【微生物发酵罐深层补料装置】
功能、作用介绍：
微生物发酵罐是微生物发酵的主要设备。在微生物发酵过程中常常需要进行补料。常见的实验型发酵罐补料装置多采用灌顶滴加的补料方式，当补加的液料比重轻于发酵液时，液料将浮于发酵液表面，导致液料与发酵液的接触面积小，影响液料在发酵液中的溶解效率。同时，随着通气的进行，发酵液表面常产生气泡，浮于表面的液料将被气泡顶起而脱离发酵液，进一步降低补加的液料在发酵液中的溶解效果。此外，补加易挥发液料时，液料滴落过程中，容易被发酵液中流出的尾气吹走，影响补加效果，并会造成尾气无菌滤器的污染。
针对教学中出现的上述问题，我们设计了微生物发酵罐深层补料装置，它由深层补料管、灌顶接口、3个阀门、补料管接口和蒸汽管等部件组成。该装置可装配在实验型发酵罐上，使补加的液料通过深层补料管到达发酵液底部。补加比重轻于发酵液的液料时，液料从深层补料管末端流出后将上升至叶轮处，被旋转的叶轮打散为微小液滴，之后在缓慢上升过程中与整个发酵液充分接触，这将大大增加液料与发酵液的接触面，提高其溶解效果，并解决被气泡顶起而脱离发酵液的问题。补加易挥发的液料时，由于液料直接到达发酵液内部，可直接进行溶解，解决了随发酵液中流出的尾气挥发吹走的问题。
此外，微生物发酵多为纯种发酵，因此补料装置也需在开始纯种培养前进行灭菌。常见的实验型发酵罐补料装置由于补料口开口在灌顶，接触的是发酵液上方的空气，因此多采用发酵罐内热蒸汽流出的方式灭菌。但深层补料装置的开口在发酵液中，无法使用原有灭菌方式。针对该问题，我们对发酵罐的蒸汽管路进行了改装，如结构示意图所示。发酵罐灭菌时，打开阀1，微开阀2，关闭阀3，可使热蒸汽流经补料管接口，对补料管接口进行灭菌;之后打开阀1，关闭阀2，打开阀3，可使热蒸汽通过深层补料管流入罐内，对补料管和罐内培养基进行灭菌。灭菌结束后，关闭阀1，在补料管接口上接上补料管，打开阀2、阀3，则可通过蠕动泵实现液料的深层补加。
微生物发酵罐深层补料装置所有部件均由304不锈钢材质制作，具有高强度、耐高温、耐腐蚀的特点;所有管件均为国标件，可与常见发酵罐管件顺利对接，从而应用于多种型号的实验型发酵罐，具有良好的通用性。所有阀门及管件接口均为快接接口，可方便快捷的拆卸、更换，便于进行维修和维护。与罐体通过原有补料口进行对接，无需对原有发酵罐体进行改装，使用方便，接口处设有硅胶密封垫，保证了发酵罐的密封性。在教学实践中的应用表明，该系统具有良好的安全性和稳定性，操作简便，适于本科教学应用。
作品名称：微生物发酵罐深层补料装置
完成单位：南开大学生命科学学院
