工作原理

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(cè)，液體平均密度下降，在不通氣的一側(cè)，液體密度較大，因而產(chǎn)生與通氣側(cè)的液體產(chǎn)生密度差，從而形成發(fā)酵罐內(nèi)液體的環(huán)流。氣升式發(fā)酵罐有多種形式,，較常見(jiàn)的有內(nèi)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(shè)計(jì)在罐體外部，內(nèi)循環(huán)管是兩根，設(shè)計(jì)罐體內(nèi)部。在氣升式發(fā)酵罐中，循環(huán)管的高度一般不高于，罐內(nèi)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(diǎn)是能耗低，液體中的剪切作用小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。在同樣的能耗下，其氧傳遞能力比機(jī)械攪拌式通氣發(fā)酵罐要高得多。

主要優(yōu)點(diǎn)

（1） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 基本原理也不復(fù)雜， 與帶攪拌槳的漿式反應(yīng)器相比能耗較低

（2） 依靠氣體產(chǎn)生定向循環(huán)， 而非離心泵類(lèi)機(jī)械設(shè)備， 流動(dòng)形式確定， 液體循環(huán)強(qiáng)烈， 內(nèi)部無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，具有較小的剪切應(yīng)力，能量耗散很均勻，對(duì)剪切力敏感物料具有特別重要的意義;

（3） 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;

（4） 供氣效率高， 升氣管中通氣可大于鼓泡反應(yīng)器進(jìn)氣量， 有利于好氧類(lèi)反應(yīng);

（5） 流化效果佳， 可以是固體顆粒， 甚至較重的顆粒保持懸浮狀態(tài)。

主要缺點(diǎn)

（1） 需要非常大的空氣吞吐量;

（2） 相間混和接觸較差;

（3） 當(dāng)循環(huán)的有機(jī)體和操作條件發(fā)生變化時(shí)， 底物、營(yíng)養(yǎng)物和氧的量不能保持一致;

（4） 混和與通氣是耦合問(wèn)題， 也即很難在不改變通氣的條件下改善混和狀況。

應(yīng)用范圍

廣泛用于大規(guī)模生產(chǎn)單細(xì)胞蛋白質(zhì)。但不適用于高黏度或含大量固體的培養(yǎng)液。

主要特點(diǎn)

◆與機(jī)械攪拌式發(fā)酵罐相比節(jié)電70%-80%，降低成本。

◆無(wú)菌操作可靠性高，該設(shè)備沒(méi)有動(dòng)密封裝置，無(wú)泄露，且設(shè)備內(nèi)無(wú)死區(qū)，滅菌che底，染雜菌的機(jī)會(huì)大幅度減少。

◆傳熱和傳氧效率高，可滿(mǎn)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(chǎn)。

◆提高產(chǎn)率、轉(zhuǎn)化率，設(shè)備機(jī)械剪切力對(duì)微生物的傷害小，加上溶氧充分、熱量移走及時(shí)，為微生物提供了一個(gè)良好的生長(zhǎng)環(huán)境，有效地促進(jìn)了新陳代謝，加速產(chǎn)品積累，使產(chǎn)品的產(chǎn)率和轉(zhuǎn)化率均有明顯提高。

◆容易實(shí)現(xiàn)大型化和自動(dòng)化，設(shè)備體積可從0.02m3到200m3，沒(méi)有制造、安裝、操作和維修困難。設(shè)備的控制因素比攪拌罐少，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。

◆本設(shè)備具有工作噪音小，裝料系數(shù)高，基本不用維修等特點(diǎn)，設(shè)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(duì)原有機(jī)械攪拌罐進(jìn)行改造。

主要用途

該設(shè)備可廣泛用于抗生素、氨基酸、酶制劑、維生素、有機(jī)酸等好氧性發(fā)酵過(guò)程。在化工方面可用于氣-液、氣-液-固反應(yīng)過(guò)程。在環(huán)保方面可用于污水處理。該設(shè)備在國(guó)內(nèi)用于谷氨酸、抗生素、黃原膠、糖化酶、檸檬酸生產(chǎn)，設(shè)備體積已達(dá)到140m3，投入使用后取得了非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)酵所必須的空氣在靜態(tài)混合元件內(nèi)外上下流動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)酵液循環(huán)，促進(jìn)氣-液充分混合。