机械搅拌发酵罐是发酵工厂中常用的设备之一，其基本结构和功能如下：

一、基本结构

1、罐体：罐体是机械搅拌发酵罐的主体部分，通常由圆柱体及椭圆形或碟形封头焊接而成，材料一般为碳钢或不锈钢。罐体需要耐受一定的温度和压力，以满足工业生产的需要。罐体上设有各种管道接口，如通风、蒸汽、排气、取样、接种、消泡剂或材料管道接口等，以及人孔或手孔、视镜和灯孔等，以便于操作和观察。

2、搅拌器和挡板：搅拌器是机械搅拌发酵罐的关键部件，其作用是通过旋转打碎气泡，加速和提高溶氧，同时加速养分和热量的传递。挡板则用于防止液面中央形成旋涡，增强湍流和溶氧传质，还可以使接近罐壁的液体的剪切速度增加，有利于物料混合均匀。

3、消泡装置：发酵液中因含有蛋白质等发泡物质，在发酵过程中易产生泡沫。泡沫过多会导致发酵液随排气而外溢，增加染菌机会。因此，机械搅拌发酵罐通常配备有消泡装置，用于消除泡沫。

4、轴封：轴封用于密封罐顶或罐底与轴之间的缝隙，防止泄露和污染杂菌。轴封的设计需要考虑到耐磨、耐高温和耐腐蚀等因素，以确保其长期稳定运行。

5、空气分布装置：空气分布装置用于向发酵罐内吹入无菌空气，并使空气均匀分布。这有助于提供微生物生长繁殖所需的溶解氧，促进发酵过程的进行。

6、传动装置和变速装置：传动装置用于传递动力，驱动搅拌器旋转。变速装置则用于改变搅拌器的转速，从而控制氧的溶解度和动力消耗。

7、换热装置：换热装置用于冷却蒸汽灭菌后的培养基和发酵过程中产生的热量，保持发酵过程的恒温条件。

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二、功能

1、提供发酵场所：罐体为微生物提供了一个受压、密闭的发酵场所，保证了发酵过程的顺利进行。

2、促进气液混合和传质：搅拌器和挡板共同作用，打碎气泡并加速气液混合，提高了溶氧速率和养分、热量的传递效率。

3、消除泡沫：消泡装置有效消除了发酵过程中产生的泡沫，避免了泡沫对发酵过程的不利影响。

4、防止泄露和污染：轴封有效密封了罐体与轴之间的缝隙，防止了泄露和污染杂菌的进入。

5、提供溶解氧：空气分布装置向发酵罐内吹入无菌空气，为微生物提供了必要的溶解氧。

6、控制发酵条件：通过变速装置调节搅拌器的转速和换热装置控制温度，可以精确控制发酵过程的条件，优化发酵效果。