自動生物發酵罐是一種專門用于微生物培養和發酵反應的高度自動化設備，它廣泛應用于生物制藥、食品、環保和農業等多個領域。發酵過程是利用微生物在適宜的環境下進行有氧或無氧代謝，以生產目標產物（如酶、抗生素、維生素、氨基酸等）。傳統的發酵過程需要大量的人工干預和管理，而隨著技術的發展，自動化系統的引入使得發酵過程的控制更加精細與高效。關鍵特點是通過自動化控制系統實時監測和調節發酵過程中的多個參數（如溫度、pH、溶氧、攪拌速度等），確保微生物在優條件下進行生長和代謝，從而提高產物的質量和產量。
1.溫度控制：溫度對微生物的生長和代謝有著重要的影響。不同的微生物對溫度有不同的要求，過高或過低的溫度都會影響其生長。通過溫控系統（包括加熱和冷卻裝置）實時監測并調節發酵液的溫度，確保其保持在微生物的最佳生長范圍內。
2.pH值控制：pH值的變化直接影響微生物的活性和代謝過程。內配備pH傳感器，能夠實時監測發酵液的pH值。當pH值偏離設定范圍時，控制系統會自動加入酸或堿進行調整，保持在最適宜微生物生長的酸堿度范圍。
3.溶氧控制：氧氣是好氧發酵過程中不可缺因素，微生物通過呼吸作用獲取能量并進行代謝。配備溶氧傳感器，能夠實時監測溶解氧濃度，并自動調節氧氣的供應量，確保微生物能在氧氣充足的環境中生長。
4.攪拌控制：攪拌是發酵過程中的重要環節，它不僅幫助培養基與微生物均勻混合，還能提高氣體的溶解效率。通過攪拌裝置自動調節攪拌速度，保持發酵液的均勻性和穩定性，同時避免過度攪拌引起泡沫過多或溫度升高。
5.自動加料與排料系統：自動化發酵罐通常配有加料系統，能夠在發酵過程中根據需要自動添加營養物質、底物或其他添加劑。同時，排料系統也能根據發酵進程的需求，及時排放副產物或廢棄物，保持發酵罐的清潔和正常運行。
6.氣體控制系統：氣體供應對微生物的呼吸作用至關重要。配備有氣體控制系統，能夠根據發酵過程的實際需要調節氣體流量，確保合適的氣體組成和濃度。對于一些特殊的發酵工藝，還能夠對氣體的組成進行調節，以滿足特定的發酵需求。
自動生物發酵罐的組成部分：
1.罐體：通常采用不銹鋼材質，具備良好的耐腐蝕性、抗壓性和衛生性能。罐體設計符合GMP（藥品生產規范）和食品衛生要求，便于清洗、消毒和維護。內壁光滑，減少微生物附著和污染。
2.溫度控制系統：包括溫控器、加熱器、冷卻系統等。溫控系統通過溫度傳感器實時監控發酵液的溫度，并根據設定的目標值進行自動調節。加熱器通常采用電加熱或蒸汽加熱方式，而冷卻系統可以通過冷卻水或空氣進行冷卻。
3.pH控制系統：由pH傳感器、酸堿液添加裝置和控制系統組成。pH傳感器實時監測發酵液的pH值，并將數據傳送到自動控制系統。當pH值超出設定范圍時，系統自動添加酸或堿進行調節，確保pH值穩定在微生物生長的最佳范圍內。
4.溶氧控制系統：溶氧傳感器是溶氧控制系統的核心部件，能夠實時檢測發酵液中氧氣的溶解濃度。根據測得的溶氧濃度，自動控制氣體流量或氧氣供應，確保微生物能夠獲得充足的氧氣。
5.攪拌系統：攪拌系統由電機、攪拌槳、轉速控制裝置等組成。其作用是確保培養基與微生物充分混合，保證氧氣的溶解和培養基的均勻性。攪拌速度通常由控制系統根據發酵的進程自動調節。
6.自動加料與排料系統：該系統包括加料泵、料槽、傳感器等，通過自動化控制系統精確控制營養物質的添加量。同時，排料系統根據發酵過程中的需要，及時排放廢物或副產物。
7.自動控制系統：這是發酵罐的大腦，通常由計算機控制系統、傳感器、顯示屏、操作界面等組成。自動控制系統能夠實時接收各個傳感器的信息，進行數據分析，并自動調節發酵罐內的各項參數。
8.清洗系統：為了防止污染和保證生產的衛生，配備了自動清洗系統。系統通過高溫蒸汽或化學清洗劑自動對發酵罐進行清洗，保證每一批發酵的衛生安全。
