发酵罐是发酵的核心设备，为发酵过程提供良好的反应环境。发酵罐结构主要包括反应容器和控制系统两大部分，反应容器提供发酵过程的反应环境，控制系统将反应环境控制在设定目标值。一般认为：500L以下的是实验室规模的发酵罐，500L以上是生产规模的发酵罐。其主要由内外两层罐体构成。其中，外筒工作时加入水，下接有加热管和热电偶，可以把水加热并保持到预期的温度;内筒工作时从上加入培养基和菌种。利用内层筒体进行传热虽然会降低热效率，但这样既可以防止培养基因达到沸点而沸腾起来，又可防止加热管直接加热到菌丝而造成菌体死亡。
发酵罐的具体结构：
1、外筒
外筒是作为水的容器，对它的主要要求是有一定的强度和刚度，能够承受加热时产生的饱和蒸汽的压力而不破坏、能承受住容器和水的重力而不产生过大的变形。其中，强度是主要的问题。
2、内筒
内筒只有下端采用了封头，上端与外筒的上封头焊接在一起。对于压力容器而言，这种焊接方式会产生巨大的附加应力，受力情况较差相当于旧式的无折边锥形封头和球面形封头。但是由于内外筒工作中温度相关不大，物料相近。所以内筒几乎不受力，无需考虑强度闯题。
内筒的材料应选择不锈钢。因为内筒工作时接触菌种，如果有锈的话，会污染菌种。
3、液位计
液位计的作用是观察外筒的水位高低，一般用玻璃管式液位计。
4、加料口
加料口与内筒相连。为了加入菌种的灭菌效果，直径一般不大，且要求有良好的密封，一般使用焊接短接管并加工外螺纹，上配以旋盖。
5、放气阀
在加热过程中会有大量的水蒸汽产生从而使筒内压力持续升高，物料的沸点也会随之上升造成过热，所以需要开启放气阀放气。放气阀采用铜制或不锈钢制球阀，因为这样开、闭都比较迅速，而且不会生锈造成污染。
6、安全阀
内筒的物料含有大量固体颗粒且在加热时易起泡，有可能会造成放气阀的堵塞，所以需要设置安全阀。安全阀的开启压力设置在设计压力的1.05～1.1倍。
7、进气管
酵母菌属于兼性厌氧性性生物，菌丝在进行物质代谢的同时伴随着能量代谢的进行。所以在菌丝的整个生长过程中都应有一定的氧通气量。有些物料的粘度不大，如果进行机械搅拌，效果不是很理想，而且搅拌器的会增加成本。
因此，发酵罐下设进气管，与小型空气压缩机相连，这样既起到搅拌的作用，又能输送新鲜空气。但是，如果在菌丝生长过程中出现停电而使压缩机停转，则物料会从进气管回流，从而造成菌种与外界接触被污染。因此，在进气管外，外接止回阀。
8、出料管
由于发酵罐封闭，内部不易清洗，所以出料管接于内筒的下方，这样可以避免培养基残余在罐内滋生杂菌。
出料管排料时，由于发酵罐内部压力要大于外部压力，所以有很大的推动力。但是，当罐内压力降低到一定程度时，推动力会几乎消失。此时，生成的菌丝球很容易堵塞出料管上的阀门，所以，在出料管上适合采用球阀一类孔径较大的阀门。
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