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发酵罐结构的几何尺寸及受力分析
随着抗生素需求量增加，单台发酵罐容积增大已成为抗生素工业发展的趋势。一般来说，发酵罐的几何形状和几何尺寸由发酵工艺条件确定，其壁厚由受力状况经强度和刚度计算确定。对于微生物为细菌的发酵罐，罐体高度 H 与罐体直径D的商宜为 2~2.5；对于微生物为放线菌的发酵罐，罐体高度H 与罐体直径D的商宜为1.8~2.2。
根据罐壳内实际承受的最大饱和水蒸气压力和最高液柱压力之和确定最高工作压力；工作温度范围确定工作温度；以此确定设计压力、设计温度、罐体几何尺寸；根据内压圆筒椭圆封头强度计算公式初定圆筒和上下封头的壁厚。如果发酵罐几何尺寸较大，还需从刚度、加工成型等方面考虑其壁厚的增加量。罐体上封头和机架交接圆处作用着重力和转动扭矩，致使在上封头的交接圆处产生局部应力。
发酵罐原理
工作原理内循环带升式发酵罐外循环带升式发酵罐循环管高度是影响循环效率的主要因素，实践证明不应少于4m。与通用式发酵罐比较，它具有以下优点：(a)发酵罐内没有搅拌装置，清洗方便，加工容易。(b)由于取消了搅拌用的电机，而通风量与通用式发酵罐大致相等，所以动力消耗有很大降低。①伍式发酵罐搅拌器是用六根弯曲的空气管子焊于圆盘上，兼作空气分配器。空气由空心轴导入，经过搅拌器的空心管吹出，与被搅拌器甩出的液体相混合，发酵液在套筒外侧上升，由套筒内部下降，形成循环。②文氏管发酵设备其原理是用泵将发酵液压入文氏管中，由于文氏管的收缩段中液体的流速增加，形成负压将空气吸入，并使气泡分散与液体混合，增加发酵液中的溶解氧。这种设备的优点是：吸氧的效率高，气、液、固三相均匀混合，设备简单，无须空气压缩机及搅拌器，动力消耗省。这种设备适用于宇宙飞船的密封舱中，利用藻类的光合作用将气体中的二氧化碳还原成氧。用泵将发酵液压入文氏管中，由于文氏管的收缩段中液体的流速增加，形成真空将空气吸入，并使气泡分散与液体混合，微生物从而获得生长和代谢所需要的氧。
发酵罐按操作方式分类及优缺点分析
1)分批发酵
培养基后，在一个培养体积中接种细胞和添加中途不添加也不更换培养基的方式。
优点:污染杂菌比例小，发酵罐操作灵活，可进行不同产品的生产。
缺点:效率低，非稳态工艺过程设计和操作困难(培养过程中细胞生长、产物积累、以及培养基的物理状态常常随时间变化而变化)
2)连续发酵在培养过程中，不断向反应器中流加新鲜培养基，同时以相同的流量从系统中取出培养液，从而维持培养系统内在细胞密度、产物浓度以及物理状态相对平衡的培养方式。
优点:增加目的产物产量(细胞培养周期延长，导致目的产物积累时间延长);便于对发酵罐系统的检测(系统进入稳定状态后，细胞密度、基质、产物浓度等趋于恒定)。
缺点:装置较复杂，容易污染杂菌。
