发酵罐是具备灭菌和控制发酵条件等功能的微生物深层液体培养设备，为微生物特定生物化学过程的操作提供良好环境，是发酵工业的核心设备，连接原料和产物。
发酵罐通常由圆柱形直筒体和椭圆形或蝶形上下封头连接而成，公称容积（下封头和筒体容积）1m³及以下发酵罐上封头与直筒体采用法兰连接，设有手孔进行加料、清洗等，若要对发酵罐内部进行检修，需要将上封头打开。罐体上设有米洛板或迷宫式夹套，可通入加热或冷却介质来进行循环加热或冷却。其结构特点包括：
罐体：主体一般为用不锈钢板制成的主式圆筒，容积在1m³至数百m³，密封性要好，防止菌体被污染。罐体与上下填充头（或锥形）均采用旋压R角加工，罐内壁经镜面抛光处理，无卫生死角，全封闭设计确保物料始终处于无污染的状态下混合、发酵。
搅拌器：罐体当中有搅拌桨，用于发酵过程中不停的搅拌。搅拌桨一般为多种搅拌桨组合，以达到好的溶氧效果。常用的机械通气搅拌发酵罐的主要桨叶形式有涡轮式搅拌桨，分为平直叶涡轮搅拌桨、弯叶涡轮搅拌桨、箭叶涡轮搅拌桨等，搅拌桨叶片一般为6片。
挡板：作用是改变液流的方向，由径向流改为轴向流，促使液体剧烈翻动，增加溶解氧。挡板的上部要在液面以上，下部伸至罐体底部，与封头平齐。挡板宽度一般为（0.1～0.12）D，装设4～6片挡板可满足全挡板条件。在10m³及以上的发酵罐，列管可以代替挡板。
空气分布装置：作用是吹入无菌空气，并使空气均匀分布。分布装置的形式有单管及环形管等。环形管的分布装置，以环径di等于0.8Di（搅拌器直径）时最为有效，喷孔直径为5~8mm，喷孔直径向下，喷孔的总截面积约等于通风管的截面积。
换热装置：夹套式换热装置多应用于容积较小的发酵罐、种子罐，夹套的高度比静止液面高度稍高即可，无须进行冷却面积的设计。带夹套的发酵罐罐体壁厚要按外压计算（即0.3MPa（绝对压力）），夹套内设置螺旋片导板，来增加换热效果，同时对罐身起加强作用。
传感器接口：罐体的顶盘上有控制传感器，常用的有pH电极和DO电极，用来监测发酵过程中发酵液pH和DO的变化。
附属结构：罐顶上设有人孔、补料口、排气口、压力表接口、接种口等接口；罐身上设有进气口、移种口、取样口、出料口、各种传感器接口、循环水进出口等接口。
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