發(fā)酵罐攪拌的主要作用是混合和傳質,即使通入的空氣分散成氣泡并與發(fā)酵液充分混合,使氣泡破碎以增大氣-液界面,獲得所需的溶氧速率,并使細胞懸浮分散于發(fā)酵體系中,以維持適當?shù)臍猓海蹋毎┤嗟幕旌吓c質量傳遞,同時強化傳熱過程。因此,發(fā)酵罐攪拌器在設計時攪應使發(fā)酵液有足夠的徑向流動和適度的軸向運動。
發(fā)酵罐攪拌器大多采用渦輪式,渦輪式攪拌器有平葉式、彎葉式、箭葉式三種。渦輪式攪拌器軸向混合差,攪拌強度隨著與攪拌軸距離的增大而減弱。當培養(yǎng)液較黏稠時,混合效果就下降。為了強化軸向混合,可采用渦輪式和推進式葉輪共用的攪拌系統(tǒng)。本設計根據(jù)設計要求采用渦輪式攪拌器。
擋板的作用是防止液面中央形成漩渦流動,增強湍動和溶氧傳質。擋板的高度自罐底起至設計的液面高度止。
當采用列管式冷卻時,可用列管冷卻代替擋板,無需安裝擋板;此設計就不需安裝擋板。
發(fā)酵罐攪拌軸較長時,常分為二至三段,用聯(lián)軸器連接。
第一只聯(lián)軸節(jié)的安裝位置,對于小型發(fā)酵罐可設置在罐頂外機械密封上部;但大型發(fā)酵罐將其放置在罐內機械密封下方,上軸一般采用不銹鋼材料。本設計將其放置在罐內機械密封下方,材質用不銹鋼16MnR;而軸選用45碳素鋼為材料。
發(fā)酵罐的攪拌軸為超細長軸,常設置底軸承和中間軸承來防止軸的擺動。小型發(fā)酵罐用拉桿調節(jié)式,大型發(fā)酵罐用桁架固定式。本設計采用推力滑動軸系。