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能型生物发酵罐罐体机械组成结构：
（1）罐体
发酵罐的罐体由筒体及椭圆形或碟形封头焊接而成，小型发酵罐封头和筒体采用法兰连接。罐顶装有视镜及灯镜，方便观察罐内发酵状态。在发酵罐的罐顶上的接管有：进料管、补料管、排气管、接种管和压力表接管。在罐身上的接管有冷却水进出管、进空气管、取样管、温度计管和测控仪表接口。
（2）罐体的尺寸比例
罐体各部分的尺寸有一定的比例，发酵罐一般由于发酵的特殊需要一般为细长型，高度与直径之比一般为1.7~2.5左右。
（3）搅拌器
发酵罐通常装有两组搅拌器，两组搅拌器的间距S约为搅拌器直径的三倍。对于大型发酵罐以及液体深度HL较高的，可安装三组或三组以上的搅拌器。最下面一组搅拌器通常与风管出口较接近为好，与罐底的距离C一般等于搅拌器直径Di，但也不宜小于0.8Di，否则会影响液体的循环。
轴向式搅拌器：桨叶式、螺旋桨式
径向式（涡轮式）搅拌器（Disc turbine）：平直叶、弯叶、箭叶
（4）挡板
挡板的作用是改变液流的方向，由径向流改为轴向流，促使液体剧烈翻动，增加溶解氧。
全挡板条件：是指在一定转数下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。要达到全挡板条件必须满足下式要求：
（5）消泡器
消泡器的作用是将泡沫打破。消泡器常用的形式有锯齿式、梳状式及孔板式。孔板式的孔径约10~20毫米。消泡器的长度约为罐径的0.65倍。
（6）联轴器
大型发酵罐搅拌轴较长，常分为二至三段，用联轴器使上下搅拌轴成牢固的刚性联接。常用的联轴器有鼓形及夹壳形两种。小型的发酵罐可采用法兰将搅拌轴连接，轴的连接应垂直，中心线对正。
（7）轴承
为了减少震动，中型发酵罐—般在罐内装有底轴承，而大型发酵罐装有中间轴承，底轴承和中间轴承的水平位置应能适当调节。罐内轴承不能加润滑油，应采用液体润滑的塑料轴瓦(如聚四氟乙烯等)，轴瓦与轴之间的间隙常取轴径的0.4~0.7％。为了防止轴颈磨损，可以在与轴承接触处的轴上增加一个轴套。
（8）变速装置
试验罐采用无级变速装置。发酵罐常用的变速装置有三角皮带传动，圆柱或螺旋圆锥齿轮减速装置，其中以三角皮带变速传动较为简便。
（9）轴封
轴封的作用是使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封，防止泄漏和污染杂菌。常用的轴封有填料函和端面轴封两种。
①填料函式轴封是由填料箱体，填料底衬套，填料压盖和压紧螺栓等零件构成，使旋转轴达到密封的效果。
填料函式轴封的优点是结构简单。主要缺点是：死角多，很难彻底灭菌，容易渗漏及染菌；轴的磨损情况较严重；填料压紧后摩擦功率消耗大；寿命短，经常维修，耗工时多。
②端面式轴封又称机械轴封。密封作用是靠弹性元件（弹簧、波纹管等）的压力使垂直于轴线的动环和静环光滑表面紧密地相互贴合，并作相对转动而达到密封。
（10）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；夹套的高度比静止液面高度稍高即可。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 立方米 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℃， 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。
智能型生物发酵罐控制系统特点
自动控制系统部分：包括采用菜单式液晶显示触屏控制器（TP）的现场控制系统以及PLC主控监视控制系统，中文菜单与界面。其内容有，主菜单系统为子菜单分类，分别为：显示方式，运行选择，参数校正，参数设定，数据曲线分析，运行时间，密码设置及其他目类等多个子菜单功能系统。（数字化）
显示方式，可以进行各种参数的实时显示，触摸屏显示，状态显示以及反馈蠕动泵状态与流量累计显示等。
参数校正，可以进行温度，PH、DO、等传感器与仪表的快速自整定调校。（数字化）
参数设定，可以进行温度，转速，泡沫，PH、DO、罐压，空气流量、灭菌温度，灭菌时间，等数据的一次性设定与与全自动模糊控制；可以设定数据记录周期。
数据分析，（1）运用监视主控制器的大容量存储器，自动记录运行数据；记录数据进行传输并清空。数据库管理系统可以自动记录大容量批次数据，处理更大容量数据与状态信息。（2）TP触屏亦带有数据曲线分析，更直观，更简洁。
密码设置，所有的参数数据设置均需在开机状态下设置，。密码分为操作员与管理员及高级管理员超级密码。
其他目类，系统时间设置与调整，时钟修正（即快慢修正），电机传动比设置，试机功能， （即空机状态下的状态测试），各种泵的标定功能。电子说明书，公司介绍，所有功能键均有手动与自动功能，所有开关均为触摸屏键。形成人机对话的直接功能，所有控制形式均为PLC控制方式，稳定可靠。是理想的进口罐的替代品。
全自动生物发酵罐就是整个系统全部采用自动化控制的发酵罐安全、可靠、稳定、效率高。全自动生物发酵罐为一套系统，主要包括发酵罐、补料罐、无菌空气过滤系统、发酵过程自动控制系统、附属设备、管道阀门系统，是集机械和控制一体化的工程。
常见的全自动小型发酵罐的主要控制点见下表：
序号 | 名称 | 性能要求和技术指标 |
1 | 温度控制系统 | 1、测量范围：0～150℃； 2、控制范围：水箱内水温常温-＋65℃； 3、控制精度：±0.2℃； 4、分 辨 率：0.1℃； 4、控制内容：温度值在线检测、PID智能控制，可根 据发酵过程所需温度进行设定。 1. 部件选配：日本进口铂电阻PT100温度传感器、 SUS304不锈钢电极护套、不锈钢 电加热管、SUS304不锈钢恒温水箱、 热水循环泵控制。 6、特 点： A) 配置热水箱,循环控温,节约能耗。 B）PID智能控制系统确保温控的快速及节能。 C)夹套在循环控温的时候可始终保持零压,外围无需安装安全阀,安全、可靠。 7、温度带超上下限报警功能。 8、软件功能：数据曲线图、数据报表、温度手动、自动两种控制模式。 |
生产型发酵罐用恒温热水箱，带独立温度控制，进水口、回水口、溢流口、排污口，材质：SUS304不锈钢，表面抛光处理。（三只罐公用一个大热水恒温水箱） | ||
2 | PH在线检测、控制系统 | 1、控制方式：全自动控制，PH值可设定； 2、显示范围：0～14PH； 3、控制范围：2～12PH； 4、分 辨 率：0.01PH； 5、控制精度：±0.03PH； 6、控制内容：pH值在线检测、PID智能控制； 7、部件选配：瑞士进口梅特勒玻璃凝胶pH电极检 测，可高温在位灭菌，121℃-30 分钟。在线可插拔电极护套、变送器，并采用梅特勒原装双屏蔽信号传输线与连接，保证pH精确控制。 8、执行机构： 微机智能PID控制蠕动泵或电磁阀自动流加酸或碱，使 控制在所设定的范围内，可分手动、自动两种控制模式。 9、PH带上下限超限报警功能。 10、软件功能：数据曲线图、数据报表、PH手动、自动控制。 11、电极长度120mm，电极外径：12 mm，安装尺寸：25 mm。 |
3 | DO检测系统 | 1、检测方式：自动检测； 2、显示范围：0-100%或0-150%； 3、显示精度：±0.1%； 4、控制内容：DO值在线检测； 5、部件选配：瑞士进口梅特勒极普型溶解氧电极 检测，可高温在位灭菌，121℃-30分 钟。配套不锈钢电极护套、变送器， 采用梅特勒原装双屏蔽信号传输线 与PLC连接，保证DO精确显示。 6、系统带DO异常报警功能。 7、电极长120mm，电极外径：12 mm，安装尺寸：25 mm。 |
4 | 压力、流量控制系统 | 1、φ60-φ100表面轴向、径向不锈钢压力表指示管路、罐内及夹套压力，手动隔膜阀控制罐压，量程：0-0.4Mpa。 2、玻璃转子流量计手动隔膜阀控制进气流量。 3、管道上增设单向止回阀，防止物料倒流污染过滤器。 |
5 | 补料系统 | 1、执行机构：恒流型蠕动泵或电磁阀流加。 2、控制方式：自动流加物料，可分手动或自动二种控制模式。 |
6 | 消泡系统 | 1、控制方式：全自动控制； 2、控制精度：10-100000Ω； 3、控制内容：泡沫异常状况报警，自动断续处理； 4、执行机构：泡沫传感器检测，微机自动控制蠕动泵或电磁阀流加消泡剂。 5、控制方式：手动、自动二种控制模式。 |
7 | 转速控制系统 | 西门子品牌变频调速器，转速50-400rpm±1%，变频调速。 |
发酵罐西门子品牌变频调速器，转速50-350rpm±1%，无级变频调速。 | ||
8 | 下位机发酵过程控制系统 | 1、10.4″宽屏彩色液晶触摸屏， PLC可编程控制。人机界面友好，一 台控制器可同时检测并控制多台种子罐及发酵罐的相应参数； 1. 生物发酵过程控制系统由现场控制 器、发酵过程控制软件、传感器和各执行元件组成。 现场控是以可编程序控制器为核心，它采用多级扩展，具有系统足够的A/D转换通道、D/A转换通道、开关量输入输出。现场控制器采用工业级的人机界面，在没有上位机的情况下，发酵系统照常运行。 这样的设计结构和选件，更好地提高了系统的可靠性能。 1. 软件控制系统采用了先进的模糊控制结构，它包 括现场信号的采集与变换的下位机控制器和软件 等组成，控制方面全部采用智能PID控制，控制精 度高，具有参数自整定控制算法。 1. 现场人机操作界面采用液晶触摸屏，高级触摸手 感，全中文操作界面，具有数字化设定、快速调 校、数据存储、超限报警和密码设置等功能。下 位机的监控软件采用国内著名的组态软件进行二 次开发而成。该软件界面美观，功能齐全，操作 灵活简便，性能稳定可靠。 控制器带USB串口，用户可将发酵过程参数数值 拷贝后在其他电脑上连接打印机打印。 控制系统功能描述： 1、可对发酵罐的搅拌转速、温度、pH值、进行检测和控制； 2、各检测和控制回路的参数可以在画面上在线手动设定和修正，操作有密码保护功能。 3、调节方式为PID方式,可满足不同的控制元件和控制性能，可实现手动/自动无扰动切换。 4、各种监控数据都可以进行实时显示和记录，显示方式有趋势线和图， 5、各回路有上下限位和报警功能。 6、系统有断电保护功能，断电时数据进行保护。 7、全部操作都在人机界面上进行，实行可视化操作。 8、系统有时钟功能：发酵批次日期、运行时间等。 9、报警可以被切除，可短时切除、长时切除。 10、具有加酸加碱过程显示；可实现曲线设定，对pH值进行分时分段控制。 11、温度控制：可实现曲线设定，对温度值进行分时分段控制。 12、具有补料过程显示，补料总量显示。 13、具有消泡功能，高泡状况记录，消泡过程显示。 |
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