一、机械搅拌发酵罐定义
机械搅拌发酵罐:是利用机械搅拌器的作用，使空气和醪液充分混合促使氧在醪液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖、发酵所需要的氧气。
.机械搅拌通风发酵罐的基本条件
Ø 发酵罐应具有适宜的径高比。罐身越高，氧的利用率较高。
Ø 发酵罐能承受一定的压力。
Ø 要保证发酵液必须的溶解氧。
Ø 发酵罐应具有足够的冷却面积。
Ø 发酵罐内应尽量减少死角，避免藏垢积污，灭菌能*，避免染菌。
Ø 搅拌器的轴封应严密，防染菌和减少泄漏。
冷却装置
Ø 5M3以下发酵罐一般采用夹套冷却。
Ø 大型发酵罐采用列管冷却
二、发酵罐的管路
1）尽量减少管路（2）消灭死角（3）消灭渗漏
冷却管检查方法：
- 在管内通有一定压力的水观察管外渗漏与否。
- 在管内通稀碱水，用pH试纸为检查
- 发酵罐底防漏：在发酵罐底蒸汽、空气进口处装一垫板。
三、发酵罐装料容积
发酵罐装料容积：在一般情况下，装料高度据罐圆柱部分高度而定, 极少泡沫的物料可多装料，易产生泡沫的物料少装料。
“公称容积”:是指罐的圆柱部分和底封头容积之和。
四、机械通风发酵罐的通风与溶氧传质
（一） 双膜理论的基本前提
1、在气泡与包围着气泡的液体之间存在着界面
气泡一侧存在着一层气膜
液体一侧存在着一层液膜
o 膜内的气体分子和液体分子都处于层流状态
o 气膜以外的气体分子和液体分子处于对流状态
2、在双膜之间的界面上，氧气的分压强与溶于液体中的氧的浓度处于正比状态
3、传质过程处于稳定状态，传质途径上各点的氧的浓度不随时间而变。
（二） 通气发酵罐中溶氧速率与通气、搅拌的关系
1.计算公式 Nv=KLa（C*-C）
2、影响氧传递速率的因素
OTR = KLa （C* — CL）
Ø 影响氧传递速率的因素有溶氧系数KLa值和推动力C* — CL 。
Ø KLa与搅拌、空气线速度、发酵罐的结构、搅拌叶轮的结构与尺寸、空气分布器的形式、发酵液的粘度等有关；
Ø C* — CL与发酵液的深度、氧分压、发酵液性质有关。
A、搅拌对氧的传递速率的影响
（1）型式
（2）在内的安装位置
（3）搅拌器转速n和叶径d
• 对于粘度大的液体，以大d低n为好；
• 对于粘度小的液体，以小d高n为好.
B、空气线速度
KLa ∝VS（0.4-0.72）
C、空气分布器
D、氧分压
E、发酵罐内液柱高度
F、发酵罐体积
G、发酵液的理化性质
Ø 粘度的影响
Ø 泡沫的影响
（三）机械通风发酵罐的通风量
1、持气率h
定义：单位体积发酵液中所持有的气体的体积
h=（VLG-VL）/ VL
2、通气速率νS
空截面气速νS表示
提高νS，搅拌功率Pg下降；
提高νS，持气率和起泡会增加；
3.通气强度VVm
每立方米发酵液每分钟通入空气的量.
五、机械搅拌通风发酵罐的流变特性
Ø 发酵液由三个体系组成：
液相、固相、气相
Ø 液流模型：
液流模型指能反映流体流动特性的模型。流体流动特性常以剪应力与速度梯度的关系来表示。
六、机械搅拌通风发酵罐的热量计算
1、 发酵过程的热量计算
1）生物合成的热量计算法：
发酵热Qt= Q1+ Q2+ Q3+ Q4
2）冷却水带出热量计算法（简单）
Qt = Wc（T2 - T2）/ VL （kJ/ m3h
2、发酵罐的换热装置
小罐用夹套（小于5 m3）
大罐用立式蛇管 、列管（大于5 m3）
