發(fā)酵罐原理
發(fā)酵罐內(nèi)沒(méi)有攪拌裝置,其中間有一個(gè)導(dǎo)流筒,將發(fā)醇醪液分成升高區(qū)(導(dǎo)流筒內(nèi))和降低區(qū)(導(dǎo)流筒外),在升高區(qū)的下邊安裝了空氣噴嘴,或環(huán)形氣體遍布管,氣體遍布管的下面有很多噴嘴。充壓的無(wú)菌檢測(cè)氣體根據(jù)噴頭或噴嘴噴出進(jìn)發(fā)酵液中,從空氣噴嘴噴到的氣速可達(dá)250~300(米/秒),無(wú)菌檢測(cè)氣體快速?lài)姷教嵘?,根?jù)氣液混合物質(zhì)的湍流功效而使氣體泡切分碎碎的,與導(dǎo)流筒內(nèi)的發(fā)酵液較深接觸,提供發(fā)酵液溶氧。
因?yàn)閷?dǎo)流筒內(nèi)產(chǎn)生的氣液混合物質(zhì)相對(duì)密度減少,再加上空氣壓縮的噴流動(dòng)性能,因而使導(dǎo)流筒內(nèi)的液態(tài)往上健身運(yùn)動(dòng);抵達(dá)反應(yīng)器上方液位后,一部分氣生泡粉碎,二氧化碳排出來(lái)到反應(yīng)器上方室內(nèi)空間,而排出來(lái)一部分汽體的發(fā)酵液從導(dǎo)流筒上面向?qū)Я魍餐饬鲃?dòng)性,導(dǎo)流筒外的發(fā)酵液因氣含率小,相對(duì)密度擴(kuò)大,發(fā)酵液則降低,再度進(jìn)到提升管,產(chǎn)生循環(huán)系統(tǒng)流動(dòng)性,完成混和與溶氧對(duì)流傳熱。
發(fā)酵罐的特性
前邊早已簡(jiǎn)易提及氣升環(huán)式反應(yīng)器的特性,因?yàn)榘l(fā)酵罐內(nèi)沒(méi)有攪拌裝置,而且有定項(xiàng)循環(huán)系統(tǒng)流動(dòng)性,故具備眾多優(yōu)勢(shì),下邊實(shí)際表明。
(1)反映飽和溶液遍布勻稱(chēng):氣液固三相的均衡混和與飽和溶液成份的攪拌分散化優(yōu)良是微生物反應(yīng)器的廣泛規(guī)定,因其流動(dòng)性、混和與停留的時(shí)間遍布均遭受危害。對(duì)很多間歇性或持續(xù)投料的換氣發(fā)醇,栽培基質(zhì)和溶氧盡量勻稱(chēng)分散化,以保障其栽培基質(zhì)在發(fā)酵罐內(nèi)各地的濃度值都落在0.1%~1%范疇內(nèi),溶氧為10%一30%。這對(duì)需氧生物細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育和物質(zhì)轉(zhuǎn)化成有益。除此之外,還需防止發(fā)酵罐液位轉(zhuǎn)化成平穩(wěn)的泡沫塑料層,以防生物細(xì)胞堆積于上而受損乃至身亡。也有培養(yǎng)液成份尤其是有淀粉類(lèi)食物易沉淀的細(xì)顆粒物料,更理應(yīng)能飄浮分散化。氣升電場(chǎng)反應(yīng)器能有效地達(dá)到那些規(guī)定。
(2)較高的溶氧速度和溶氧率:氣升式反應(yīng)器有較高的氣含率(gas—holdup)和比氣液觸碰介面,因此有高對(duì)流傳熱效率和溶氧率,容積溶氧率通常比機(jī)械設(shè)備罐車(chē)高,kLd可達(dá)2000h,且溶氧功能損耗相對(duì)性低。
(3)剪切應(yīng)力小,發(fā)酵罐對(duì)生物細(xì)胞損害?。阂?yàn)闅馍椒磻?yīng)器沒(méi)有機(jī)械攪拌離心葉輪,故對(duì)體細(xì)胞的剪截?fù)p害可降至較低,特別是在合適植物細(xì)胞及機(jī)構(gòu)的塑造。