發(fā)酵罐的操作使用優(yōu)勢
發(fā)酵罐也是應(yīng)用泛的生物反應(yīng)設(shè)備。這類反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)簡單、不易染菌、溶氧效率高、能耗低等優(yōu)點。氣升式反應(yīng)器有多種類型，常見的有氣升環(huán)流式、鼓泡式、空氣噴射式等，生物工業(yè)已經(jīng)大量應(yīng)用的氣升式發(fā)酵罐有氣升內(nèi)環(huán)流發(fā)酵罐、氣液雙噴射氣升環(huán)流發(fā)酵罐、設(shè)有多層分布板的塔式氣升發(fā)酵罐。
而發(fā)酵罐則是原始的通氣發(fā)酵罐，當然鼓泡式反應(yīng)器內(nèi)沒有設(shè)置導流筒，故未控制液體的主體定向流動?，F(xiàn)以氣升環(huán)流式反應(yīng)器為例說明其工作原理。前面已經(jīng)簡單提到氣升環(huán)式反應(yīng)器的特點，由于氣升環(huán)流反應(yīng)器內(nèi)沒有攪拌器，并且有定向循環(huán)流動，故具有多個優(yōu)點，下面具體說明。
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、混合與停留時間分布均受到影響。對許多間歇或連續(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％一30％。這對需氧生物細胞的生長和產(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械攪拌罐高，kLd可達2000h，且溶氧功耗相對低。
3、剪切力小，對生物細胞損傷?。河捎跉馍椒磻?yīng)器沒有機械攪拌葉輪，故對細胞的剪切損傷可減至低，尤其適合植物細胞及組織的培養(yǎng)。
4、傳熱良好：好氣發(fā)酵均產(chǎn)生大量的發(fā)酵熱，如酵母培養(yǎng)旺盛期發(fā)酵熱高達3.0～4.0×105kJ／(m.h)，而傳熱溫差則只有幾度(℃)，尤其夏季，若使用非冷凍水，則只有3-10℃左右，故需很大的換熱面積與傳熱系數(shù)。發(fā)酵罐因液體綜合循環(huán)速率高，同時便于在外循環(huán)管路上加裝換熱器，以保證除去發(fā)酵熱以控制適宜的發(fā)酵溫度。
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