隨著生物發(fā)酵領(lǐng)域市場(chǎng)規(guī)劃的不斷擴(kuò)大，微生物發(fā)酵產(chǎn)品的市場(chǎng)潛力也被不斷開發(fā)，傳統(tǒng)的發(fā)酵方法和規(guī)劃現(xiàn)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了消費(fèi)需求。針對(duì)現(xiàn)在制藥機(jī)械自動(dòng)化、生物發(fā)酵罐、一體化的趨勢(shì)和安全、衛(wèi)生的標(biāo)準(zhǔn)，
常見的生物發(fā)酵罐分為固體發(fā)酵罐和液體發(fā)酵罐。發(fā)酵罐依據(jù)容積和用途不同，分為種子罐(菌種發(fā)酵罐)和發(fā)酵罐。發(fā)酵罐依據(jù)需氧類型的不同又分為通風(fēng)式發(fā)酵罐和厭氧發(fā)酵罐。
生物發(fā)酵罐的罐體尺度從50L-5000L全系列，并可依據(jù)用戶需求規(guī)劃制造。
通風(fēng)發(fā)酵的拌和設(shè)備包括電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)設(shè)備、拌和軸、軸密封設(shè)備和拌和槳。機(jī)械拌和的意圖是迅速渙散氣泡和混合參加物料。一個(gè)拌和槳要一起達(dá)到這兩個(gè)意圖，有時(shí)是矛盾的。例如，達(dá)到混合功用需求大直徑的拌和器和采用低轉(zhuǎn)速工作，而提高渙散氣泡作用則需求多葉片、小直徑和大的轉(zhuǎn)速。電動(dòng)機(jī)輸入功率決定于拌和槳方法和其他發(fā)酵罐部件。發(fā)酵罐內(nèi)常裝置4塊擋板以增加混合、傳熱和傳質(zhì)功率。擋板之寬度為發(fā)酵罐直徑的10%～12%，擋板越寬則混合作用越好。在好氣深層發(fā)酵罐中，來自無(wú)菌空氣體系的壓縮空氣經(jīng)過空氣散布器射入發(fā)酵罐內(nèi)，散布器有單孔管式和多孔管式。裝置方法各異，一般裝置在下面一檔拌和器的下方，但都要注意避免氣孔被發(fā)酵液中的菌體或固體顆粒堵塞。有的空氣散布器帶有放水結(jié)構(gòu)，使放罐后沒有發(fā)酵液殘留在管子里。通氣速度以滿意微生物發(fā)酵的需求為準(zhǔn)，在使溶氧在臨界氧深度之上。它決定于體系的規(guī)劃和操作。空氣流速的上限速度是空氣能有效地被拌和槳渙散，這和拌和槳方法和轉(zhuǎn)速有關(guān)。
微生物在繁衍和耗氧發(fā)酵過程中都需要氧氣，通常以空氣作為氧源。空氣中含有林林總總的微生物，這些微生物跟著空氣進(jìn)入培養(yǎng)液，在適宜的條件下，它們會(huì)許多繁衍，耗費(fèi)許多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，以及發(fā)生各種代謝產(chǎn)品，攪擾乃至損壞預(yù)訂發(fā)酵的正常進(jìn)行，使發(fā)酵產(chǎn)品的效價(jià)降低，產(chǎn)值下降，乃至造成發(fā)酵*失敗等嚴(yán)重事故。因此，空氣的除菌就成為耗氧發(fā)酵工程上的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。除菌的方法許多，如過濾除菌、熱滅菌、靜電除菌，輻射滅菌等，但各種方法的除菌作用、設(shè)備條件、經(jīng)濟(jì)條件各不相同。所需的除菌程度根據(jù)發(fā)酵工藝要求而定，既要到達(dá)除菌作用，又要盡量簡(jiǎn)化除菌流程，以削減設(shè)備投資和正常運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力耗費(fèi)。
過濾除菌是目前發(fā)酵工業(yè)中經(jīng)濟(jì)實(shí)用的空氣除菌方法，它是選用定時(shí)滅菌的介質(zhì)來阻截流過的空氣所含的微生物，而取得無(wú)菌空氣，常用的過濾介質(zhì)有棉花、活性炭或玻璃纖維、有機(jī)合成纖維、有機(jī)和無(wú)機(jī)燒結(jié)材料等等。由于被過濾的氣溶膠中微生物的粒子很小，一般只有0.5~2μm，而過濾介質(zhì)的材料一般孔徑都大于微粒直徑的幾倍到幾十倍，因此，過濾機(jī)理比較復(fù)雜。一起，由于空氣在緊縮過程中帶入的油霧和水蒸汽冷凝的水霧影響，使過濾的要素改變更多。當(dāng)過濾介質(zhì)孔隙小于或被過濾的微粒直徑時(shí)，一般稱為肯定過濾。跟著工業(yè)的開展，過濾介質(zhì)逐步由天然材料棉花過濾到玻璃纖維、細(xì)玻璃纖維和其他澆結(jié)材料的過濾介質(zhì)及微孔超濾膜的肯定過濾。目前，在許多發(fā)酵工廠運(yùn)用膜原料進(jìn)行空氣除菌，取得了較好的效果。
