生物發(fā)酵罐設備結構分析與應用
一、生物發(fā)酵罐工作原理
生物不銹鋼發(fā)酵罐利用空氣噴嘴噴出高速的空氣，空氣以氣泡式分散于液體中，在通氣的一側，液體平均密度下降，在不通氣的一側，液體密度較大，因而產生與通氣側的液體產生密度差，從而形成發(fā)酵罐內液體的環(huán)流。氣升式發(fā)酵罐有多種形式,，較常見的有內循環(huán)管式，外循環(huán)管式、拉力筒式和垂直隔板式。外循環(huán)式的循環(huán)管設計在罐體外部，內循環(huán)管是兩根，設計罐體內部。在氣升式發(fā)酵罐中，循環(huán)管的高度一般不高于。罐內液面不高于循環(huán)管出口，且不低于環(huán)流出口。氣升式發(fā)酵罐的優(yōu)點是能耗低，液體中的煎切作用小，結構簡單。在同樣的能耗下，其氧傳遞能力比機械攪拌是通氣發(fā)酵罐要高得多.
二、生物發(fā)酵罐主要優(yōu)點
?。?）結構簡單，基本原理也不復雜，與帶攪拌槳的漿式反應器相比能耗較低
?。?）依靠氣體產生定向循環(huán)，而非離心泵類機械設備，流動形式確定，液體循環(huán)強烈，內部無運動部件，具有較小的剪切應力，能量耗散很均勻，對剪切力敏感物料具有特別重要的意義；
?。?）與傳統(tǒng)的鼓泡塔相比，其可操作量的氣體和液體流速范圍大得多；
?。?）供氣效率高，升氣管中通氣可大于鼓泡反應器進氣量，有利于好氧類反應；
?。?）流化效果，可以是固體顆粒，甚至較重的顆粒*保持懸浮狀態(tài)。
三、生物發(fā)酵罐應用范圍
廣泛用于大規(guī)模生產單細胞蛋白質。但不適用于高黏度或含大量固體的培養(yǎng)液。
四、生物發(fā)酵罐主要特點
◆與機械攪拌式發(fā)酵罐相比節(jié)電70%-80%，降低成本。
◆無菌操作可靠性高，該設備沒有動密封裝置，無泄露，且設備內無死區(qū)，滅菌*，染雜菌的機會大幅度減少。
◆傳熱和傳氧效率高，可滿足各種好氧性微生物在任何地區(qū)和季節(jié)里的發(fā)酵生產。
◆提高產率、轉化率，設備機械剪切力對微生物的傷害小，加上溶氧充分、熱量移走及時，為微生物提供了一個良好的生長環(huán)境，有效地促進了新陳代謝，加速產品積累，使產品的產率和轉化率均有明顯提高。
◆容易實現大型化和自動化，設備體積可從0.02m3到200m3，沒有制造、安裝、操作和維修困難。設備的控制因素比攪拌罐少，容易實現自動化控制。
◆本設備具有工作噪音小，裝料系數高，基本不用維修等特點，設備投資比攪拌罐降低20%左右，另外，在不改變外形尺寸的情況下，可對原有機械攪拌罐進行改造。
生物發(fā)酵罐可廣泛用于抗生素、氨基酸、酶制劑、維生素、有機酸等好氧性發(fā)酵過程。在化工方面可用于氣-液、氣-液-固反應過程。在環(huán)保方面可用于污水處理。目前該設備在國內用于谷氨酸、抗生素、黃原膠、糖化酶、檸檬酸生產，設備體積已達到140m3，投入使用后取得了非常顯著的經濟效益。
