深层发酵罐的原理主要涉及以下几个方面：

无菌环境维持

发酵过程对无菌要求极高，以防止杂菌污染影响发酵结果。发酵罐采用密封设计，并通过蒸汽灭菌等方式，在发酵前对罐体、管道及内部配件进行彻底灭菌，确保发酵环境的纯净。

温度控制

微生物的生长和代谢对温度极为敏感。不同的微生物具有最适生长温度范围。发酵罐配备有温度控制系统，通过夹套或盘管等结构，利用循环的热媒（如热水）或冷媒（如冷水）来调节罐内温度，使其始终保持在微生物生长的最佳温度区间。

通气与搅拌

对于需氧发酵过程，充足的氧气供应至关重要。通过向发酵罐内通入无菌空气，并利用搅拌装置将空气分散成微小气泡，增加气液接触面积，从而满足微生物对氧气的需求。搅拌还能使发酵液中的营养物质均匀分布，促进微生物与营养成分的充分接触，同时有助于散热，防止局部温度过高。

pH控制

微生物对于pH的要求各不相同，有些微生物只能在酸性环境中生长，而有些则需要碱性环境。发酵罐通过加入酸碱调节剂来维持适宜的pH值。

营养物质供应

发酵过程中，微生物需要各种营养物质来生长和代谢产物生成。发酵罐提供合适的营养物质，包括碳源、氮源、矿物质等，维持微生物的生长与代谢。

防止污染

发酵罐在设计和操作时，需要采取相应的防污染措施，避免杂菌、细菌、真菌等的污染，保证发酵过程的纯净性和效果。

压力控制

发酵过程中，压力也是一个重要的因素。通过调节发酵罐内的压力，可以影响微生物的生长和代谢速率。

尾气处理

发酵过程中产生的气体，如二氧化碳、氧气、甲烷、氢气等，可以通过装置的下方或侧壁的排气孔进行排放。发酵罐配备了尾气处理系统，可以对发酵过程中产生的有害气体进行除臭和除味。

通过以上原理，深层发酵罐能够有效地进行微生物的培养和发酵过程，从而生产出所需的生物制品。