发酵罐也是应用最广泛的生物反应设备。发酵罐则是最原始的通气发酵罐,当然鼓泡式反应器内没有设置导流筒,故未控制液体的主体定向流动,这类反应器具有结构简单、不易染菌、溶氧效率高、能耗低等优点。气升式反应器有多种类型,常见的有气升环流式、鼓泡式、空气喷射式等,生物工业已经大量应用的气升式发酵罐有气升内环流发酵罐、气液双喷射气升环流发酵罐、由于气升环流反应器内没有搅拌器,并且有定向循环流动,有以下几大优点:
1、反应溶液分布均匀:对许多间歇或连续加料的通气发酵,基质和溶氧尽可能均匀分散,发酵罐的操作使以保证其基质在发酵罐内各处的浓度都落在0.1%~1%范围内,溶解氧为10%一30%。这对需氧生物细胞的生长和产物生成有利。此外,还需避免发酵罐液面生成稳定的泡沫。
2、结构简单,气升式发酵罐结构较简单,能耗低,操作方便,基本原理也不复杂,与带搅拌桨的浆式反应器相比能耗较低。
3、依靠气体产生定向循环,而非离心泵类机械设备,流动形式确定,液体循环强烈,内部无运动部件,具有较小的剪切应力,能量耗散很均匀,对剪切力敏感物料具有特别重要的意义。
4、与传统的鼓泡塔相比,其可操作量的气体和液体流速范围大得多。
5、供气速率高,好气发酵均产生大量的发酵热,气升式发酵罐因液体综合循环速率高
6、流化效果极佳,可以是固体颗粒,甚至较重的颗粒完全保持悬浮状态。
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