發(fā)酵罐內(nèi)沒(méi)有攪拌器,其中央有一個(gè)導(dǎo)流筒 ,將發(fā)酵醪液分為上升區(qū)(導(dǎo)流筒內(nèi))和下降區(qū)(導(dǎo)流筒外) , 在上升區(qū)的下部安裝了空氣噴嘴,或環(huán)型空氣分布管,空氣分布管的下方有許多噴孔。加壓的無(wú)菌空=通過(guò)噴嘴或噴孔噴射進(jìn)發(fā)酵液中,從空氣噴嘴噴入的氣速可達(dá)250~300 (米秒) , 無(wú)菌空氣高速噴入上升管,通過(guò)氣液混合物的湍流作用而使空氣泡分割細(xì)碎,與導(dǎo)流筒內(nèi)的發(fā)酵液密切接觸,供給發(fā)酵液溶解氧。

由于導(dǎo)流筒內(nèi)形成的氣液混合物密度降低,加上壓縮空氣的噴流動(dòng)能,因此使導(dǎo)流筒內(nèi)的液體向上運(yùn)動(dòng);到達(dá)反應(yīng)器上部液面后,一部分氣生泡破碎,二氧化碳排出到反應(yīng)器上部空間,而排出部分氣體的發(fā)酵液從導(dǎo)流簡(jiǎn)上邊向?qū)Я魍餐饬鲃?dòng),導(dǎo)流簡(jiǎn)外的發(fā)酵液因氣含率小,密度增大,發(fā)酵液則下降,再次進(jìn)入上升管,形成循環(huán)流動(dòng),實(shí)現(xiàn)混合與溶氧傳質(zhì)。

發(fā)酵罐的特點(diǎn)

前面已經(jīng)簡(jiǎn)單提到氣升環(huán)式反應(yīng)器的特點(diǎn),由于發(fā)酵罐內(nèi)沒(méi)有攪拌器,并且有定向循環(huán)流動(dòng),故具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，下面具體說(shuō)明。

(1)反應(yīng)溶液分布均勻:氣液固三相的均勻混合與溶液成分的混合分散良好是生物反應(yīng)器的普遍要求,因其流動(dòng).混合與停留時(shí)間分布均受到影響。對(duì)許多間歇或連續(xù)加料的通氣發(fā)酵,基質(zhì)和溶氧盡可能均勻分散,以保證其基質(zhì)在發(fā)酵罐內(nèi)各處的濃度都落在0.1% ~ 1%范圍內(nèi),溶解氧為10%- -30%。 這對(duì)需氧生物細(xì)胞的生長(zhǎng)和產(chǎn)物生成有利。此外,還需避免發(fā)酵罐液面生成穩(wěn)定的泡沫層，以免生物細(xì)胞積聚于.上而受損害甚至死亡。還有培養(yǎng)基成分尤其是有淀粉類(lèi)易沉降的顆粒物料,更應(yīng)能懸浮分散。氣升環(huán)流反應(yīng)器能很好地滿足這些要求。

(2 )較高的溶氧速率和溶氧效率:氣升式反應(yīng)器有較高的氣含率( gas- -holdup )和比氣液接觸介面。因而有高傳質(zhì)速率和溶

氧效率體積溶氧效率通 常比機(jī)械攪拌罐高,kLd可達(dá)2000h ,且溶氧功耗相對(duì)低。

(3)剪切力小,發(fā)酵罐對(duì)生物細(xì)胞損傷小:由于氣升式反應(yīng)器沒(méi)有機(jī)械攪拌葉輪,故對(duì)細(xì)胞的剪切損傷可減至較低,尤其適合

植物細(xì)胞及組織的培養(yǎng)。