发酵技术考前复习资料

1、一、绪论发酵：已经从过去简单的生产酒精类饮料、生产醋酸和发酵面包发展到今天成为生物工程的一个极其重要的分支，成为一个包括了微生物学、化学工程、基因工程、细胞工程、机械工程和计算机软硬件工程的一个多学科工程。现代发酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包，而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物，生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料，在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶以及维生素和单细胞蛋白等。（理解记忆） 发酵的定义：通过微生物的生长繁殖和代谢活动，产生和积累人们所需产品的生物反应过程。发酵工程定义：也称为微生物工程，是指利用微生物的生长繁殖和代谢活

2、动来大量生产人们所需产品过程的理论和工程技术体系，该体系主要包括菌种选育、保藏和扩大生产，微生物代谢产物的发酵生产和分离纯化制备，以及微生物生理功能的工业化利用等在发酵技术中一般包括微生物细胞或动植物细胞的悬浮培养，或利用固定化酶，固定化细胞所做的反应器加工底物（即有生化催化剂参加），以及培养加工后产物大规模的分离提取等工艺。主要是在生物反应过程中提供各种所需的最适环境条件。如酸碱度、湿度、底物浓度、通气量以及保证无菌状态发酵工程组成：上游工程、发酵工程、下游工程发酵方法的类别：a.根据对氧的需要区分：厌氧和有氧发酵；b.根据培养基物理性状区分：液体和固体发酵；c.根据从微生物生长特性区分：分

3、批发酵和连续发酵发酵流程：保藏菌种斜面活化扩大培养种子罐主发酵（这两个步骤加入灭菌的空气和碳源、氮源、无机盐等营养物质）产品分离纯化成品工业发酵步骤和工艺流程：(1) 用作培养菌种及扩大生产的发酵罐的培养基的配制(2) 培养基、发酵罐以及辅助设备的消毒灭菌(3) 将已培养好的有活性的纯菌株以一定量转接到发 酵罐中(4) 将接种到发酵罐中的菌株控制在最适条件下生长并形成代谢产物(5) 将产物抽提并进行精制，以得到合格的产品(6) 回收或处理发酵过程中产生的废物和废水发酵原料的预处理：原料不同处理方法也有所差异。1. 淀粉利用前需变成糊精或葡萄糖方法：酸水解（高压、耐酸）、酶水解法2. 糖蜜加热杀

4、菌和用水冲稀，也可加酸处理后再补充无机盐3. 碳氢化合物：石油脱蜡一定馏分的石油经冷却脱蜡而获得的凝固点在-10的油，加入适量无机盐进行接种发酵斜面培养：菌种：已有的优良生产菌种和选育的新菌种 方法：一般都是由保存于冷冻管及砂土管或冰箱中的斜面菌种开始，在正式使用前要先转接到新鲜斜面培养基上活化后，再用于种子扩大培养。发酵方式：固体发酵（适合于传统发酵工艺及乡镇企业用来生产比较简单的产品 ）液体深层发酵（适合于大规模工业化生产）影响发酵的因素；如温度、pH、通风、搅拌、罐压力等等，必须适当地控制影响发酵的各种条件，掌握发酵的动态，并进行杂菌的检查和产物测定，使整个发酵过程顺利进行发酵产物的分离

5、提取：eg：a.利用菌体：离心沉淀或板框压滤法使菌体与醪液分开，也可以用喷雾干燥法直接做成粉剂。b.酒精发酵醪蒸馏塔蒸馏；c.抗菌素及有机酸根据产物的不同特性，采用离子交换树脂吸附处理、脱色过滤、减压浓缩等方法提取精制。(获得的产物都要按照有关部门制定的国家标准进行质量检验和性能测定，符合要求后才为合格产品)发酵工程的有关历史：（1）天然发酵阶段：古代酿酒、酿醋等。（2）纯培养技术的建立：巴斯德，科赫等。人为地控制微生物的发酵进程。（3）通气搅拌发酵技术的建立： 1929年Flemming爵士发现了青霉素，从此生产技术产品中增加一大类新的产品抗生素 ；20世纪40年代，以获取细菌的次生代谢产物

6、抗生素为主要特征的抗生素工业成为生物发酵工业技术的支柱产业（4）代谢控制发酵技术： 20世纪50年代，氨基酸发酵工业又成为生物技术产业的又一个成员。实现了对微生物的的代谢进行人工调节，这又使生物技术进了一步20世纪60年代，生物技术产业又增加了酶制剂工业这一成员 （5）开拓发酵原料时期：70年代，为了解决由于人迅速增长而带来的粮食短缺问题，进行了非碳水化合物代替碳水化合物的发酵，如利用石油化工原料进行发酵生产，培养单细胞蛋白，进行污水处理，能源开发等（6）基因工程阶段：80年代以来，随着重组DNA技术的发展，可以按人类社会的需要，定向培养出有用的菌株，这为发酵工程技术引入了遗传程的技术，使生物

7、技术进入了一个新的阶段 发酵工业的范围：1、以微生物细胞为产物的发酵工业2、以微生物代谢产物为产品的发酵工业3、以微生物酶为产品的发酵工业4、生物转化或修饰化合物的发酵工业5、微生物废水处理和其他生产微生物细胞物质：定义：是以获得具有多种用途的微生物菌体细胞为目的的产品的发酵工业，包括单细胞的酵母和藻类、担子菌，生物防治的苏云金杆菌以及人、畜防治疾病用的疫苗等。特点：细胞的生长与产物积累成平行关系，生长速率最大时期也是产物合成速率最高阶段，生长稳定期产量最高。微生物酶发酵：酶的特点：易于工业化生产，便于改善工艺提高产量。分类：胞内酶 和胞外酶。生物合成特点：需要诱导作用，或遭受阻遏、抑制等调控

8、作用的影响，在菌种选育、培养基配制以及发酵条件等方面需给予注意微生物代谢产物发酵：包括初级代谢产物、中间代谢产物和次级代谢产物。对数生长期形成的产物是细胞自身生长所必需的，称为初级代谢产物或中间代谢产物。各种次级代谢产物都是在微生物生长缓慢或停止生长时期即稳定期所产生的，来自于中间代谢产物和初级代谢产物。微生物的生物转化：是利用生物细胞对一些化合物某一特定部位（基团）的作用，使它转变成结构相类似但具有更在经济价值的化合物。最终产物是由微生物细胞的酶或酶系对底物某一特定部位进行化学反应而形成的微生物特殊机能的利用：a.利用微生物消除环境污染b.利用微生物发酵保持生态平衡c.微生物湿法冶金d.利用

9、基因工程菌株开拓发酵工程新领域发酵工程的特点：1、利用微生物的特点 ；发酵工程所利用的微生物主要是细菌、放线菌，酵母菌和霉菌。利用微生物的特点： (1)对周围环境的温度、压强、渗透压、酸碱度等条件有极大的适应能力 （2)有极强的消化能力 (3)有极强的繁殖能力 2、发酵反应过程的特点：a 采用可再生资源作为主要原料，因而来源丰富，价格低廉，过程中废物的危害性较小，但由于原料的成分复杂，往往难以控制会给产品质量带来一定的影响。b. 由于采用的是生物催化剂，反应过程一般在常温常压下进行。但生物催化剂易受环境的影响和杂菌的污染，因而很易失活，难以长期使用。c. 与一般化工产品相比，其生产设备比较简单

10、，能耗较低。但某些生物反应由于其特殊性质而使反应基质浓度和产物浓度均不能太高，这是因为微生物细胞或生物酶受底物浓度或产物浓度的抑制或不能耐高渗透压所致，不仅使反应器体积增大，而且也加大了提取的困难，因而反应器生产效率较低。d.尽管生物反应过程成本低，应用广。但反应极力复杂，较难检测与控制。反应液中杂质多，给分离提纯带来了困难。 发酵反应过程分类：1.酶催化反应过程：采用游离酶或固定化酶为催化剂时的反应过程。生物体中所进行的反应几乎都是在酶的催化下进行的。工业生产中所用的酶，或是经提取分离得到的游离酶，或是固定在多种载体上的固定化酶 2.微生物反应过程：采用活细胞为催化剂时的反应过程。这既包括一

11、般的微生物发酵反应过程，也包括固定化细胞反应过程和动植物细胞的培养过程。 3.废水的生物处理过程：它是利用微生物本身的分解能力和净化能力，除去废水中污染物质的过程。废水的生物处理过程特点；a.由细菌等菌类、原生动物、微小原生动物等各种微生物构成的混合培养系统 几乎全部采用连续操作系统 b.微生物所处的环境条件波动大 c.反应的目的是消除有害物质而不是代谢产物和微生物本身 发酵工业的意义与展望：a.利用遗传工程等先进技术，人工选育和改良菌种采用发酵技术进行高等动动植物细胞培养b.固定化技术广泛应用c.开发和采用大型节能高效的发酵装置，自动控制将成为发酵生产控制的主要手段d.应用代谢控制技术，发酵

12、生产氨基酸e.将生物技术广泛地用于环境工程二、菌种扩大培养菌种扩大培养定义：菌种的扩大培养就是把保藏的菌种，即砂土管，冷冻干燥管中处于休眠状态的生产菌种接入试管斜面活化，再经过扁瓶或药瓶和种子罐，逐级扩大培养后达到一定的数量和质量的纯种培养过程。这些纯种的培养物称为种子。种子必须具备的条件：菌种细胞的生长活力强，接种后在发酵罐中能迅速生长生理性状稳定菌体总量和浓度能满足大容量发酵罐的要求无杂菌污染（不带杂菌）生产能力稳定 种子制备过程：a.实验室种子制备阶段：琼脂斜面至固体培养基扩大培养（如茄子瓶斜面培养等或液体摇瓶培养 b.生产车间种子制备阶段：种子罐扩大培养实验室种子制备：在砂土管或冷冻干

13、燥管内保藏的菌种以无菌的方式接至适合的斜面培养基上，培养成熟后挑选正常的菌落再接一次试管斜面并至摇瓶；生产车间种子制备 ：实验室制备的孢子斜面或摇瓶种子移接到种子罐进行扩大培养；种子罐培养一方面使菌种获得足够的数量，另一方面种子罐中的培养基更接近发酵罐培养的醪液成分和培养条件，譬如通无菌空气，搅拌形式等等，以使菌体适应发酵环境 种子罐级数的确定 ：种子罐的级数是指制备种子需逐级扩大培养的次数 ；对于生长快的细胞，种子用量的比例少，即需要的接种量少，所以相应的种子罐也少 接种种龄和接种量：接种龄，种子罐中培养的菌体从开始移入下一级种子罐或发酵罐时的培养时间；接种量，接种量指的是移入的种子悬浮液体

14、积和接种后培养液体的体积的比例；种子质量的判断 种子质量的控制措施 ：菌种稳定性的检查：将保藏菌株溶于无菌的生理盐水中，逐级稀释，然后在培养皿琼脂固体培养基上划线培养，长出菌落，选择形态优良的菌落接入三角瓶进行液体摇瓶培养，检测出生产率高的菌种备用； 杂菌检查：显微镜观察，或平板培养试验，即将种子液涂在平板培养皿上划线培养，观察有无异常菌落，定时检查，防止漏检 砂土管（冷冻干燥管）斜面摇瓶（或者固体斜面）种子罐发酵罐以啤酒麦芽汁为例：斜面10ml试管（2527/2-3d）5001000ml三角瓶子（250500ml麦芽汁/25、2d）510L麦芽汁（1520/35d）发酵罐三、灭菌灭菌的必要性

15、：1. 使生物反应的基质或产物，因杂菌的消耗而损失，造成生产能力的下降。2. 杂菌也会产生代谢产物，这就使产物的提取更加困难，造成得率降低，产品质量下降。3. 有些杂菌会分解产物，使生产失败。4. 杂菌大量繁殖后，会改变反应液的pH值，使反应异常。5. 如果发生噬菌体污染，生产菌细胞将被裂解，使生产失败。灭菌的定义：用物理或化学的方法杀灭或去除物料或设备中所有生命物质的过程灭菌的方法：1化学药剂灭菌：某些化学药剂能与微生物细胞物质发生反应而具有杀菌作用。如甲醛、氯（或次氯酸钠）、高锰酸钾、环氧乙烷、季铵盐（如新洁尔灭）等。因化学药剂也会与培养基中的一些成分产生作用，而且加入培养基中后不易去除，

16、所以化学药剂灭菌不用于培养基灭菌；2射线灭菌：紫外线、高能电磁波或放射性物质产生的高能粒子能起到灭菌的作用。波长为2.53710-7的紫外线有灭菌效果。但由于其穿透力低，所以只用于表面消毒和空气消毒。X射线和由Co60产生的射线也可灭菌。3干热灭菌：160保温1 h。主要针对必须保持干燥的实验器具或材料（培养皿、接种针、固定化细胞用的载体材料等）。4湿热灭菌：湿热灭菌为最基本的灭菌方法，因为蒸汽穿透能力强，且在冷凝时放出大量的冷凝热，很容易使蛋白质凝固而杀灭微生物。但如果利用蒸汽直接通入培养基中加热灭菌，应考虑扣除冷凝水的体积，否则会降低培养基的浓度。湿热灭菌一般是在120维持2030 min

17、。5过滤除菌：这是利用过滤方法阻拦微生物达到除菌的目的。工业上利用此方法制备无菌空气。在产品的提取中，也可用过滤的方法（如超滤）处理料液，以得到无菌产品。培养基灭菌：培养基的灭菌有分批法和连续法两种。分批灭菌是将配制好的培养基放入发酵罐中，通入蒸汽，使培养基和所有设备一起灭菌。这一过程也称为实罐灭菌。连续灭菌是在配制好的培养基向发酵罐输送的同时加热、保温和冷却，完成整个灭菌过程。连续灭菌时间短，灭菌温度一般高于分批灭菌，所以可减少对营养物质的破坏，灭菌效果优于分批式，但灭菌设备较复杂，投资大，而且所有设备须事先进行空罐灭菌，如发酵罐、加热器、维持罐、冷却器等。空气除菌：空气过滤除菌流程：空气过

18、滤除菌流程是按生产对无菌空气的要求，根据空气的性质制定的。此外，也要从吸气环境的空气条件和所采用设备的特性综合考虑后设计。对一般要求的低压无菌空气，可直接采用鼓风机增压后进入过滤器，经过一至二次过滤除菌制得。如无菌室、超净工作台等的无菌空气就是采用这一简单流程。一般深层通风发酵，除了要求无菌空气具有必要的无菌程度外，还需具有一定的压力，这即是比较复杂的空气除菌流程。 1、高空采风、两次冷却、两次分油水、适当加热流程 特点 ：两次冷却、两次分油水、适当加热。空气第一次冷却到3035，第二级冷却至2025，经分水后加热到3035，因为温度升高，相对湿度下降。2、冷热空气直接混合式空气除菌流程：特点

19、 ：省去一级冷却和分离设备及空气再加热设备，简化了流程，使冷却水用量也降低了。压缩空气从贮罐出来分两路，一部分进冷却器，经分离器分离水、油雾后与另一部分未处理过的高温压缩空气混合，使混合后的空气温度为3035，相对湿度为5060%深层过滤器除菌机理：1惯性冲击滞留作用机理，当气流前进时遇到前面的阻碍物而突然改变方向，但颗粒由于惯性力的作用仍然沿直线运动与纤维碰撞而附着在纤维表面，此颗粒就被捕集了。2 拦截滞留作用机理，气速降至Vc以下时，惯性冲击作用已不存在，然而存在着另一种作用，即拦截作用来捕集微粒。这是因为颗粒紧紧地随着气流流动，气流改变流向时颗粒也跟着改变方向，当颗粒与纤维表面接触时就捕

20、集了。3布朗扩散滞留作用机理，有些直径微小的微粒在很慢的气速下作不规则的直线运动，这就是布朗扩散。小颗粒呈布朗运动而发生位移，当它与纤维接触就附着于纤维表面而被捕集了。前提是dp1m。当气流速度较高时，以惯性冲击为主，而当气流速度低于一定限度时，以阻拦和扩散为主，并可认为惯性冲击不起作用。此时的气流速度称为临界速度Vc四、发酵动力学发酵动力学是研究各种环境因素与微生物代谢活动之间的相互作用随时间变化的规律的科学。研究发酵动力学的目的在于按人们的需要控制发酵过程产物合成动力学：在连续培养的条件下，由生长、基质利用和产物形成的物料平衡方程，可以看出产物的形成与生长和细胞浓度的关系 代谢产物的动力学

21、模型：Gaden根据产物生成速率与细胞生长速率之间的关系，将其分为三种类型：类型称为相关模型，或称伴随生长的产物形成模型；类型称为部分相关模型，或称不完全伴随生长的产物形成模型；类型称为非相关模型或称不伴随生长的产物形成模型发酵过程的代谢变化规律分批发酵：是指在一封闭培养系统内具有初始限制量基质的一种发酵方式 分批发酵过程的典型类型：a、生长型：如产气杆菌的生长 b、非生长型：如黑曲霉转化葡萄糖成为葡萄糖酸 并行反应：如粘红酵母相继反应：如假单孢菌 分段反应 ：如大肠杆菌的二阶段式生长 丝状微生物发酵的产物产率和基质的利用：霉菌和其它丝状微生物的发酵产物产率和基质利用的动力学是很复杂的，典型的

22、例子是青霉素发酵丝状微生物发酵过程获得高产的一般规律：(1)在一固定的分批发酵时间内，存在一种得到最佳产率的最适的基质起始浓度。如果基质浓度太高，菌丝体生长过度，消耗大量基质导致“短周期发酵”现象的出现，造成产物生成量减少；如果基质浓度太低，菌丝体生长差，到产物生产期便没有足够的菌丝体制造产物（2）为了提高产物形成速率，对菌丝分枝程度也须加以优化。如果菌丝体分枝过少，停滞期和发酵周期均延长。目前已知菌丝体的分枝程度与种子的生长状况有关，因此需寻找最适的种子培养条件（3）为了提高氧的传递速率，对深层发酵过程似乎宜采用剧烈的搅拌，但是对于青霉素等利用丝状微生物的发酵过程来说，中等程度的搅拌对高产有

23、利。对此有几种解释，普遍的认为是剧烈的搅拌所施加的剪切力会影响霉菌的形态，促进菌丝过多分枝，而使产量下降。连续发酵：把新鲜的培养基连续地供给均匀混合的发酵系统，同时又以相同的速度把含有细胞和产物的发酵液从发酵系统中抽出便可使发酵过程连续化，在连续培养系统中，微生物细胞的浓度、比生长速率和环境条件（如营养物质浓度和产物浓度），均处于不随时间而变化的稳定状态之下 恒化器的实际运行情况与理论状态的对比：碳源限制性恒化器 ； 受N或硫酸盐限制的恒化器 ；受K、Mg或磷酸盐限制的恒化器；非恒化连续培养 连续培养中杂菌污染问题和：污染菌积累的速率污染菌进入的速率污染菌流出的速率污染菌生长速率生产菌株突变问

24、题：微生物在复制过程中难免会出现差错引起突变，一旦在连续培养系统中的生产菌细胞群体中某一个细胞发生了突变，而且突变的结果使这一细胞获得在给定条件下高速生长的能力，那么它就有可能像杂菌Z一样，取代系统中原来的生产菌株，而使连续发酵过程失败多种基质的发酵作用：在连续培养中，微生物对多种碳源的利用是同时进行的。使菌体同时利用多种碳源的关键因素是维持低浓度的分解代谢物。连续培养提供了利用多种基质的有利条件 混合培养：多种微生物的联合作用构成了混合培养技术 。在一种稳定的混合培养系统中，各种微生物群体的营养需求是各不相同的，而且是相互依赖的。连续培养技术可以建立起这种系统，因为它能创造一种具有高度选择性

25、的只适于某一类微生物生存的条件，而使这类微生物得以积累。 补料分批发酵：补料分批发酵也叫半连续发酵、半连续培养，流加发酵，它是以分批培养为基础，间歇或连续地补加新鲜培养基的一种发酵方法 特点：使发酵系统中维持很低的基质浓度。低基质浓度的优点：可以除去快速利用碳源的阻遏效应，并维持适当的菌体浓度，使不致于加剧供氧矛盾避免在培养基中积累有毒代谢物，即代谢阻遏。不需要严格的无菌条件，也不会产生菌种老化和变异等问题 固态发酵：微生物在固态培养基上发酵的一种形式五、生物反应器中的物质传递：微生物反应过程传质的三种水平：胞内传质、细胞膜胞外传质、超细胞传质 ；对于需氧的微生物反应，还存在一个氧从气相通过扩

26、散进入液相，进而又经扩散进入絮凝体内部供给细胞进行呼吸的传递过程 氧在在传递过程中存在的阻力：氧从气相主体扩散到气液界面的阻力通过气液界面的阻力通过气泡外测的滞流液膜，到达液相主体的阻力液相主体中的传递阻力通过细胞或细胞团外的滞流液膜，到达细胞团与液体界面的阻力通过液体与细胞团之间界面的阻力 细胞团内在细胞与细胞之间的介质中的扩散阻力进入细胞的阻力（结合ppt图形记忆、项属供氧方面的阻力；项为耗氧方面的阻力。当单个细胞以游离状态悬浮于液体中时第项阻力消失）气体吸收：是气相成分单向往液相扩散溶解的物质传递过程。物质传递速度的机理，主要模型有根据Whiteman建议的稳定模型（1923年提出）与H

27、igbie提供的不稳定模型（1935年提出），前者以双膜学说（two-film theory）著称。后者以渗透学说（penetration theory）而闻名。从工程学角度说，前者简便，主要适用于需氧微生物的反应器设计稳定模型：三种假定：1. 在气、液两相的主流内，溶解气体主要通过对流传递，可是沿着气液界面的气、液两侧各存在着层流薄膜，溶质气体只靠分子扩散在两界膜内移动。2溶解气体在两界膜内的浓度分布与时间无关（稳定状态）。3在界面处，气相中的分压与液相中的浓度之间常常达到平衡，在那里完全不存在物质传递的阻力。不稳定模型：这个模型是指气体不稳定地被吸收到不紊乱的液体（即静止或层流流动的液体）

28、中的情况。如果含有某一溶解气体的气相与某液体相接触时，则液侧界面近傍的浓度分布随时间变化，不成为稳定状态。体积溶氧系数的测定方法：亚硫酸盐氧化法极谱法氧的物料衡算法溶氧电极法测定的三个用途：1对生物反应器的传氧性能进行测定，以便选择最佳条件进行操作，并对其进行评价。2对发酵过程传氧性情况进行了解，以便判断发酵过程的供氧情况。3.为通风罐的研究过程找出设备参数（如），操作变数（如N搅拌器转数 Q通风量）与的关系，以便进行运用发酵罐的放大和合理设计。六、通风发酵设备高效生物反应器的特点：(1) 传质和传热性能好；(2) 结构密封、防杂菌污染；(3) 设备简单、维修方便；(4) 生产能力高 (5)

29、能耗低； (6)检测控制系统完善；(7) 易放大； (8)生产安全应用：生产酵母、单细胞蛋白、氨基酸、有机酸、酶制剂、抗生素、维生素等常用通风发酵罐：机械搅拌发酵罐、气升环流发酵罐、自吸式发酵罐、通风固相发酵设备。机械搅拌发酵罐：工作原理：利用机械搅拌器的作用，使空气和发酵液充分混合促使氧在发酵液中溶解，以保证供给微生物生长繁殖、发酵所需要的氧气；发酵罐的基本条件：1) 具有适宜的径高比； (2)能够承担一定压力； (3)保证必需的溶解氧； (4)具有足够的冷却面积； (5) 尽量减少死角，灭菌彻底，避免染菌；(6)轴封严密罐体：由圆柱体及椭圆形或碟形封头焊接而成，材料为碳钢或不锈钢。为了满足

30、工业要求，在一定压力和温度下操作，罐为一个受压耐温容器，通常要求耐受130和0.25MPa(绝对压力)搅拌器：有平叶式、弯叶式、箭叶式涡轮式和推进式等；其作用是打碎气泡，使氧溶解于发酵液中，从搅拌程度来说，以平叶涡轮最为激烈，功率消耗也最大，弯叶次之，箭叶最小。为了拆装方便，大型搅拌器可做成两半型，用螺栓联成整体挡板：改变液流的方向，由径向流改为轴向流，促使液体激烈翻动，增加溶解氧。通常挡板宽度取(0.10.12)D，装设46块即可满足全挡板条件。所谓“全挡板条件”是指在一定转速下再增加罐内附件而轴功率仍保持不变。轴封：作用：使罐顶或罐底与轴之间的缝隙加以密封，防止泄露和污染杂菌； 填料函轴封

31、：由填料箱体，填料底衬套，填料压盖和压紧螺栓待零件构成，使旋转轴达到密封的效果。端面式轴封又称机械轴封：密封作用是靠弹性元件（弹簧、波纹等）的压力使垂直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。空气分布器：空气分布器的作用：吹入无菌空气，并使空气均匀分布。分布装置的形式有单管及环形管等，常用的分布装置有单管式。空气由分布管喷出上升时，被搅拌器打碎成小气泡，并与发酵液充分混合，增加了气液传质效果。环形管的分布装置的空气分散效果不及单管式分布装置。同时由于喷孔容易被堵塞，已很少采用。通常通风管的空气流速取20m/s。为了防止吹管吹入的空气直接喷击罐底，加速罐底腐蚀，在空气分布

32、器下部罐底上加焊一块不锈钢补强。可延长罐底寿命消泡装置：消泡装置就是安装在发酵罐内转动轴的上部或安装在发酵罐排气系统上的，可将泡沫打破或将泡沫破碎分离成液态和气态两相的装置，从而达到消泡的目的。两种消泡方法: (1) 加入化学消泡剂；化学消泡剂：植物油脂，如玉米油、豆油等；动物油脂，如猪油等；高分子化合物。(2)使用机械消泡装置：机械消泡装置：最简单实用为耙式消泡器，此外还有涡轮消泡器、旋风离心式和叶轮式离心消泡器、碟片式消泡器和刮板式消泡器等联轴器及轴承：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

33、连接）轴 承：中型发酵罐一般在罐内装有底轴承；大型发酵罐装有中间轴承。罐内轴承不能加润滑油，应采用液体润滑的塑料轴瓦（如石棉酚醛塑料，聚四氟乙烯等）。冷却装置：1.夹套冷却，用于5m3以下小发酵罐；优点：结构简单，加工容易，罐内死角少，容易清洗灭菌。缺点：传热壁较厚，冷却水流速低，降温效果差。2. 竖式蛇管冷却：适用于大型发酵罐、优点：流速大，传热系数大，降温效果较好。缺点：冷却水较高时，降温困难，弯曲位置易腐蚀3. 竖式列管冷却适用于：大型发酵罐气温较高的地区、优点：加工方便，提高传热推动力的温差，缺点：用水量较大气升式发酵罐（气升环流式、塔式、空气喷射式）：工作原理：把无菌空气通过喷嘴或喷孔喷射进入发酵液中，通过气液混合物的湍流作用而使空气泡分割细碎，同时由于形成的气液混合物密度降低故向上运动，而气含