全自动多级不锈钢发酵设备是生物工程领域中至关重要的设备之一，以下是对其的详细介绍：
一、结构组成
全自动多级不锈钢发酵设备的结构通常包括以下几个关键部件：
1、罐体：多级不锈钢发酵设备的主体部分，通常由优质不锈钢（如304不锈钢或复合不锈钢板，也有使用SUS316L不锈钢的）制成，以满足耐腐蚀和清洁的要求。罐体形状多为圆柱体，顶部和底部可能采用椭圆形或碟形封头进行焊接，以增强结构的稳固性。罐体需具备良好的密封性，以防止菌体被污染，同时需耐受一定的温度和压力。
2、搅拌器：通常位于罐体内部，通过电机驱动进行旋转。搅拌器的主要作用是打碎气泡、加速和提高溶氧，以及促进养分和热量的传递。搅拌器的设计需考虑搅拌效果、能耗和对菌体的影响。
3、挡板：安装在罐体内部，用于防止液面中央形成旋涡，从而增强其湍流和溶氧传质效果。
4、空气分布装置（如Sparger）：位于罐体底部，用于吹入无菌空气，并确保空气在发酵液中均匀分布。这对于好气型发酵尤为重要，因为需要向罐中连续通入大量无菌空气以支持菌体的生长。
5、换热装置（如夹套或蛇形管）：用于冷却蒸汽灭菌后的培养基和发酵过程中产生的热量，以维持发酵液在适宜的温度范围内。换热装置的选择需根据发酵罐的体积和冷却要求来确定。
6、轴封：用于密封罐顶或罐底与搅拌轴之间的缝隙，防止泄露和污染杂菌。
7、传动装置：用于将电机的动力传递给搅拌器，驱动其进行旋转。
8、控制系统：用于监测和控制发酵过程中的各项参数（如温度、pH值、溶氧量等）。控制系统包括传感器（如pH电极、DO电极等）、控制器和执行机构等部分。
此外，多级不锈钢发酵设备还可能配备有消泡装置（如耙式消泡器）、取样口、接种口、无菌呼吸气孔等附加装置，以满足特定的发酵需求。
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二、工作原理
1、溶氧控制：通过搅拌桨的搅拌作用，将空气分散成微小气泡，使其均匀地分布在发酵液中，增加气液接触面积，从而提高氧气的溶解速度和传质效率。通过调节搅拌速度、通气量和罐压等参数，可以控制发酵液中的溶氧水平，满足微生物生长和代谢的需求。
2、温度控制：多级不锈钢发酵设备通常配备有夹套或盘管等换热装置，通过通入冷水或热水来调节发酵液的温度。温度传感器实时监测发酵液的温度，并将信号反馈给温度控制系统。当温度偏离设定值时，控制系统会自动调节换热介质的流量和温度，使发酵液的温度保持在设定范围内。
3、pH值控制：当发酵液的pH值偏离设定范围时，控制系统会自动启动酸碱添加泵，向发酵液中添加适量的酸或碱，使pH值恢复到设定值，以保证微生物的正常生长和代谢以及产物的合成。
4、压力控制：在发酵过程中，罐内会产生一定的压力，主要由通入的气体和发酵产生的气体引起。通过调节排气阀的开度，可以控制罐内的压力。
三、应用领域
全自动多级不锈钢发酵设备广泛应用于高校、科研机构以及企业的微生物实验室中，是精密发酵试验的理想工具。同时，也适用于微生物发酵培养的培养基配方的筛选、发酵工艺参数的优化以及生产工艺与菌种的验证等场景。
四、特点与优势
1、材质优良：不锈钢材料确保了设备的耐腐蚀性和耐高温性，适合各种发酵环境。
2、结构先进：多级多联的设计使得设备能够满足不同规模的发酵需求，同时提高了发酵效率。
3、控制精准：先进的控制系统能够实时监测和控制发酵过程中的各项参数，确保发酵过程的稳定性和可控性。
4、操作简便：设备通常配备有触摸屏等人性化操作界面，使得操作更加简便直观。
