生物發(fā)酵罐通常由以下部件組成：

罐體

- 材質(zhì)：一般采用不銹鋼材料，如304、316L等，具有良好的耐腐蝕性、密封性和可靠性，可保證發(fā)酵過程不受外界污染.

- 結(jié)構(gòu)：通常為立式圓筒形，上平蓋、下橢圓封頭，由筒體及封頭焊接或法蘭連接而成，罐頂裝有視鏡及燈鏡，方便觀察罐內(nèi)發(fā)酵狀態(tài)，罐身上有各種接管，如進(jìn)料管、補料管、排氣管、接種管、冷卻水進(jìn)出管、進(jìn)空氣管、取樣管、溫度計管和測控儀表接口等.

攪拌裝置

- 電動機：為攪拌提供動力，其輸入功率取決于攪拌槳形式和其他發(fā)酵罐部件.

- 傳動裝置：將電動機的動力傳遞給攪拌軸，常見的有三角皮帶傳動、圓柱或螺旋圓錐齒輪減速裝置等.

- 攪拌軸：連接攪拌槳和傳動裝置，帶動攪拌槳旋轉(zhuǎn).

- 攪拌槳：常見的有軸向式攪拌器（如槳葉式、螺旋槳式）和徑向式攪拌器（如平直葉、彎葉、箭葉的渦輪式攪拌器），其作用是使罐內(nèi)物料混合均勻，液體中的固形物保持懸浮狀態(tài)，有利于固體和營養(yǎng)物質(zhì)充分接觸，便于營養(yǎng)吸收，同時還能迅速分散氣泡，增加溶解氧.

- 擋板：一般安裝在罐體內(nèi)壁，寬度為發(fā)酵罐直徑的10%~12%，其作用是改變液流的方向，由徑向流改為軸向流，促使液體劇烈翻動，增加混合、傳熱和傳質(zhì)效率，提高溶解氧.

溫度控制系統(tǒng)

- 溫度傳感器：實時監(jiān)測發(fā)酵罐內(nèi)的溫度，并將溫度信號反饋給控制器.

- 恒溫設(shè)備：根據(jù)溫度傳感器的反饋信號，通過加熱或冷卻的方式調(diào)節(jié)發(fā)酵罐內(nèi)的溫度，使其保持在設(shè)定的范圍內(nèi)，常見的恒溫設(shè)備有熱水循環(huán)系統(tǒng)、電加熱管、冷卻夾套、豎式蛇管或豎式列管換熱裝置等.

pH控制系統(tǒng)

- pH傳感器：用于實時監(jiān)測發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵液的酸堿度，并將pH值信號傳輸給控制器.

- 控制裝置：根據(jù)pH傳感器的反饋信號，自動調(diào)節(jié)加入發(fā)酵罐內(nèi)的酸液或堿液的量，以維持發(fā)酵液的pH值在適宜微生物生長和代謝的范圍內(nèi).

氧氣供應(yīng)系統(tǒng)

- 空氣壓縮機：為發(fā)酵罐提供無菌空氣，滿足微生物發(fā)酵過程中對氧氣的需求.

- 空氣過濾器：過濾空氣中的雜質(zhì)和微生物，防止其進(jìn)入發(fā)酵罐內(nèi)污染發(fā)酵液，常用的過濾介質(zhì)有棉花、活性炭、玻璃纖維、有機合成纖維、有機和無機燒結(jié)材料以及微孔超濾膜等.

- 空氣分布器：將無菌空氣均勻地分布到發(fā)酵罐內(nèi)的發(fā)酵液中，常見的有單孔管式和多孔管式空氣分布器，一般安裝在最下面一檔攪拌器的下方，要注意防止氣孔被發(fā)酵液中的菌體或固體顆粒堵塞.

廢氣處理系統(tǒng)

- 排氣管路：用于排出發(fā)酵過程中產(chǎn)生的廢氣，如二氧化碳、水蒸氣等.

- 廢氣處理設(shè)備：對排出的廢氣進(jìn)行處理，以減少對環(huán)境的污染，常見的廢氣處理方法有吸附、燃燒、催化氧化等.

軸封裝置

- 填料函式軸封：由填料箱體、填料底襯套、填料壓蓋和壓緊螺栓等零件構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡單，但存在死角多、難以徹-底滅菌、容易滲漏及染菌、軸的磨損情況較嚴(yán)重、填料壓緊后摩擦功率消耗大、壽命短等缺點.

- 端面式軸封：又稱機械軸封，密封作用是靠彈性元件的壓力使垂直于軸線的動環(huán)和靜環(huán)光滑表面緊密地相互貼合，并作相對轉(zhuǎn)動而達(dá)到密封，具有密封性能好、使用壽命長、無泄漏等優(yōu)點，但結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本較高.

消泡裝置

消泡器的作用是將發(fā)酵過程中產(chǎn)生的泡沫打破，防止泡沫溢出罐外，影響發(fā)酵過程的正常進(jìn)行，常用的形式有鋸齒式、梳狀式及孔板式，孔板式的孔徑約10~20毫米，消泡器的長度約為罐徑的0.65倍.

取樣和分析系統(tǒng)

為了研究微生物在發(fā)酵過程中的生長和產(chǎn)物生成情況，發(fā)酵罐通常配備了取樣和分析系統(tǒng)，可定期取樣，并通過各種分析方法，如高效液相色譜法、氣相色譜法、生物傳感器等，來檢測和測量微生物代謝產(chǎn)物的含量和質(zhì)量.

控制系統(tǒng)

包括現(xiàn)場控制系統(tǒng)以及PLC主控監(jiān)視控制系統(tǒng)等，通過傳感器實時監(jiān)測和調(diào)節(jié)發(fā)酵罐內(nèi)的溫度、pH值、溶解氧、攪拌速度、罐壓、空氣流量等參數(shù)，以確保微生物在最佳條件下進(jìn)行生長和代謝，同時還具備數(shù)據(jù)記錄、曲線分析、參數(shù)設(shè)定、報警等功能.