分析一下生物發(fā)酵罐的原理及特性

　　生物發(fā)酵罐的工作原理：

　　生物發(fā)酵罐中沒有攪拌器，中間有導(dǎo)管。發(fā)酵痰分為上升區(qū)(在引流管內(nèi))和下降區(qū)(在引流管外)，空氣噴嘴安裝在上升區(qū)的下部，或環(huán)形空氣分配管具有多個空氣分配管下方的孔。加壓的無菌空氣通過噴嘴或孔口噴入發(fā)酵液中。從空氣噴嘴注入的氣體速度可達(dá)到250?300(m/s)，無菌空氣通過氣液混合物高速噴入立管。湍流作用使氣泡分成細(xì)小碎片，并與引流管中的發(fā)酵液緊密接觸，以提供發(fā)酵液溶解氧氣。

　　由于在引流管中形成的氣液混合物的密度降低，并且增加了壓縮空氣的流能，因此導(dǎo)管中的液體向上移動;到達(dá)反應(yīng)器的上表面后，一部分氣泡破裂，二氧化碳被排出。在反應(yīng)器的上部空間中，用于排出一部分氣體的發(fā)酵液從導(dǎo)管的外部流向流量管的外部，導(dǎo)管外部的發(fā)酵液的氣體含量少，密度增加。發(fā)酵液下降，然后再次進(jìn)入提升管。形成循環(huán)流以實現(xiàn)混合和溶解氧傳質(zhì)。

　　生物發(fā)酵罐特性

　　上面已經(jīng)簡要提到了氣體上升回路反應(yīng)器的特性。由于發(fā)酵罐中沒有攪拌器，并且存在定向循環(huán)流，因此有許多優(yōu)點，下面將對此進(jìn)行詳細(xì)說明。

　　(1)反應(yīng)溶液的均勻分布：氣-液-固三相的均勻混合以及溶液組分的混合和分散是生物反應(yīng)器的共同要求，并影響其流動，混合和停留時間的分布。對于許多間歇或連續(xù)的進(jìn)料曝氣發(fā)酵，基質(zhì)和溶解氧應(yīng)盡可能均勻地分散，以確保發(fā)酵罐中基質(zhì)的濃度在0.1%至1%的范圍內(nèi)，溶解氧為10%至60%。 30%。這對于需氧生物細(xì)胞的生長和產(chǎn)物形成是有利的。另外，還必須避免在發(fā)酵罐的表面上形成穩(wěn)定的泡沫層，以防止生物細(xì)胞在表面上的積聚和損害甚至死亡。還有一種中等成分，特別是顆粒狀物質(zhì)，它很容易被淀粉沉淀，應(yīng)該懸浮并分散。空運回路反應(yīng)器非常適合這些要求。

　　(2)更高的溶解氧速率和溶解氧效率：空運反應(yīng)器具有更高的氣體滯留率和氣-液接觸界面，因此具有高的傳質(zhì)速率和溶解氧效率以及體積。溶解氧效率通常高于機械攪拌釜，kLd可達(dá)2000h，溶解氧消耗相對較低。

　　(3)剪切力小，發(fā)酵罐對生物細(xì)胞的損害很小：由于氣提反應(yīng)器不對葉輪進(jìn)行機械攪拌，因此對細(xì)胞的剪切損害可以降低到很低的水平，特別適用于植物細(xì)胞和組織的培養(yǎng)。