氣升式發(fā)酵罐(ALR)也是應(yīng)用泛的生物反應(yīng)設(shè)備。
氣升式發(fā)酵罐特點:結(jié)構(gòu)簡單、不易染菌、溶氧效率高和耗能低等。
類型:氣升環(huán)流式、鼓泡式、空氣噴射式。
氣升環(huán)流式反應(yīng)器的特點:
1、反應(yīng)溶液分布均勻
2、較高的溶氧速率和溶氧效率
3、剪切力小
4、傳熱良好
5、結(jié)構(gòu)簡單
6、操作和維修方便。
氣升式發(fā)酵罐不用機(jī)械攪拌就能基本達(dá)到良好的氧溶解的目的。外循環(huán)式培養(yǎng)罐是在罐外裝有氣液上升管,上升管的兩端分別與罐底部和罐上部相連通,并構(gòu)成一個氣液循環(huán)系統(tǒng)。在上升管的下部裝設(shè)空氣噴嘴,空氣以250-300m/s的高速度噴入上升管,使空氣分割細(xì)碎,與上升管的發(fā)酵液密切接觸。由于上升管內(nèi)的發(fā)酵液比重較小,加上壓縮空氣的動能,使液體上升,罐內(nèi)液體下降進(jìn)入上升管,形成反復(fù)的循環(huán)。如此液體不斷循環(huán)流動,并在上升管中與噴嘴噴出的細(xì)微空氣粒均勻接觸,不斷得到溶解氧的補(bǔ)充,從而保證了菌體的正常生長。乳化了的醪液由上升管進(jìn)入發(fā)酵罐,從培養(yǎng)液中分離出來的空氣由罐頂排出。在罐頂還裝有視鏡和人孔,罐中部有溫度計插口。培養(yǎng)過程中微生物代謝放出的熱量在上升管中經(jīng)噴淋冷卻除去,為此,在上升管上部要裝冷卻器。上升管和下降管的布置可以裝在罐外,稱為外循環(huán);也可以裝在罐內(nèi),稱為內(nèi)循環(huán)。
影響氣升式發(fā)酵罐性能的三個主要結(jié)構(gòu)即循環(huán)管長度、循環(huán)管與罐身截面構(gòu)成的環(huán)隙面積比和空氣分布器都影響反應(yīng)器的性能,并隨風(fēng)量的增加而愈顯示其重要性.這就提示我們在優(yōu)化設(shè)計時不但要對上述單個因素及其相互協(xié)調(diào)進(jìn)行研究,而且應(yīng)根據(jù)不同對象進(jìn)行選擇。事實上,在不同情況下,上述實驗結(jié)果還表現(xiàn)出若干局限性,說明氣升式反應(yīng)器雖然因其結(jié)構(gòu)簡單,具較好的Kla和節(jié)約動力等特點,但還必須繼續(xù)深入研究,才能設(shè)計出效率更高、更適用的新型氣升式生物反應(yīng)器,以滿足生化工程和發(fā)酵工業(yè)不斷發(fā)展的需要。
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