空心管吹出，与被搅拌器甩出的液体相混合，发酵液在套筒外侧上升，由套 筒内部下降，形成循环。设备的缺点是结构复杂，清洗套筒较困难，消耗功率较 高。 五、文氏管发酵罐 其原理是用泵将发酵液压入文氏管中，由于文氏管的收缩段中液体的流速增 加，形成真空将空气吸入，并使气泡分散与液体混合，增加发酵液中的溶解氧。 这种设备的优点是：吸氧的效率高，气、液、 固三相均匀混合，设备简单，无 须空气压缩机及搅拌器，动力消耗省。 这种设备的缺点是气体吸入量与液体循环量之比较低，对于好氧量较大的微 生物发酵不适宜。 图 10-10 文氏管发酵罐的结构示意图 第二节 通气与搅拌 一、搅拌器的型式及流型 1，型式 发酵罐中的机械搅拌器大致可分为轴向和径向推进两种型式。前者如螺旋桨 式，后者如涡轮式。 （1） 螺旋桨式搅拌器