气升式发酵罐工作原理及主要特点有哪些

气升式发酵罐(ALR）也是使用较广泛的生物反应器。这种反应器具有结构简单，细菌污染少，溶解氧效率高，能耗低的优点。

气升式发酵罐有很多类型，常见的有气举循环，鼓泡和空气喷射。在生物工业中广泛使用的气提发酵罐包括气提内循环发酵罐，包括气体和液体的双喷射气提循环发酵罐，具有多层分配板的塔式气提发酵罐。起泡罐是原始的曝气发酵罐，起泡反应器没有偏转管，因此无法控制液体的定向流动。接下来，我们将以气体提升回路反应器的工作原理为例进行说明。

气升式发酵罐工作原理

气升式发酵罐将发酵分为上升区（在分流筒中）和下降区，因为反应器没有搅拌器，在中心有支管。（在导管的外部）在上升区的底部安装了空气喷嘴或环形空气分配管，并且在空气分配管下方设有许多喷孔。加压的无菌空气通过喷嘴或喷孔喷入发酵液中，通过空气喷嘴喷出的空气速度可以达到250-300（m/s）。无菌空气高速喷射到立管上，并通过气液混合物。由于湍流，气泡被细碎并粘附在导管中的发酵液上，以将溶解的氧气提供给发酵液。

由于由偏转器形成的气液混合物的密度降低以及压缩空气的射流能量，偏转器中的液体向上移动。到达反应器的上部液位后，由气体产生的一些气泡被破坏并排放出二氧化碳。在反应器的上部空间中，排出了一些气体的发酵液在导管的上部。从导管流到导管外部，由于少量的气体，导管外部的发酵液减少，密度升高，发酵罐再次进入提升管。它形成循环流以实现混合和溶解氧传质。

气升式发酵罐的主要特点

与机械搅拌的发酵罐相比，可节省70％-80％的电力并节省成本。

无菌操作非常可靠，该设备没有动态密封设备，没有泄漏，设备中没有死角，彻底消毒，大大降低了细菌污染的可能性。

高效的热和氧传递，可以支持所有地区和季节发酵生产各种需氧微生物。

提高产量和转化率。该装置的机械剪切力几乎不破坏微生物。另外，由于有足够的溶解氧和及时的除热功能，为微生物提供了良好的生长环境，有效促进了新陈代谢，加速了产物的积累，大大提高了产物的收率和转化率。

易于实现大规模自动化，设备的容量从0.02m3到200m3、在制造，安装，操作和维护方面没有困难。该设备的控制系数低于混合罐的控制系数，易于实现自动控制。

该设备的特点是运行噪音低，负载系数高，并且基本上不需要维护。设备投资比混合罐低约20％。同样，可以在不改变外部尺寸的情况下更换原始的机械混合箱。