自动生物发酵罐是一种专门用于微生物培养和发酵反应的高度自动化设备，它广泛应用于生物制药、食品、环保和农业等多个领域。发酵过程是利用微生物在适宜的环境下进行有氧或无氧代谢，以生产目标产物（如酶、抗生素、维生素、氨基酸等）。传统的发酵过程需要大量的人工干预和管理，而随着技术的发展，自动化系统的引入使得发酵过程的控制更加精细与高效。关键特点是通过自动化控制系统实时监测和调节发酵过程中的多个参数（如温度、pH、溶氧、搅拌速度等），确保微生物在优条件下进行生长和代谢，从而提高产物的质量和产量。
1.温度控制：温度对微生物的生长和代谢有着重要的影响。不同的微生物对温度有不同的要求，过高或过低的温度都会影响其生长。通过温控系统（包括加热和冷却装置）实时监测并调节发酵液的温度，确保其保持在微生物的最佳生长范围内。
2.pH值控制：pH值的变化直接影响微生物的活性和代谢过程。内配备pH传感器，能够实时监测发酵液的pH值。当pH值偏离设定范围时，控制系统会自动加入酸或碱进行调整，保持在最适宜微生物生长的酸碱度范围。
3.溶氧控制：氧气是好氧发酵过程中不可缺因素，微生物通过呼吸作用获取能量并进行代谢。配备溶氧传感器，能够实时监测溶解氧浓度，并自动调节氧气的供应量，确保微生物能在氧气充足的环境中生长。
4.搅拌控制：搅拌是发酵过程中的重要环节，它不仅帮助培养基与微生物均匀混合，还能提高气体的溶解效率。通过搅拌装置自动调节搅拌速度，保持发酵液的均匀性和稳定性，同时避免过度搅拌引起泡沫过多或温度升高。
5.自动加料与排料系统：自动化发酵罐通常配有加料系统，能够在发酵过程中根据需要自动添加营养物质、底物或其他添加剂。同时，排料系统也能根据发酵进程的需求，及时排放副产物或废弃物，保持发酵罐的清洁和正常运行。
6.气体控制系统：气体供应对微生物的呼吸作用至关重要。配备有气体控制系统，能够根据发酵过程的实际需要调节气体流量，确保合适的气体组成和浓度。对于一些特殊的发酵工艺，还能够对气体的组成进行调节，以满足特定的发酵需求。
自动生物发酵罐的组成部分：
1.罐体：通常采用不锈钢材质，具备良好的耐腐蚀性、抗压性和卫生性能。罐体设计符合GMP（药品生产规范）和食品卫生要求，便于清洗、消毒和维护。内壁光滑，减少微生物附着和污染。
2.温度控制系统：包括温控器、加热器、冷却系统等。温控系统通过温度传感器实时监控发酵液的温度，并根据设定的目标值进行自动调节。加热器通常采用电加热或蒸汽加热方式，而冷却系统可以通过冷却水或空气进行冷却。
3.pH控制系统：由pH传感器、酸碱液添加装置和控制系统组成。pH传感器实时监测发酵液的pH值，并将数据传送到自动控制系统。当pH值超出设定范围时，系统自动添加酸或碱进行调节，确保pH值稳定在微生物生长的最佳范围内。
4.溶氧控制系统：溶氧传感器是溶氧控制系统的核心部件，能够实时检测发酵液中氧气的溶解浓度。根据测得的溶氧浓度，自动控制气体流量或氧气供应，确保微生物能够获得充足的氧气。
5.搅拌系统：搅拌系统由电机、搅拌桨、转速控制装置等组成。其作用是确保培养基与微生物充分混合，保证氧气的溶解和培养基的均匀性。搅拌速度通常由控制系统根据发酵的进程自动调节。
6.自动加料与排料系统：该系统包括加料泵、料槽、传感器等，通过自动化控制系统精确控制营养物质的添加量。同时，排料系统根据发酵过程中的需要，及时排放废物或副产物。
7.自动控制系统：这是发酵罐的大脑，通常由计算机控制系统、传感器、显示屏、操作界面等组成。自动控制系统能够实时接收各个传感器的信息，进行数据分析，并自动调节发酵罐内的各项参数。
8.清洗系统：为了防止污染和保证生产的卫生，配备了自动清洗系统。系统通过高温蒸汽或化学清洗剂自动对发酵罐进行清洗，保证每一批发酵的卫生安全。
